図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2015年8月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題・解決手段

本明細書に述べられる様々な例示的な実施形態は、エンドエフェクタと、エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びるシャフトとを備える、組織治療するための関節運動する外科用器具に関するものである。特定の実施形態では、シャフトは、複数の横断スペーサ部材と、複数の横断スペーサ部材の少なくとも一部を通って延びる第1及び第2の回転可能部材とを有する。第1及び第2の回転可能部材は、それぞれの付勢方向が第1の回転可能部材の回転とともに変化するように、両方とも長手方向軸から遠ざかる方向に付勢することができる。第1及び第2の回転可能部材のそれぞれの付勢方向が互いに反対方向である場合、シャフトはほぼ真っ直ぐとなりうる。第1及び第2の回転可能部材のそれぞれの付勢方向が互いに整列している場合、シャフトは整列の方向に長手方向軸から遠ざかる方向に関節運動することができる。

概要

背景

異なる実施形態は、外科用装置とともに使用するための異なる関節運動可能なシャフトを含む、外科用装置に関するものである。

超音波メスなどの超音波外科用装置はそれらの固有性能特性のために外科手術における多くの用途において使用されている。特定の装置の構成及び手術パラメータに応じて、超音波外科用装置は組織の切断及び凝固による止血をほぼ同時に行うことが可能であり、望ましくは患者外傷を最小に抑える。超音波外科用装置は、近位に配置された超音波トランスデューサ、並びに遠位に取り付けられた、組織を切断及びシールするための超音波ブレードを備えるエンドエフェクタを有する、超音波トランスデューサと結合された器具を備えている。エンドエフェクタは一般的に、シャフトを介してハンドル及び/又はロボット外科用器具のいずれかと結合されている。ブレードは、シャフトを通って延びる導波管を介してトランスデューサと音響的に結合されている。このような超音波外科用装置は、開腹手術における使用、ロボット支援手術を含む腹腔鏡又は内視鏡手術用に構成することができる。

超音波エネルギーは、電気外科手術で用いられるよりも低い温度を使用して組織を切断し、凝固させる。超音波ブレードは高周波(例えば、毎秒55,500回)で振動し、組織中のタンパク質変性させて粘着性凝塊を形成する。ブレード表面により組織に加えられる圧力によって血管が圧し潰され、凝塊が止血シールを形成する。外科医は、エンドエフェクタにより組織に加えられる力によって切断速度及び凝固、力が加えられる時間、及び選択されるエンドエフェクタの偏位ベルを制御することができる。

やはり多くの外科的応用において使用されているものとして電気的な外科用装置がある。電気外科用装置は、電気エネルギーを組織に加えることによって組織を治療する。電気外科用装置は、1以上の電極を有する、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタを有する、器具として構成することができる。エンドエフェクタは、電流が組織中に導入されるように組織と接して配置することができる。電気外科用装置は、バイポーラ又はモノポーラ手術用に構成することができる。バイポーラ手術では、電流はエンドエフェクタの能動電極及び戻り電極によってそれぞれ組織中に導入され、組織から戻る。モノポーラ手術では、電流はエンドエフェクタの能動電極によって組織中に導入され、患者の身体に別に配置された戻り電極(例えば接地パッド)から戻る。組織に流れる電流によって発生する熱が組織内部及び/又は組織間において止血シールを形成することができ、例えば血管を封止するうえで特に有用となりうる。電気外科用装置のエンドエフェクタは場合により、組織に対して動かすことができる切断部材、及び組織を切断するための電極も備える。

電気外科用装置により作用させられる電気エネルギーは、発生器によって器具に送信することができる。電気エネルギーは、高周波(RF)エネルギーの形態であってよい。RFエネルギーは、300kHz〜1MHzの周波数範囲にありうる電気エネルギーの形態である。その動作時には、電気外科用装置は、組織を通じて低周波のRFエネルギーを伝達することができ、これによりイオン性攪拌(ionic agitation)、又は摩擦、すなわち抵抗性加熱が生じることによって組織の温度が上昇する。病変組織と周囲の組織との間には明確な境界が形成されうるため、外科医は標的としない隣接組織を損傷することなく、高い精度及び制御性で手術を行うことができる。RFエネルギーの低い作動温度は、軟組織を除去、収縮又は成形し、同時に血管を封止するうえで有用でありうる。RFエネルギーは、主としてコラーゲンからなり、熱と接触する際に収縮する結合組織に対して特に効果的に作用しうる。

概要

本明細書に述べられる様々な例示的な実施形態は、エンドエフェクタと、エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びるシャフトとを備える、組織を治療するための関節運動する外科用器具に関するものである。特定の実施形態では、シャフトは、複数の横断スペーサ部材と、複数の横断スペーサ部材の少なくとも一部を通って延びる第1及び第2の回転可能部材とを有する。第1及び第2の回転可能部材は、それぞれの付勢方向が第1の回転可能部材の回転とともに変化するように、両方とも長手方向軸から遠ざかる方向に付勢することができる。第1及び第2の回転可能部材のそれぞれの付勢方向が互いに反対方向である場合、シャフトはほぼ真っ直ぐとなりうる。第1及び第2の回転可能部材のそれぞれの付勢方向が互いに整列している場合、シャフトは整列の方向に長手方向軸から遠ざかる方向に関節運動することができる。

目的

オーバーモールド弾性部分32aは、外向きの方向33Bへのトリガ32の制御のためのより快適な接触面を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

関節運動可能な外科用器具であって、組織治療するためのエンドエフェクタと、長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトであって、複数の横断スペーサ部材と、前記複数の横断スペーサ部材の少なくとも一部を通って前記長手方向軸と平行に延びる第1の回転可能部材であって、前記長手方向軸から遠ざかる方向に付勢され、前記第1の回転可能部材の付勢方向が前記第1の回転可能部材の回転とともに変化する、第1の回転可能部材と、前記複数の横断スペーサ部材の少なくとも一部を通って前記長手方向軸と平行に延び、前記長手方向軸に垂直な方向に沿って前記第1の回転可能部材からオフセットした第2の回転可能部材であって、前記長手方向シャフトから遠ざかる方向に付勢され、前記第2の回転可能部材の付勢方向が前記第2の回転可能部材の回転とともに変化する、第2の回転可能部材と、を有する、シャフトと、を備え、前記第1の回転可能部材の付勢方向と前記第2の回転可能部材の付勢方向とが互いに反対方向となるように前記第1及び第2の回転可能部材が回転させられる場合に前記シャフトがほぼ真っ直ぐとなり、前記第1の回転可能部材の付勢方向と前記第2の回転可能部材の付勢方向とが前記長手方向軸から遠ざかる第1の方向に互いに整列するように前記第1及び第2の回転可能部材が回転させられる場合に前記シャフトが前記第1の方向に関節運動する、外科用器具。

請求項2

前記複数の横断スペーサ部材を通って前記長手方向軸と平行に延び、前記長手方向軸に垂直な方向に沿って前記第1及び第2の回転可能部材からオフセットした第3の回転可能部材であって、前記長手方向シャフトから遠ざかる方向に付勢された、第3の回転可能部材を更に有し、前記第3の回転可能部材の付勢方向が前記第3の回転可能部材の回転とともに変化し、前記第1の回転可能部材の付勢方向、前記第2の回転可能部材の付勢方向、及び前記第3の回転可能部材の付勢方向が互いに反対方向となるように前記第1、第2及び第3の回転可能部材が回転させられる場合に前記シャフトがほぼ真っ直ぐとなり、前記第1の回転可能部材の付勢方向、前記第2の回転可能部材の付勢方向、及び前記第3の回転可能部材の付勢方向が前記長手方向軸から遠ざかる第1の方向に互いに整列するように前記第1、第2の回転可能部材が回転させられる場合に前記シャフトが前記第1の方向に関節運動する、請求項1に記載の外科用器具。

請求項3

前記第1の回転可能部材、前記第2の回転可能部材、及び前記長手方向軸の中心が共通の平面上に位置する、請求項1に記載の外科用器具。

請求項4

前記第1の方向が前記共通の平面内にある、請求項3に記載の外科用器具。

請求項5

前記第1の方向が前記共通の平面の外側にある、請求項3に記載の外科用器具。

請求項6

前記第1の回転可能部材の付勢方向と前記第2の回転可能部材の付勢方向とが互いに反対方向となる場合に前記第1の回転可能部材の付勢方向と前記第2の回転可能部材の付勢方向とが互いに反対となる、請求項3に記載の外科用器具。

請求項7

前記横断スペーサ部材のそれぞれが、前記長手方向軸上に中心が位置するディスク画定し、前記ディスクが前記第1及び第2の回転可能部材を受容するための第1及び第2の開口部を画定する、請求項1に記載の外科用器具。

請求項8

前記エンドエフェクタが、前記複数の横断スペーサ部材の少なくとも一部を通って延びる導波管機械的に連結された超音波ブレードを有する、請求項1に記載の外科用器具。

請求項9

前記エンドエフェクタが、組織を治療するための少なくとも1つの電極を有する、請求項1に記載の外科用器具。

請求項10

組織を治療するための関節運動可能な外科用器具であって、少なくとも1つの電気外科用電極、及び超音波ブレードからなる群から選択されるエネルギー装置を有するエンドエフェクタと、長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトであって、近位管であって、前記近位中空管遠位端に近位クレビスを画定し、前記近位クレビスが第1及び第2のクレビス部材を含む、近位管と、遠位管であって、前記関節運動する管の近位端に遠位クレビスを画定し、前記遠位クレビスが第1及び第2のクレビス部材を含み、前記遠位管が前記遠位管と前記近位管との間の連結部を中心として前記近位管に対して旋回可能であるように前記遠位クレビスが前記近位クレビスと連結され、前記遠位クレビスの前記第1のクレビス部材が第1の複数の歯を有する、遠位管と、前記近位管内に配置され、前記長手方向軸を中心として回転可能な回転可能内側管であって、前記内側管の遠位端が前記第1の複数の歯と噛み合うように配置された第2の複数の歯を画定することにより、前記長手方向軸を中心とした前記内側管の回転により、前記遠位管が前記遠位管と前記近位管との間の前記連結部を中心として旋回する、内側管と、を有する、シャフトと、を備える、外科用器具。

請求項11

前記第1の複数の歯が近位方向に向けられ、前記第2の複数の歯が遠位方向に向けられている、請求項10に記載の器具

請求項12

前記第1の複数の歯が、前記遠位クレビスの前記第1のクレビス部材と一体に形成されている、請求項10に記載の器具。

請求項13

前記遠位クレビスの前記第1及び第2の部材が、前記近位クレビスの前記第1及び第2の部材の内側に配置される、請求項10に記載の器具。

請求項14

前記エンドエフェクタが超音波ブレードを含み、前記シャフトを通って前記超音波ブレードにまで延びる超音波導波管を更に備える、請求項10に記載の器具。

請求項15

前記導波管が第1の可撓性部分及び第2の剛性部分を有し、前記第1の可撓性部分が前記遠位及び近位クレビスの周辺に配置される、請求項14に記載の器具。

請求項16

組織を治療するための関節運動可能な外科用器具であって、エンドエフェクタと、長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトであって、近位管と、遠位管であって、前記遠位管及び前記近位管が第1のヒンジ連結部において旋回可能に連結された、遠位管と、前記近位管を通って延びる並進部材であって、第2のヒンジ連結部において前記遠位管と連結されることにより、前記長手方向軸に沿った前記並進部材の並進運動によって、前記近位管が前記遠位管に対して旋回する、並進部材と、を有する、シャフトと、を備える、外科用器具。

請求項17

前記第1のヒンジ連結部が前記長手方向軸からオフセットしており、前記第2のヒンジ連結部も、前記第1のヒンジ連結部の反対側に前記長手方向軸からオフセットしている、請求項16に記載の外科用器具。

請求項18

前記並進部材の遠位方向に向かう運動により、前記遠位管が前記長手方向軸から遠ざかる方向に旋回し、前記並進部材の近位方向に向かう運動により、前記遠位管が前記長手方向軸に近づく方向に旋回する、請求項17に記載の外科用器具。

請求項19

前記並進部材が、前記近位管内に配置される中空管を画定する、請求項16に記載の外科用器具。

請求項20

前記遠位管が、前記長手方向軸に概ね垂直に延びる第1及び第2のピン部分を有し、前記並進部材が前記第1及び第2のピン部分を受容するための第1及び第2の開口部を画定する、請求項19に記載の外科用器具。

請求項21

前記第1及び第2の開口部が前記第1及び第2のピン部分の断面直径よりも大きいことにより、前記第1及び第2のピン部分が前記第1及び第2の開口部内で動くことができる、請求項20に記載の外科用器具。

請求項22

前記並進部材が、前記近位管内に配置されるロッドを画定する、請求項16に記載の外科用器具。

請求項23

前記ロッドが、前記長手方向軸に概ね垂直に延びる第1及び第2のピン部分を有し、前記遠位管が前記第1及び第2のピン部分を受容するための第1及び第2の開口部を画定する、請求項22に記載の外科用器具。

請求項24

前記第1及び第2の開口部が前記第1及び第2のピン部分の断面直径よりも大きいことにより、前記第1及び第2のピン部分が前記第1及び第2の開口部内で動くことができる、請求項23に記載の外科用器具。

請求項25

前記第1のヒンジ連結部が、前記近位管及び前記遠位管を通って延びるピンを有する、請求項16に記載の外科用器具。

請求項26

前記エンドエフェクタが超音波ブレードを含み、前記シャフトを通って前記超音波ブレードにまで延びる超音波導波管を更に備える、請求項16に記載の器具。

請求項27

前記導波管が第1の可撓性部分及び第2の剛性部分を有し、前記第1の可撓性部分が前記長手方向軸に沿って前記第1のヒンジ連結部の周辺に配置される、請求項26に記載の器具。

請求項28

組織を治療するための関節運動可能な外科用器具であって、超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトであって、近位管と、遠位管であって、前記遠位管及び前記近位管が第1のヒンジ連結部において旋回可能に連結された、遠位管と、を有する、シャフトと、前記超音波ブレードと機械的に連結され、前記シャフトを通って近位方向に延びる導波管であって、前記第1のヒンジ連結部の周辺に配置された可撓性部分を画定する、導波管と、前記近位管の少なくとも一部を通って延びる剛性の並進部材と、前記並進部材の遠位方向への並進運動により前記遠位管が前記第1のヒンジ連結部を中心として前記並進部材から遠ざかる方向に旋回するように、前記近位管に旋回可能に連結された近位端及び前記遠位管に旋回可能に連結された遠位端を画定する連結部材と、を備える、外科用器具。

請求項29

前記並進部材の近位方向への並進運動により、前記遠位管が前記並進部材に近づく方向に前記第1のヒンジ連結部を中心として旋回する、請求項28に記載の外科用器具。

請求項30

前記導波管が前記導波管の前記可撓性部分の近位側の第1の連結点において前記近位管と連結され、前記導波管が前記可撓性部分の遠位側の第2の連結点において前記遠位管と連結される、請求項28に記載の外科用器具。

請求項31

前記第1及び第2の連結点が前記導波管の節に配置される、請求項30に記載の外科用器具。

請求項32

組織を治療するための関節運動可能な外科用器具であって、超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、前記シャフトに連結された近位端及び前記エンドエフェクタに連結された遠位端を画定する関節ネックであって、複数の中空ネック部材を有し、前記複数の中空ネック部材から選択される第1の中空ネック部材が、前記複数の中空ネック部材から選択される第2の中空ネック部材の遠位端を受容するように構成された近位端を画定することにより、前記第1及び第2の中空ネック部材が互いに旋回可能に連結される、関節ネックと、前記関節ネック及び前記シャフトを通って前記超音波ブレードから近位方向に延びる導波管であって、前記関節ネックの周辺に配置された可撓性部分を有する、導波管と、を備える、外科用器具。

請求項33

前記エンドエフェクタに連結され、前記関節ネック及びシャフトを通って近位方向に延びる第1の並進部材を更に備えることにより、前記第1の並進部材の近位方向への並進運動により、前記エンドエフェクタが前記第1の並進部材に近づく方向に前記可撓性ネックを中心として旋回する、請求項32に記載の外科用器具。

請求項34

前記エンドエフェクタに連結され、前記関節ネック及びシャフトを通って近位方向に延びる第2の並進部材を更に備えることにより、前記第2の並進部材の近位方向への並進運動により、前記エンドエフェクタが前記第2の並進部材に近づく方向に前記可撓性ネックを中心として旋回する、請求項33に記載の外科用器具。

請求項35

前記エンドエフェクタに連結され、前記関節ネック及びシャフトを通って近位方向に延びる第1及び第2の並進部材を更に備え、前記第1及び第2の並進部材の近位方向への並進運動により、前記複数の中空ネック部材が圧縮状態に置かれることで関節運動が防止され、前記第1及び第2の並進部材の遠位方向への並進運動により、前記複数の中空ネック部材が圧縮状態から解放されて関節運動が可能となる、請求項32に記載の外科用器具。

技術分野

0001

(関連出願の相互参照
本出願は、以下の同時出願の米国特許出願に関連し、これらは本明細書において参照としてその全体が組み込まれる:
米国特許出願第____________号、発明の名称「Haptic Feedback Devices for Surgical Robot」、代理人整理番号第END7042USNP/110388号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Lockout Mechanism for Use with Robotic Electrosurgical Device」、代理人整理番号第END7043USNP/110389号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Closed Feedback Control for Electrosurgical Device」、代理人整理番号第END7044USNP/110390号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Surgical Instruments with Articulating Shafts」、代理人整理番号第END6423USNP/110392号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Ultrasonic Surgical Instruments with Distally Positioned Transducers」、代理人整理番号第END6819USNP/110393号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Surgical Instruments with Articulating Shafts」、代理人整理番号第END7047USNP/110394号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Ultrasonic Surgical Instruments with Distally Positioned Jaw Assemblies」、代理人整理番号第END7048USNP/110395号、
米国特許出願第____________号、発明の名称「Ultrasonic Surgical Instruments with Control Mechanisms」、代理人整理番号第END7050USNP/110397号、及び
米国特許出願第____________号、発明の名称「Surgical Instruments with Fluid Management System」、代理人整理番号第END7051USNP/110399号。

背景技術

0002

異なる実施形態は、外科用装置とともに使用するための異なる関節運動可能なシャフトを含む、外科用装置に関するものである。

0003

超音波メスなどの超音波外科用装置はそれらの固有性能特性のために外科手術における多くの用途において使用されている。特定の装置の構成及び手術パラメータに応じて、超音波外科用装置は組織の切断及び凝固による止血をほぼ同時に行うことが可能であり、望ましくは患者外傷を最小に抑える。超音波外科用装置は、近位に配置された超音波トランスデューサ、並びに遠位に取り付けられた、組織を切断及びシールするための超音波ブレードを備えるエンドエフェクタを有する、超音波トランスデューサと結合された器具を備えている。エンドエフェクタは一般的に、シャフトを介してハンドル及び/又はロボット外科用器具のいずれかと結合されている。ブレードは、シャフトを通って延びる導波管を介してトランスデューサと音響的に結合されている。このような超音波外科用装置は、開腹手術における使用、ロボット支援手術を含む腹腔鏡又は内視鏡手術用に構成することができる。

0004

超音波エネルギーは、電気外科手術で用いられるよりも低い温度を使用して組織を切断し、凝固させる。超音波ブレードは高周波(例えば、毎秒55,500回)で振動し、組織中のタンパク質変性させて粘着性凝塊を形成する。ブレード表面により組織に加えられる圧力によって血管が圧し潰され、凝塊が止血シールを形成する。外科医は、エンドエフェクタにより組織に加えられる力によって切断速度及び凝固、力が加えられる時間、及び選択されるエンドエフェクタの偏位ベルを制御することができる。

0005

やはり多くの外科的応用において使用されているものとして電気的な外科用装置がある。電気外科用装置は、電気エネルギーを組織に加えることによって組織を治療する。電気外科用装置は、1以上の電極を有する、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタを有する、器具として構成することができる。エンドエフェクタは、電流が組織中に導入されるように組織と接して配置することができる。電気外科用装置は、バイポーラ又はモノポーラ手術用に構成することができる。バイポーラ手術では、電流はエンドエフェクタの能動電極及び戻り電極によってそれぞれ組織中に導入され、組織から戻る。モノポーラ手術では、電流はエンドエフェクタの能動電極によって組織中に導入され、患者の身体に別に配置された戻り電極(例えば接地パッド)から戻る。組織に流れる電流によって発生する熱が組織内部及び/又は組織間において止血シールを形成することができ、例えば血管を封止するうえで特に有用となりうる。電気外科用装置のエンドエフェクタは場合により、組織に対して動かすことができる切断部材、及び組織を切断するための電極も備える。

0006

電気外科用装置により作用させられる電気エネルギーは、発生器によって器具に送信することができる。電気エネルギーは、高周波(RF)エネルギーの形態であってよい。RFエネルギーは、300kHz〜1MHzの周波数範囲にありうる電気エネルギーの形態である。その動作時には、電気外科用装置は、組織を通じて低周波のRFエネルギーを伝達することができ、これによりイオン性攪拌(ionic agitation)、又は摩擦、すなわち抵抗性加熱が生じることによって組織の温度が上昇する。病変組織と周囲の組織との間には明確な境界が形成されうるため、外科医は標的としない隣接組織を損傷することなく、高い精度及び制御性で手術を行うことができる。RFエネルギーの低い作動温度は、軟組織を除去、収縮又は成形し、同時に血管を封止するうえで有用でありうる。RFエネルギーは、主としてコラーゲンからなり、熱と接触する際に収縮する結合組織に対して特に効果的に作用しうる。

発明が解決しようとする課題

0007

音波及び電気外科装置の両方に関して、臨床医にとって、超音波及び/又はRFエネルギーの作用を方向付けるために器具のシャフトの遠位部分を関節運動させることがしばしば望ましい。しかしながら、このような関節運動を生じさせて制御することはしばしば相当な困難である。

図面の簡単な説明

0008

様々な実施形態の特徴が、特許請求の範囲で詳細に示される。ただし、構成及び操作方法の両方に関する様々な実施形態は、それらの利点と共に、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照すれば最もよく理解することができる。
外科用器具超音波発生装置とを含む外科用システムの1つの実施形態を示す。
図1に示される外科用器具の1つの実施形態を示す。
超音波エンドエフェクタの1つの実施形態を示す。
超音波エンドエフェクタの別の実施形態を示す。
図1に示される外科用器具の1つの実施形態の分解組立図を示す。
図1に示される外科用器具の1つの実施形態の切欠図を示す。
図1に示される外科用器具の1つの例示的な実施形態の様々な内部構成要素を示す。
外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの1つの実施形態の上面図を示す。
図1の外科用器具の1つの例示的な実施形態に含まれる回転アセンブリの1つの実施形態を示す。
単一要素エンドエフェクタを有する外科用器具を含む外科用システムの1つの実施形態を示す。
電気エネルギー超音波外科用器具の1つの実施形態の斜視図である。
その中の構成要素のいくつかを図示するためにハンドル本体の半分が取り除かれた状態の、図11の外科用器具の1つの実施形態のハンドルの側面図である。
ジョーが開いており、軸方向可動部材の遠位端が後退位置にある状態の、図11の外科用器具のエンドエフェクタの1つの実施形態の斜視図を示す。
ジョーが閉じており、軸方向可動部材の遠位端が部分的に前進位置にある状態の、図11の外科用器具のエンドエフェクタの1つの実施形態の斜視図を示す。
図11の外科用器具の軸方向可動部材の1つの実施形態の斜視図を示す。
図11の外科用器具のエンドエフェクタの1つの実施形態の断面図を示す。
無線電気エネルギー外科用器具の1つの実施形態の部分斜視図を示す。
その中の様々な構成要素を示すよう、ハンドル本体の半分が取り除かれた状態の、図17の外科用器具の1つの例示的な実施形態のハンドルの側面図を示す。
1つの実施形態による、RF駆動及び制御回路を示す。
1つの実施形態による、コントローラ主構成要素を示す。
ロボット手術システムの1つの実施形態のブロック図を示す。
ロボットアームカートの1つの実施形態を示す。
図20のロボットアームカートのロボットマニピュレータの1つの実施形態を示す。
代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカートの1つの実施形態を示す。
図19〜22のロボットアームカートなど、ロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラの1つの実施形態を示す。
ロボットシステムとの使用に適応した超音波外科用器具の1つの実施形態を示す。
ロボットシステムとの使用に適応した電気外科用器具の1つの実施形態を示す。
図24に示される外科用器具を受容して制御する手術マニピュレータに連結することができる器具駆動アセンブリの1つの実施形態を示す。
図24の外科用器具を含む図26の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。
図25の電気外科用器具を含む図26の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。
図26の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
図26の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
図26の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
被駆動要素運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図24〜25の器具取り付け部の1つの実施形態を示す。
被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図24〜25の器具取り付け部の1つの実施形態を示す。
被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図24〜25の器具取り付け部の1つの実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図24〜25の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
シャフトの軸に沿う部材の差動並進用(例えば、関節運動)の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
シャフトの軸に沿う部材の差動並進用(例えば、関節運動)の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
シャフトの軸に沿う部材の差動並進用(例えば、関節運動)の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
シャフトの軸に沿う部材の差動並進用(例えば、関節運動)の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の1つの実施形態を示す。
内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の1つの実施形態を示す。
第1、第2及び第3の導波管部分を有する、超音波医療器具の1つの例示的な実施形態の一部の概略断面図を示しており、第2の導波管部分は共振長手方向波長長さのほぼ1/2となっている。
図47の第2の導波管部分の2つの例示的な実施形態の断面を示す。
第1及び第2の導波管部分を有する、超音波医療器具の1つの例示的な実施形態の一部分の概略断面図を示したものであり、第1の導波管部分は複数の1/2共振長手方向波長にわたって延びている。
第1及び第2の導波管部分を有する、医療器具とともに使用するための超音波導波管の1つの例示的な実施形態の概略断面図を示したものであり、第1の導波管部分はダボ圧入によって第2の導波管部分と連結されている。
第1及び第2の導波管部分を有する、医療器具とともに使用するための超音波導波管の1つの例示的な実施形態の概略断面図を示したものであり、第1の導波管部分はボールソケット型取り付け機構によって第2の導波管部分と連結されている。
所定の長さを有し、近位導波管部分及び遠位導波管部分を有する、医療用超音波導波管を備えた超音波医療器具の別の実施形態の一部分の概略断面図を示す。
例示的な外科用器具のシャフトの旋回可能部分の1つの例示的な実施形態の切欠き図を示す図を示す。
回転可能部材の付勢の表示を含む、シャフトの旋回可能部分の1つの例示的な実施形態の切欠き図を示す図を示す。
回転可能部材1004、1006がそれらの付勢方向が反対となるように回転させられた、図52及び53のシャフトの1つの例示的な実施形態の断面図を示す。
各回転可能部材がそれぞれの付勢方向が整列するように回転させられた、シャフトの旋回可能部分の1つの例示的な実施形態の切欠き図を示す図を示す。
図55に示されるように構成された図52のシャフトの1つの例示的な実施形態の断面図を示す。
回転可能部材がそれぞれの付勢方向が別の方向に整列されるように回転された、シャフトの旋回可能部分の別の例示的な実施形態の切欠き図を示す図を示す。
図57に示されるように構成された図52のシャフトの例示的な実施形態の断面図を示している。
3個の付勢された、回転可能部材を有する、シャフトの旋回可能部分の1つの例示的な実施形態を示す図を示す。
図59の例示的な実施形態の断面図を示す。
回転可能部材がそれぞれの付勢方向が整列するように回転させられた、図59〜60のシャフトの旋回可能部分の1つの例示的な実施形態の切欠き図を示す図を示す。
図61に示されるように配置された図59のシャフトの断面図を示す。
図52〜62のシャフトと同様のシャフトを有する、手持ち式外科用器具の1つの例示的な実施形態の図を示す。
回転部材図63の器具のノブと連結するためのギヤ群を有する、図63の器具のシャフトの断面図を示す。
ギヤ群の異なる実施形態を示す、図63の器具のシャフトの断面図を示す。
ギヤ群の異なる実施形態を示す、図63の器具のシャフトの断面図を示す。
ギヤ群の異なる実施形態を示す、図63の器具のシャフトの断面図を示す。
本明細書において上記に述べたシャフト及び旋回可能部分とともに使用することが可能なロボット器具取り付け部の実施形態を示す。
本明細書において上記に述べたシャフト及び旋回可能部分とともに使用することが可能なロボット器具取り付け部の実施形態を示す。
外科用器具とともに使用するためのギヤ関節運動シャフトの異なる実施形態を示す。
外科用器具とともに使用するためのギヤ関節運動シャフトの異なる実施形態を示す。
外科用器具とともに使用するためのギヤ関節運動シャフトの異なる実施形態を示す。
外科用器具とともに使用するためのギヤ関節運動シャフトの異なる実施形態を示す。
並進部材長手方向軸に沿った往復運動によって関節運動させることができる関節シャフトの1つの例示的な実施形態を示したものであり、この場合、並進部材は中空内側管である。
図71に示される線ABに沿ったシャフトの1つの例示的な実施形態の断面を示す。
並進部材によって関節運動するようなシャフトの1つの例示的な実施形態を示す。
別の並進部材とともに使用される図71〜73のシャフトの別の例示的な実施形態を示す。
別の並進部材とともに使用される図71〜73のシャフトの別の例示的な実施形態を示す。
別の並進部材とともに使用される図71〜73のシャフトの別の例示的な実施形態を示す。
例えば、外科用ロボットとの関連において、図71〜73の並進部材を遠位方向及び近位方向に並進させるための機構の別の実施形態を示す。
図74〜76の並進部材に関して実施された、図77に示される機構の別の実施形態を示す。
並進部材を並進させるための機構の更に別の実施形態を示す。
超音波ブレードを有する、エンドエフェクタと組み合わせて使用することができる関節運動シャフトの1つの実施形態を示す。
図80の関節運動シャフトの別の実施形態を示す。
関節運動を作動させるための手動式装置と組み合わせて使用されるシャフトの1つの実施形態の図を示す。
図82に示される手動式関節装置ととともに使用するための外科用器具の1つの例示的な実施形態を示す。
剛性並進部材及び連結部材を有する、関節運動シャフトの1つの実施形態を示す。
図82レバー及びスピンドルギヤと組み合わせた図84のシャフトの1つの実施形態を示す。
超音波ブレードを有する、エンドエフェクタと組み合わせて使用することができる関節運動シャフトの1つの例示的な実施形態を示す。

実施例

0009

本明細書に述べられる例示的な実施形態は、関節運動する外科用器具、そのシャフト、及びその使用方法に関するものである。外科用器具は、任意の適当な方法で組織を治療するように構成されたエンドエフェクタを有しうる。特定の例示的な実施形態では、エンドエフェクタは、組織を切断及び/又は凝固するための超音波ブレードを有する。例示的な超音波ブレード及びその動作の詳細について本明細書において述べる。また、特定の例示的な実施形態では、エンドエフェクタは、組織を切断、凝固及び/又は「溶接」するための電気エネルギーを与えるための1以上の電極を有することもできる。本明細書に述べられる外科用器具は、異なる外科的状況において使用することができる。例えば、異なる実施形態を、内視鏡下、腹腔鏡下、及び/又は従来の開腹手術の手法に合わせて最適化することができる。更に、本明細書に述べられる外科用器具の異なる例示的な実施形態は、臨床医の手による使用及び/又は外科用ロボットと組み合わせた臨床医によるロボット使用に合わせて最適化することもできる。

0010

本明細書に述べられる外科用器具の異なる例示的な実施形態は、エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びる長尺状シャフトを有する。シャフトは、エンドエフェクタが関節運動するように長手方向軸から離れる方向に旋回可能であり、これにより臨床医がエンドエフェクタを所望の位置に配置するためのより高い柔軟性が与えられる。シャフトの関節運動は任意の適当な方法で生じさせることができる。

0011

特定の実施形態では、シャフトは、長手方向軸に沿ってかつ長手方向軸を横断して延びる横断スペーサ部材を有する。少なくとも2つの予め曲げられるか又は他の方法で付勢された、回転可能部材がスペーサ部材の一部又は全部を通って延びることにより、回転可能部材の付勢方向が部材が回転するにつれて変化する。前記シャフトのすべての付勢方向が互いに反対方向となるように前記少なくとも2つの回転可能部材が回転される場合、シャフトは真っ直ぐとなりうる。シャフトのすべての付勢方向が整列するように前記少なくとも2つの回転可能部材が回転される場合、シャフトは整列の方向に関節運動することができる。

0012

他の例示的な実施形態では、シャフトは、1対のクレビスにおいて互いに旋回可能に連結された、近位管及び遠位管を有する。エンドエフェクタは、遠位管の遠位側でシャフトと連結されうる。回転可能な内側管が近位管内に配置され、遠位方向に向けられた一群の歯を画定することができる。遠位クレビスも、回転可能な内側管の歯と噛み合う一群の歯を画定してよく、これにより内側管の回転が、遠位管との連結部を中心とした遠位管の関節運動を生じさせる。

0013

他の例示的な実施形態では、シャフトは、第1のヒンジ連結部において互いに旋回可能に連結された、近位管及び遠位管を有する。近位管を通って並進部材が延びてよく、第2のヒンジ連結部において遠位管と連結されうる。第1のヒンジ連結部と第2のヒンジ連結部との連結部は、長手方向軸を中心として互いからオフセットしてよく、これにより、長手方向軸に沿った並進部材の並進運動によって近位管が第1のヒンジ連結部を中心として遠位管に対して旋回する。

0014

他の例示的な実施形態では、シャフトは、近位管及び近位管と旋回可能に連結された、遠位管を有する。遠位管には第1及び第2の並進部材が連結され近位管を通って延びてよく、これにより、一方又は他方の並進部材の近位方向への並進運動によって遠位管が、近位方向に並進される部材の方向に長手方向軸から遠ざかるように旋回する。

0015

更なる他の例示的な実施形態では、シャフトはやはり、近位管及び近位管と旋回可能に連結された、遠位管を有する。剛性の並進部材が、中間連結部材を介して遠位管と連結されてよく、これにより、並進部材の遠位方向への並進運動によって遠位管が並進部材から遠ざかる方向に第1のヒンジ連結部を中心として旋回する。

0016

更なる例示的な実施形態では、外科用器具は、シャフトとエンドエフェクタとの間に配置される関節ネックを有する。関節ネックは、複数の中空ネック部材で構成されうる。第1の中空ネック部材は第2の中空ネック部材の遠位端を受容するように構成された近位端を画定してよく、これにより、第1の中空ネック部材と第2の中空ネック部材とは互いに旋回可能に連結される。1以上の並進部材が、エンドエフェクタから中空ネック部材の一部又は全部を通って遠位から近位方向に延びることができる。特定の例示的な実施形態では、1乃至複数の並進部材が近位方向に引かれることによって関節ネックを圧縮状態とすることで関節運動を防止することができる。また、特定の例示的な実施形態では、1つの並進部材の近位方向への運動により、エンドエフェクタが、並進部材の方向に長手方向軸から遠ざかるように引っ張られる。

0017

超音波及び/又は電気外科的要素を有する、エンドエフェクタを備えた手動式及びロボット外科用器具の例示的な実現例を示す実施形態を含む幾つかの実施形態を以下に詳細に参照する。実施可能であれば、同様又は類似の参照番号を図中に使用することができ、同様又は類似の機能を示すことができる。例示のみを目的として、図は開示の外科用器具及び/又は使用方法の例示的な実施形態を表現する。以下の説明から、本明細書に示す構造及び方法の代替的な例示的な実施形態が、本明細書に説明する原理から逸脱することなく用いることができることを当業者は容易に理解するであろう。

0018

図1は、超音波外科用器具10の1つの実施形態の右側面図である。示された実施形態では、超音波外科用器具10は、内視鏡下又は従来の開腹手術を含む様々な外科的処置において使用されうる。1つの例示的な実施形態では、超音波外科用器具10は、ハンドルアセンブリ12と、長尺状シャフトアセンブリ14と、超音波トランスデューサ16とを備える。ハンドルアセンブリ12は、トリガアセンブリ24、遠位回転アセンブリ13、及びスイッチアセンブリ28を備える。長尺状シャフトアセンブリ14は、エンドエフェクタアセンブリ26を備え、このエンドエフェクタアセンブリ26は、組織を解離するか、あるいは、血管及び/又は組織を、相互に把持、切断、及び凝固するための要素と、エンドエフェクタアセンブリ26を作動させる作動要素とを備える。ハンドルアセンブリ12は、超音波トランスデューサ16を近位端に受容するように適合される。超音波トランスデューサ16は、長尺状シャフトアセンブリ14及びエンドエフェクタアセンブリ26の部分に機械的に係合される。超音波トランスデューサ16は、ケーブル22を介して発生器20に電気的に連結される。図の大半は、腹腔鏡下手術に関連して使用される複数のエンドエフェクタアセンブリ26を示しているが、超音波外科用器具10はより従来の開腹手術においても使用することが可能であり、他の実施形態ではこれを内視鏡手術に使用されるように構成することもできる。本明細書における目的のために、超音波外科用器具10は、内視鏡器具に関して記載されるが、開腹及び/又は腹腔鏡型の超音波外科用器具10も、本明細書において記載されるものと同じか、又は同様の操作構成要素及び機構を含むことができることが想定される。

0019

様々な実施形態では、発生器20は、モジュール及び/又はブロックなど、いくつかの機能的要素を備える。種々の種類の外科用装置を駆動するために、種々の機能的要素又はモジュールを構成することができる。例えば、超音波発生器モジュール21は、超音波外科用器具10など、超音波装置を駆動することができる。いくつかの例示的な実施形態では、発生器20は、電気外科用装置駆動用電気外科RF発生器モジュール23(又は超音波外科用器具10の電気外科的実施形態)も備える。様々な実施形態では、発生器20はハンドルアセンブリ12内に統合的に形成されてもよい。そのような実現形態では、バッテリをハンドルアセンブリ12内に共同配置して、エネルギー源として作用させてもよい。図18A及び付随する開示は、そのような実現形態の一例を提供する。いくつかの実施形態では、電気外科/RF発生器モジュール23は、治療レベル及び/又は治療レベル未満のエネルギーレベルを生成するよう構成することができる。図1に示す例示的な実施形態では、発生器20は、発生器20と一体の制御システム25と、ケーブル27を介して発生器と接続された足踏みスイッチ29とを含む。発生器20はまた、器具10など、外科用器具を始動するトリガ機構を備えることができる。トリガ機構は、電源スイッチ(図示せず)、同様に足踏みスイッチ29を備えることができる。足踏みスイッチ29によって始動されると、発生器20はエネルギーを提供して外科用器具10の音響アセンブリを駆動し、エンドエフェクタ18を予め定められた実行レベルにて駆動することができる。発生器20は音響アセンブリの任意の好適な共振周波数にて音響アセンブリを駆動若しくは励起し、及び/又は治療レベル/治療レベル未満の電磁/RFエネルギーを駆動する。

0020

1つの実施形態では、電気外科的/RF発生器モジュール23は、無線周波数(RF)エネルギーを用いて双極電気外科手術を行うのに十分な電力を供給することができる電気外科ユニットESU:electrosurgery unit)として取り付けられてもよい。1つの実施形態では、ESUは、ERBE USA,Inc.(Marietta、Georgia)から市販の双極ERBE ICC 350でありうる。双極電気外科手術用途では、先述のように、能動電極と戻り電極とを有する、外科用器具を使用することができ、その場合、電流が組織を通って能動電極から戻り電極まで流れることができるように、能動電極及び戻り電極は、処置対象組織に接するか、又は隣接した状態で位置付けられうる。したがって、電気外科的/RFモジュール23発生器は、組織を処置するのに十分な電気エネルギーを組織Tに適用することによる治療目的(例えば、焼灼)のために構成されてもよい。

0021

1つの実施形態では、電気外科的/RF発生器モジュール23は、組織インピーダンス測定モジュールを実行するために、治療レベル未満のRF信号を供給するように構成されてもよい。1つの実施形態では、電気外科的/RF発生器モジュール23は、以下により詳細に説明される双極無線周波発生器を備える。1つの実施形態では、電気外科的/RF発生器モジュール12は、組織Tの電気的インピーダンスZをモニタし、エンドエフェクタアセンブリ26のクランプ部材上に提供された戻り電極を経由して、組織Tに基づく時間並びに電力レベルの特性を制御するよう構成することができる。したがって、電気外科的/RF発生器モジュール23は、組織Tのインピーダンス又は他の電気的特性を測定するための治療レベル未満の目的に合わせて構成することができる。組織Tのインピーダンス又は他の電気的特性を測定するための技術及び回路構成については、本願と同一譲受人に譲渡された、発明の名称が「超音波外科用器具用の電気外科的発生器(Electrosurgical Generator for Ultrasonic Surgical Instrument)」である米国特許出願公開第2011/0015631号においてより詳細に検討されており、当該出願の開示内容をその全体にわたって本明細書に援用するものである。

0022

好適な超音波発生器モジュール21は、Ethicon Endo−Surgery,Inc.(Cincinnati、Ohio)により販売されているGEN300と同様の様式で機能的に作動するように構成されることができ、その全容を参照により本明細書に援用する以下の米国特許の1つ又はそれ以上に開示されているようなものである:米国特許第6,480,796号(Method for Improving the Start Up of an Ultrasonic System Under ZeroLoad Conditions)、米国特許第6,537,291号(Method for Detecting Blade Breakage Using Rate and/or Impedance Information)、米国特許第6,662,127号(Method for Detecting Presence of a Blade in an Ultrasonic System)、米国特許第6,678,899号(Method for Detecting Transverse Vibrations in an Ultrasonic Surgical System)、米国特許第6,977,495号(Detection Circuitry for Surgical Handpiece System)、米国特許第7,077,853号(Method for Calculating Transducer Capacitance to Determine Transducer Temperature)、米国特許第7,179,271号(Method for Driving an Ultrasonic System to Improve Acquisition of Blade Resonance Frequency at Startup)、及び米国特許第7,273,483号(Apparatus and Method for Alerting Generator Function in an Ultrasonic Surgical System)。

0023

様々な実施形態では、発生器20は、種々のモードにて作動するよう構成することができることが理解されよう。1つのモードでは、発生器20は、超音波発生器モジュール21及び電気外科的/RF発生器モジュール23が独立して作動できるよう構成することができる。

0024

例えば、超音波発生器モジュール21は、超音波エネルギーをエンドエフェクタアセンブリ26に適用するように始動させることができ、続いて治療レベル又は治療レベル未満のRFエネルギーのいずれかを、電気外科的/RF発生器モジュール23によりエンドエフェクタアセンブリ26に適用することができる。先述のように、治療レベル未満の電気外科的/RFエネルギーは、エンドエフェクタアセンブリ26のクランプ要素との間にクランプした組織に適用されることができ、組織のインピーダンスを測定して超音波発生器モジュール21の始動制御又は始動変更を行う。治療レベル未満のエネルギーの適用からの組織のインピーダンスのフィードバックはまた、電気外科的/RF発生器モジュール23の治療レベルを有効にするよう使用されることができ、エンドエフェクタアセンブリ26のクランプ要素との間にクランプした組織(例えば、血管)を封止する。

0025

別の実施形態では、超音波発生器モジュール21及び電気外科的/RF発生器モジュール23を同時に作動させることができる。1つの例では、超音波発生器モジュール21は治療レベル未満のRFエネルギーレベルと同時に始動させて組織のインピーダンスを同時に測定し、その間にエンドエフェクタアセンブリ26の超音波ブレードは、エンドエフェクタアセンブリ26のクランプ要素との間で締められた組織(又は、血管)を切断して凝固させる。そのようなフィードバックは、例えば、超音波発生器モジュール21の駆動出力の調整に使用することができる。別の例では、超音波発生器モジュール21は、エンドエフェクタアセンブリ26の超音波ブレード部を使用して損傷した組織を切断し、同時に電気外科的/RFエネルギーをエンドエフェクタクランプアセンブリ26の電極部に適用して組織(又は、血管)を封止するよう、電気外科的/RF発生器モジュール23と同時に動作させることができる。

0026

発生器20がトリガ機構によって始動されたときには、1つの実施形態では、電気エネルギーが、発生器20によって連続的に音響アセンブリのトランスデューサスタック又はアセンブリに適用される。別の実施形態では、電気エネルギーは、発生器20によって間欠的に適用される(例えば、パルス状)。発生器20の制御システム中のフェーズロックドループは、音響アセンブリからのフィードバックを監視しうる。フェーズロックループは、発生器20によって送られる電気エネルギーの周波数を、音響アセンブリの振動の選択された長手方向モードの共振周波数と一致するように調節する。さらに、制御システム内の第2のフィードバックループは、音響アセンブリのエンドエフェクタ18においてほぼ一定の振動幅を達成するために、音響アセンブリに供給される電流を予め選択された一定レベルに維持する。更に別の実施形態では、制御システム25内の第3のフィードバックループは、エンドエフェクタアセンブリ26内に配置された電極との間のインピーダンスを監視する。図1〜9は手動操作の超音波外科用器具を示すが、超音波外科用器具はまた、例えば、本明細書に説明するように、ロボットの用途にも使用でき、同様に、手動及びロボット用途を組み合わせて使用できることも理解されよう。

0027

超音波作動モードでは、音響アセンブリに供給される電気信号は、エンドエフェクタ18の遠位端に、例えば約20kHz〜250kHzの範囲で長手方向に振動させうることになる。様々な実施形態によれば、ブレード22は、約54kHz〜56kHzの範囲、例えば、約55.5kHzで振動することができる。他の実施形態では、ブレード22は、例えば、約31kHz〜約80kHzを含め、他の周波数で振動することができる。ブレードにおける振動の偏位は、例えば、発生器20によって音響アセンブリのトランスデューサアセンブリに適用される電気信号の振幅を制御することにより制御されうる。前述のように、発生器20のトリガ機構によって、ユーザは、電気エネルギーを音響アセンブリに連続的又は間欠的に供給できるように、発生器20を始動できるようになる。発生器20はまた、電気外科ユニット又は従来の電気コンセントへの差し込み用電力線を有する。また、バッテリなどの直流(DC)源によって発生器20に電力供給することもできることが予期される。発生器20は、Ethicon Endo−Surgery,Inc.から入手可能なモデル番号GEN04及び/又はモデル番号GEN11などのいずれか好適な発生器を含むことができる。

0028

図2は、ハンドルアセンブリ12、遠位回転アセンブリ13、長尺状シャフトアセンブリ14、及びエンドエフェクタアセンブリ26を示す、超音波外科用器具10の1つの例示的な実施形態の左斜視図である。示された実施形態では、長尺状シャフトアセンブリ14は、エンドエフェクタアセンブリ26を機械的に係合する大きさである遠位端52と、ハンドルアセンブリ12及び遠位回転アセンブリ13を機械的に係合する近位端50とを備える。長尺状シャフトアセンブリ14の近位端50は、ハンドルアセンブリ12及び遠位回転アセンブリ13内で受容される。長尺状シャフトアセンブリ14と、ハンドルアセンブリ12と、遠位回転アセンブリ13との間の接続に関するより詳細は、図5及び7の説明において提供される。

0029

示された実施形態では、トリガアセンブリ24は、固定ハンドル34と連携して作動するトリガ32を備える。固定ハンドル34及びトリガ32は、ユーザと快適に相互作用するように人間工学的に形成され、適合される。固定ハンドル34は、ハンドルアセンブリ12と一体的に関連される。トリガ32は、超音波外科用器具10の操作に関して以下に詳述されるように、固定ハンドル34に対して枢動可能に移動可能である。トリガ32は、ユーザがトリガ32に対して圧迫力をかけるとき、固定ハンドル34への方向33Aに枢動可能に移動可能である。バネ要素98(図5)は、ユーザがトリガ32に対する圧迫力を開放するとき、トリガ32を方向33Bに枢動可能に移動させる。

0030

1つの例示的な実施形態では、トリガ32は、長尺トリガフック36を備え、それは、長尺状トリガフック36とトリガ32との間の開口38を画定する。開口38は、ユーザの1つ又は複数の指をそこに通して受容するために好適な寸法である。トリガ32は、トリガ32の基質を覆うように成型される弾性部分32aも備えることができる。オーバーモールド弾性部分32aは、外向きの方向33Bへのトリガ32の制御のためのより快適な接触面を提供するために形成される。1つの例示的な実施形態では、オーバーモールド弾性部分32aは、長尺状トリガフック36の一部を覆うように提供されうる。長尺状トリガフック32の近位面は、被覆されていないか、又はユーザが指を開口38の内外へ容易に摺動することを可能にするために非弾性基質で被覆されたままである。別の実施形態では、トリガの形状は、完全に閉じたループを形成し、ユーザの1つ又は複数の指をそこに通して受容するために好適な寸法である開口を画定する。完全に閉じたループトリガは、トリガ基質を覆うように成型される弾性部分も備えることができる。

0031

1つの例示的な実施形態では、固定ハンドル34は、近位接触面40と、グリップアンカー又はサドル面42とを備える。サドル面42は、親指及び人差し指が手上で合わさる水かきの上に載る。近位接触面40は、リング又は開口を有さない通常のピストルグリップで手のひらを受容するピストルグリップ輪郭を有する。近位接触面40のプロファイル曲線は、手のひらに適合するか、又はこれを受容するような輪郭でありうる。安定化尾部44は、ハンドルアセンブリ12のより近位の部分に向かって配置される。安定化尾部44は、ハンドルアセンブリ12を安定させ、ハンドルアセンブリ12をより制御可能にするために、親指と人差し指との間に配置される手の最も上の水かき部分と接触することができる。

0032

1つの例示的な実施形態では、スイッチアセンブリ28は、トグルスイッチ30を備えることができる。トグルスイッチ30は、同時起動の可能性を排除するために、ハンドルアセンブリ12の内側に配置される中心旋回軸304を有する、単一構成要素として実践されうる。1つの例示的な実施形態では、トグルスイッチ30は、最小電力レベル(例えば、MIN)と最大電力レベル(例えば、MAX)との間の超音波トランスデューサ16の電源設定を設定するための第1の突起ノブ30a及び第2の突起ノブ30bを備える。別の実施形態では、ロッカースイッチは、標準設定と特別設定との間を回転することができる。特別設定では、1つ又はそれ以上の特別プログラムを装置によって実行することができる。トグルスイッチ30は、第1の突起ノブ30a及び第2の突起ノブ30bが作動する際、中心旋回軸304を中心に回転する。1つ又はそれ以上の突起ノブ30a、30bは、1つ又はそれ以上のアームに連結され、それは、小アークを通って移動し、電気接触に、第1又は第2の突起ノブ30a、30bの起動により超音波トランスデューサ16を電気的に通電させるか、又は電力を切るように電気回路開閉させる。トグルスイッチ30は、超音波トランスデューサ20の起動を制御するために発生器16に連結される。トグルスイッチ30は、超音波トランスデューサ16を起動し、超音波トランスデューサ16に対して1つ又はそれ以上の電源設定を設定するための1つ又はそれ以上の電源設定スイッチを備える。トグルスイッチ30を起動するために必要な力は、サドル点42に実質的に向かうため、トグルスイッチ30が起動されるとき、手中で回転する器具のあらゆる傾向を回避する。

0033

1つの例示的な実施形態では、第1及び第2の突起ノブ30a、30bは、ハンドルアセンブリ12の遠位端上に配置され、それにより、それらは、ハンドグリップの最小の再配置を伴うか、又は実質的に再配置を伴わずに電力を起動するためにユーザによって容易にアクセス可能であり得、トグルスイッチ30を作動させている間に、制御を維持し、注意手術部位(例えば、腹腔鏡手術におけるモニタ)に集中させることを好適にする。突起ノブ30a、30bは、様々な指の長さによってより容易にアクセス可能となり、扱い難い位置、又は短い指のために起動へアクセスのより高い自由度を可能にするために、ある程度、ハンドルアセンブリ12の側面を包み込むように構成されうる。

0034

示された実施形態では、第1の突起ノブ30aは、ユーザが第1の突起ノブ30aと第2の突起ノブ30bを区別することを可能にするために、示された実施形態では、複数の接触要素30c、例えば、質感がある突起又は「隆起」を備える。ハンドルアセンブリ12には、様々な人間工学的特徴を組み込むことができることが、当業者には理解されよう。そのような人間工学的特徴は、その全容を参照により本明細書に援用する米国特許出願公開公報第2009/0105750号、発明の名称「Ergonomic Surgical Instruments」に説明される。

0035

1つの例示的な実施形態では、トグルスイッチ30は、ユーザの手によって操作されうる。ユーザは、不注意又は意図的でない起動を常に回避しつつ、任意の時点で第1及び第2の突起ノブ30a、30bに容易にアクセスすることができる。トグルスイッチ30は、超音波アセンブリ16及び/又は超音波アセンブリ16への電力を制御するために指で容易に操作されうる。例えば、人差し指を使用して、第1の接触部分30aを起動し、超音波アセンブリ16をオンにして、最大(MAX)電力レベルにすることができる。人差し指を使用して、第2の接触部分30bを起動し、超音波アセンブリ16をオンにして、最小(MIN)電力レベルにすることができる。別の実施形態では、ロッカースイッチが、器具10を標準設定と特別設定との間で回転させうる。特別設定では、1つ又はそれ以上の特別プログラムを、器具10によって実行することができる。トグルスイッチ30は、ユーザが第1又は第2の突起ノブ30a、30bを見なくても操作されうる。例えば、第1の突起ノブ30a又は第2の突起ノブ30bは、これらを見ずに第1と第2の突起ノブ30a、30bを触覚的に区別するために、粗い質感又は突起を備えることができる。

0036

他の実施形態では、トリガ32及び/又はトグルスイッチ30を使用して、電気外科的/RF発生器モジュール23を個別に、又は超音波発生器モジュール21の始動と組み合わせて始動することができる。

0037

1つの例示的な実施形態では、遠位回転アセンブリ13は、長手方向軸「T」を中心とするいずれの方向に、制限されることなく回転可能である。遠位回転アセンブリ13は、細長シャフトアセンブリ14に機械的に係合される。遠位回転アセンブリ13は、ハンドルアセンブリ12の遠位端上に配置される。遠位回転アセンブリ13は、円筒形のハブ46と、ハブ46を覆うように形成される回転ノブ48とを備える。ハブ46は、長尺状シャフトアセンブリ14を機械的に係合する。回転ノブ48は、縦溝彫りのポリマー形成部を含むことができ、長尺状シャフトアセンブリ14を回転させるために、指(例えば、人差し指)によって係合されうる。ハブ46は、回転ノブ48を形成するために、一次構造を覆うように成型される材料を備えることができる。回転ノブ48は、ハブ46を覆うようにオーバーモールドされうる。ハブ46は、遠位端で露出される端部キャップ部分46aを備える。ハブ46の端部キャップ部分46aは、腹腔鏡手術中にトロカールの表面に接触することができる。ハブ46は、端部キャップ部分46aとトロカールとの間に生じうるいかなる摩擦も軽減するために、ポリカーボネートなどの耐久性硬質プラスチックで形成されうる。回転ノブ48は、より正確な回転グリップを提供するために、隆起リブ48aと、リブ48aの間に配置される凹部分48bで形成される「扇形」又は縦溝を備えることができる。1つの例示的な実施形態では、回転ノブ48は、複数の縦溝(例えば、3つ又はそれ以上の縦溝)を備えることができる。他の実施形態では、任意の好適な数の縦溝が使用されうる。回転ノブ48は、硬質プラスチック材料上にオーバーモールドされるより柔らかいポリマー材料で形成されうる。例えば、回転ノブ48は、例えば、GLS社(GLS Corporation)によって作製されるバーサフレックス(Versaflex)(登録商標TP合金を含む柔軟な弾性可撓性ポリマー材料で形成されうる。このより柔らかいオーバーモールド材料は、より大きなグリップ及び回転ノブ48の動作のより正確な制御を提供することができる。滅菌に対する妥当耐性を提供し、生体適合性であり、外科用手袋に対する妥当な摩擦抵抗を提供する任意の材料は、回転ノブ48を形成するために使用されうる。

0038

1つの例示的な実施形態では、ハンドルアセンブリ12は、第1の部分12aと、第2の部分12bとを備える2つのハウジング部分又は側板から形成される。遠位端から近位端へハンドルアセンブリ12を見るユーザの視点から、第1の部分12aは、右部分と見なされ、第2の部分12bは、左部分と見なされる。第1及び第2の部分12a,12bのそれぞれは、機械的に整列して互いに係合することによりハンドルアセンブリ12を形成するような寸法を有し、ハンドルアセンブリ12の内部動作要素を格納する複数のインターフェース69(図5)を有している。ハンドルアセンブリ12と一体的に関連する固定ハンドル34は、ハンドルアセンブリ12の第1及び第2の部分12a及び12bを組み立てることで形になる。複数の追加的な境界面(図示せず)は、例えば、エネルギー方向/偏向点超音波溶接の目的で、ハンドルアセンブリ12の第1及び第2の部分12a及び12bの周囲の様々な点で配置されうる。第1及び第2の部分12a及び12b(並びに以下に説明される他の構成要素)は、当該技術分野において既知の任意の方法で、合わせて組み立てられうる。例えば、整合ピンスナップ様境界面、及び溝境界面、係止タブ接着ポートは、すべて、アセンブリの目的で、単独でか、又は組み合わせてかのいずれかで利用されうる。

0039

1つの例示的な実施形態では、長尺状シャフトアセンブリ14は、ハンドルアセンブリ12及び遠位回転アセンブリ13を機械的に係合するように適合される近位端50と、エンドエフェクタアセンブリ26を機械的に係合するように適合される遠位端52とを備える。長尺状シャフトアセンブリ14は、外部管シース56と、外部管状シース56内に配置される往復管作動部材58とを備える。管状往復管状作動部材58の近位端は、トリガ32の作動及び/又は開放に応答して方向60A又は60Bのいずれかの方向に移動するように、ハンドルアセンブリ12のトリガ32に機械的に係合される。回転可能に移動可能なトリガ32は、長手方向軸「T」に沿って往復運動を生成しうる。そのような運動は、例えば、エンドエフェクタアセンブリ26のジョー又はクランピング機構の作動に使用することができる。一連の連結部は、トリガ32の枢動回転を、作動機構に連結するヨーク軸方向運動に変換し、それは、エンドエフェクタアセンブリ26のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。管状往復管状作動部材58の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ26に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材58の遠位端は、トリガ32の作動及び/又は開放に応答してクランプアームアセンブリ64を開閉するために、旋回点70を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ64に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ64は、トリガ32が方向33Aに圧迫されるとき、旋回点70を中心に、開いた位置から閉じた位置に方向62Aで移動可能である。クランプアームアセンブリ64は、トリガ32が方向33Bへ開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点70を中心に、方向62Bの閉じた位置から開いた位置に移動可能である。

0040

1つの例示的な実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ26は、長尺状シャフトアセンブリ14の遠位端52に取り付けられ、クランプアームアセンブリ64と、ブレード66とを含む。エンドエフェクタアセンブリ26のクランピング機構のジョーは、クランプアームアセンブリ64及びブレード66によって形成される。ブレード66は、超音波始動式であり、超音波トランスデューサ16に音響的に連結される。ハンドルアセンブリ12上のトリガ32は、クランプアームアセンブリ64の動作に影響するように機械的に合わせて連携する駆動アセンブリに最終的に接続される。トリガ32を方向33Aへ圧迫することは、クランプアームアセンブリ64を開いた位置から方向62Aに移動させ、クランプアームアセンブリ64及びブレード66は、互いに対して離間した関係において、クランプしたか、又は閉じた位置へ配置され、クランプアームアセンブリ64及びブレード66は、その間の組織を握るように連携する。クランプアームアセンブリ64は、ブレード66とクランプアーム64との間の組織に係合するクランプパッド69を備えることができる。トリガ32を方向33Bに開放することは、クランプアームアセンブリ64を、閉じた関係から開いた位置へ方向62Bに移動させ、クランプアームアセンブリ64及びブレード66は、互いに対して離間した関係に配置される。

0041

ハンドルアセンブリ12の近位部分は、超音波アセンブリ16の遠位端を受容するための近位開口部68を備える。超音波アセンブリ16は、近位開口部68に挿入され、長尺状シャフトアセンブリ14に機械的に係合される。

0042

1つの例示的な実施形態では、トリガ32の長尺状トリガフック36部分は、より短い全長及び回転運動を有する、より長いトリガレバーを提供する。長尺状トリガフック36のより長いレバーは、ユーザが開口38内で複数の指を使用して、長尺状トリガフック36を操作し、トリガ32を方向33Bで旋回させて、エンドエフェクタアセンブリ26のジョーを開くことを可能にする。例えば、ユーザは、3本の指を(例えば、中指薬指、及び小指)開口38に挿入することができる。複数の指は、外科医が、エンドエフェクタアセンブリ26を始動させるために、トリガ32及び長尺状トリガフック36上により高いインプット力を働かせることを可能にする。より短い全長及び回転運動は、トリガ32を方向33Aに閉じるか、若しくは圧迫するときか、又はトリガ32を方向33Bの外向きの開口運動に開くとき、より快適なグリップをもたらし、指を更に外向きに伸展させる必要が少なくなる。これは、方向33Bへのトリガ32の外向きの開口運動に関連する手の疲労及び緊張を実質的に少なくする。トリガの外向きの開口運動は、バネ要素98(図5)によって、バネ補助を受け、疲労を軽減することを助ける。開くバネの力は、開くことの容易性を支援するために十分であるが、切開を広げる間の組織間緊張の触覚的な反応に悪影響を与えるほど強くない。

0043

例えば、外科的処置中、親指又は人差し指のいずれかを使用して、長尺状シャフトアセンブリ14の回転を制御し、エンドエフェクタアセンブリ26のジョーを好適な向きで配置することができる。中指及び/又は他の下の指を使用して、トリガ32を圧迫し、ジョー内の組織を掴むことができる。ジョーが所望の位置に配置され、ジョーが組織に対してクランプされると、人差し指を使用して、トグルスイッチ30を始動し、超音波トランスデューサ16の電力レベルを調整し、組織を治療することができる。組織が治療されると、次いで、ユーザは、中指及び/又は下の指で長尺状トリガフック36を遠位方向に外向きに押すことによってトリガ32を開放し、エンドエフェクタアセンブリ26のジョーを開くことができる。この基本的方法は、ユーザがハンドルアセンブリ12のグリップを調整することなく行うことができる。

0044

図3〜4は、エンドエフェクタアセンブリ26に対する長尺状シャフトアセンブリ14の接続を示す。前述の通り、示された実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ26は、クランピング機構のジョーを形成する、クランプアームアセンブリ64と、ブレード66とを備える。ブレード66は、超音波トランスデューサ16に音響的に連結される超音波始動式のブレードでありうる。トリガ32は、駆動アセンブリに機械的に接続される。合わせて、トリガ32及び駆動アセンブリは、クランプアームアセンブリ64を開いた位置に方向62Aで移動させるように機械的に連携し、クランプアームアセンブリ64及びブレード66は、互いに対して離間した関係において、クランプした、又は閉じた位置へ方向62Bで配置され、クランプアームアセンブリ64及びブレード66は、連携してその間の組織を掴む。クランプアームアセンブリ64は、ブレード66とクランプアーム64との間の組織に係合するクランプパッド69を備えることができる。管状往復管状作動部材58の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ26に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材58の遠位端は、トリガ32の始動及び/又は開放に応答してクランプアームアセンブリ64を開閉するために、旋回点70を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ64に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ64は、トリガ32が方向33Aに圧迫されるとき、旋回点70を中心に、開いた位置から閉じた位置に方向62Bに移動可能である。クランプアームアセンブリ64は、トリガ32が方向33Bで開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点70を中心に、閉じた位置から開いた位置に方向62Aで移動可能である。

0045

先述のように、クランプアームアセンブリ64は、電気外科的/RF発生器モジュール23に電気的に連結された電極を含み得て、治療レベル及び/又は治療レベル未満のエネルギーを受容し、ここで、電気外科的/RFエネルギーは、ブレード66に適用されている超音波エネルギーと同時又は非同時に電極に適用されうる。そのようなエネルギーの始動は、任意の好適な組み合わせで適用し、アルゴリズム又は他の制御ロジックと連携して所望する組織効果を達成することができる。

0046

図5は、図2に示される超音波外科用器具10の分解図である。示される実施形態では、分解図は、ハンドルアセンブリ12の内部要素、ハンドルアセンブリ12、遠位回転アセンブリ13、スイッチアセンブリ28、及び長尺状シャフトアセンブリ14を示している。示された実施形態では、第1及び第2の部分12a、12bは、ハンドルアセンブリ12を形成するために一致する。第1及び第2の部分12a、12bは、それぞれ、ハンドルアセンブリ12を形成するために互いに機械的に整合し、係合し、超音波外科用器具10の内部機能構成要素を包囲する大きさである複数の境界面69を備える。回転ノブ48は、円方向54に360度まで回転しうるよう、外部管状シース56に機械的に係合する。外部管状シース56は、往復管状作動部材58を覆うように配置され、複数の連結要素72を介してハンドルアセンブリ12内に機械的に係合され、保持される。連結要素72は、O字リング72aと、管カラーキャップ72bと、遠位ワッシャ72cと、近位ワッシャ72dと、ねじ山カラー72eとを備えることができる。往復管状作動部材58は、ハンドルアセンブリ12の第1と第2の部分12a、12bとの間に保持される往復ヨーク84内に配置される。ヨーク84は、往復ヨークアセンブリ88の一部である。一連の連結部は、長尺状トリガフック32の枢動回転を、往復ヨーク84の軸方向運動に変換し、それは、超音波外科用器具10の遠位端にあるエンドエフェクタアセンブリ26のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。1つの例示的な実施形態では、4リンク設計は、例えば、比較的短い回転長さにおける機械利得を提供する。

0047

1つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管78は、往復管状作動部材58の内側に配置される。超音波伝達導波管78の遠位端52は、ブレード66に音響的に連結され(例えば、直接的又は間接的に機械的に連結され)、超音波伝達導波管78の近位端50は、ハンドルアセンブリ12内に受容される。超音波伝達導波管78の近位端50は、以下で詳述されるように、超音波トランスデューサ16の遠位端に音響的に連結するように適合される。超音波伝達導波管78は、保護シース80及びシリコーンリングなどの複数の単離要素82によって、長尺状シャフトアセンブリ14の他の要素から単離される。外部管状シース56、往復管状作動部材58、及び超音波伝達導波管78は、ピン74によって機械的に係合される。スイッチアセンブリ28は、トグルスイッチ30と、第1又は第2の突起ノブ30a、30bの始動により超音波トランスデューサ16に通電する電気的要素86a、bとを備える。

0048

1つの例示的な実施形態では、外部管状シース56は、ユーザ又は患者を、超音波伝達導波管78の超音波振動から単離する。外部管状シース56は、一般的に、ハブ76を含む。外部管状シース56は、ハンドルアセンブリ12の遠位端上に螺入される。超音波伝達導波管78は、外部管状シース56の開口部を通って延在し、単離要素82は、超音波伝達導波管24を外部管状シース56から単離する。外部管状シース56は、ピン74で導波管78に取り付けられうる。導波管78においてピン74を受容するための穴は、名目上は変位節で生じうる。導波管78は、スタッドによってハンドピースハンドルアセンブリ12内にねじ込む又は留めることができる。ハブ76上の平坦部分は、アセンブリが必要なレベルまでられることを可能にすることができる。1つの例示的な実施形態では、外部管状シース56のハブ76部分は、好ましくは、プラスチックから構築され、外部管状シース56の管状長尺状部分は、ステンレス鋼から作られる。あるいは、超音波伝達導波管78は、それを外側の接触から隔離するために、それを取り囲むポリマー材料を含んでもよい。

0049

1つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管78の遠位端は、好ましくは腹で、又はその付近の内部での螺入接続によって、ブレード66の近位端に連結されうる。ブレード66は、溶接継手などの任意の好適な手段によって、超音波伝達導波管78に取り付けられうることが想到される。ブレード66は、超音波伝達導波管78から取り外し可能でありうるが、単一要素エンドエフェクタ(例えば、ブレード66)及び超音波伝達導波管78は、単一の一体型ピースとして形成されうることも想到される。

0050

1つの例示的な実施形態では、トリガ32はリンケージ機構に連結され、方向33A及び33Bのトリガ32の回転運動を、方向60A及び60Bに対応する往復管状作動部材58の直線運動に変換する。トリガ32は、第1のヨークピン92aを受容するように内部に形成された開口部を有する、第1のセットのフランジ98を備える。第1のヨークピン92aはまた、ヨーク84の遠位端に形成された開口部のセットを通るように配置される。トリガ32はまた、リンク92の第1の末端部92aを受容するための、第2のセットのフランジ96も備える。トリガピン90は、リンク92及び第2のセットのフランジ96に形成される開口部に受容される。トリガピン90は、リンク92及び第2のセットのフランジ96に形成される開口部において受容され、トリガ32に対するトリガ旋回点を形成するために、ハンドルアセンブリ12の第1及び第2の部分12a、12bに連結するように適合される。リンク92の第2の末端部92bは、ヨーク84の近位端に形成されるスロット384に受容され、第2のヨークピン94bによってそこに保持される。トリガ32がトリガピン90によって形成される旋回点190を中心に枢動可能に回転する際、ヨークは、矢印60A、Bによって示される方向で、長手方向軸「T」に沿って水平に並進する。

0051

図8は、超音波外科用器具10の1つの例示的な実施形態を示す。示された実施形態では、超音波トランスデューサ16の断面図をハンドルアセンブリ12の部分切り取り図内に示す。超音波外科用器具10の1つの例示的な実施形態は、ハンドピースハウジング99を備える超音波トランスデューサ16に連結される超音波信号発生器20と、超音波始動式の単一又は複数の要素エンドエフェクタアセンブリ26とを備える。先述のように、エンドエフェクタアセンブリ26は、超音波始動式のブレード66と、クランプアーム64とを備える。超音波トランスデューサ16は、「ランジュバンスタック」として既知であるが、一般に変換部分100、第1の共振器部分又はエンドベル102、及び第2の共振器部分又はフォアベル104、及び付属構成要素を含む。これらの構成要素の全構成体共振器である。超音波トランスデューサ16は、好ましくは、後に詳述されるように、長さが2分の1システム波長整数(nλ/2であり、「n」は、任意の正の整数、例えば、n=1、2、3...である)である。音響アセンブリ106は、超音波トランスデューサ16と、ノーズコーン108と、速度変成器118と、表面110とを含む。

0052

1つの例示的な実施形態では、エンドベル102の遠位端は変換部分100の近位端に接続され、フォアベル104の近位端は変換部分100の遠位端に接続される。フォアベル104及びエンドベル102は、変換部分100の厚さ、エンドベル102及びフォアベル22を作製するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波トランスデューサ16の共振周波数などの多くの変数により決定される長さを有する。フォアベル104は、速度変成器118又は代替のもの(alternately)が増幅を持たないとき、超音波振動の振幅を増幅するようにその近位端からその遠位端に内側に細くなっていてもよい。好適な振動周波数範囲は、約20Hz〜32kHzであり、より適切な振動周波数範囲は約30〜10kHzであってよい。好適な動作振動周波数は、例えばおよそ55.5kHzであってよい。

0053

1つの例示的な実施形態では、圧電素子112は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛メタニオブ酸鉛チタン酸鉛チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の好適な材料から作ることができる。正極114、負極116、及び圧電素子112のそれぞれは、中心を通って延びる穴を有する。正極114及び負極116は、ワイヤ120及び122にそれぞれ電気的に連結されている。ワイヤ120及び122は、ケーブル22内に封入され、超音波信号発生器20に電気的に接続可能である。

0054

音響アセンブリ106の超音波トランスデューサ16は、超音波信号発生器20からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、それによって主として、超音波周波数における超音波トランスデューサ16及びエンドエフェクタアセンブリ26のブレード66部分の長手方向の振動運動音響定在波が得られる。別の実施形態では、超音波トランスデューサの振動運動は異なる方向に作用してもよい。例えば、振動運動は、長尺状シャフトアセンブリ14の先端のより複雑な運動の局所長手方向の構成要素を含むことができる。好適な発生器は、Ethicon Endo−Surgery,Inc.(Cincinnati、Ohio)から、モデル番号GEN11として入手可能である。音響アセンブリ106が活性化されると、振動運動の定在波が音響アセンブリ106を通して発生する。超音波外科用器具10は、共鳴で操作するように設計され、それにより、所定の振幅の音響定在波パターンが生み出される。音響アセンブリ106に沿う任意の点における振動運動の振幅は、振動運動が測定される音響アセンブリ106に沿う場所に依存する。振動運動定在波における最小又はゼロ交差は、一般的に節(すなわち、運動が最小である)として称され、定在波における局所的最大絶対値又はピークは、一般的に、腹(例えば、局所的運動は最大である)として称される。腹とその最も近い節との間の距離は、波長の4分の1(λ/4)である。

0055

ワイヤ120及び122は、超音波信号発生器20から正極114及び負極116に電気信号を伝達する。圧電素子112は、例えば、音響アセンブリ106において音響定在波を生み出すための足踏みスイッチなどのアクチュエータ224に応答して、超音波信号発生器20から供給される電気信号によって通電される。電気信号は、圧電素子112中に、繰り返される小変位形態の乱れを起こし、材料中に大きな交互の圧縮及び伸張力をもたらす。繰り返される小変位は、圧電素子112を連続的方式で電圧勾配の軸に沿って伸縮させ、超音波エネルギーの長手方向の波を生成する。超音波エネルギーは、長尺状シャフトアセンブリ14の伝達構成要素又は超音波伝達導波管部分78を介してエンドエフェクタアセンブリ26のブレード66部分へ音響アセンブリ106を通って伝達される。

0056

1つの例示的な実施形態では、音響アセンブリ106がエネルギーをエンドエフェクタアセンブリ26のブレード66部分へ供給するために、音響アセンブリ106のすべての構成要素は、ブレード66に音響的に連結しなければならない。超音波トランスデューサ16の遠位端は、スタッド124などの螺入接続によって、表面110において超音波伝達導波管78の近位端に音響的に連結されてもよい。

0057

1つの例示的な実施形態では、音響アセンブリ106の構成要素は、好ましくは音響的に調整され、それにより、任意のアセンブリの長さは、2分の1波長の整数(nλ/2)であり、波長λは、音響アセンブリ106の予め選択されたか、又は作動中の長手方向振動駆動周波数fdの波長である。音響アセンブリ106は、音響要素の任意の好適な配列を組み込んでもよいことも想到される。

0058

1つの例示的な実施形態では、ブレード66は、2分の1システム波長(nλ/2)の整数倍と実質的に等しい長さを有することができる。ブレード66の遠位端は、遠位端の最大長手方向の振動幅を提供するために、腹付近に配置されうる。トランスデューサアセンブリが通電されると、ブレード66の遠位端は、例えば、約10〜500マイクロメートルのピークからピークまでの範囲内で、好ましくは、例えば、55kHzの予め定められた振動周波数において、約30〜64マイクロメートルの範囲内で移動するように構成されうる。

0059

1つの例示的な実施形態では、ブレード66は、超音波伝達導波管78に連結されうる。ここに示すように、ブレード66及び超音波伝達導波管78は、超音波エネルギーの伝達のために好適な材料からの単一ユニット構成として形成される。こうした材料の例には、Ti6Al4V(アルミニウム及びバナジウムを含むチタンの合金)、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の好適な材料が挙げられる。或いは、ブレード66は超音波伝達導波管78から分離可能(かつ異なる組成のもの)であって、例えば、スタッド、溶接、接着剤、急速接続、又は他の好適な既知の方法によって連結されてもよい。超音波伝達導波管78の長さは、例えば2分の1波長の整数(nλ/2)に実質的に等しくてよい。超音波伝達導波管78は、例えば上述のチタン合金(即ち、Ti6Al4V)若しくは任意の好適なアルミニウム合金、又は他の合金など、超音波エネルギーを効率的に伝播するのに好適な材料から構築された中実コアシャフトから好ましくは作られてもよい。

0060

1つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管78は、スタッド124などの螺入接続によって、超音波伝達導波管78の表面110に連結するために、近位端にある長手方向に突起する取り付け支柱を備える。超音波伝達導波管78は、複数の節に位置付けられる、複数の安定用のシリコーンリング又は適合する支持体82(図5)を含むことができる。シリコーンリング82は望ましくない振動を減衰させ、外側保護シース80(図5)から超音波エネルギーを隔離することで、ブレード66の遠位端への長手方向の超音波エネルギーの最大効率の流れを保証する。

0061

図9は、近位回転アセンブリ128の1つの例示的な実施形態を示す。示された実施形態では、近位回転アセンブリ128は、円筒形のハブ135を覆うように挿入される近位回転ノブ134を備える。近位回転ノブ134は、円筒形のハブ135の近位端上に形成される、対応するスロット130に受容される複数の放射状突起138を備える。近位回転ノブ134は、超音波トランスデューサ16の遠位端を受容するための開口部142を画定する。放射状突起138は、柔らかいポリマー材料で形成され、超音波トランスデューサ16の遠位端が嵌合されたときに摩擦干渉嵌合を生じさせるために、超音波トランスデューサ16の外径に対して小さい直径を画定する。ポリマー放射状突起138は、超音波トランスデューサ16の外部ハウジングをしっかりと把持する「グリッパ」リブを形成するために、開口部142へ半径方向に突出する。したがって、近位回転ノブ134は、超音波トランスデューサ16をしっかりと把持する。

0062

円筒形のハブ135の遠位端は、円周縁132と、円周軸受表面140とを備える。円周縁はハウジング12に形成された溝に係合し、円周軸受表面140はハウジング12に係合する。そのため、円筒形のハブ135は、ハウジング12の2つのハウジング部分(図示せず)内に機械的に保持される。円筒形のハブ135の円周縁132は、第1と第2のハウジング部分12a、12bとの間に配置されるか、又は「嵌められ」、溝内の定位置で自由に回転できる。円周軸受表面140は、適切な回転を補助するために、ハウジングの内側部分に対して位置する。そのため、円筒形のハブ135は、ハウジング内の定位置で自由に回転できる。ユーザは、ハウジング12内で円筒形のハブ135を回転させるために、近位回転ノブ134上に形成される縦溝136を指又は親指のいずれかと係合させる。

0063

1つの例示的な実施形態では、円筒形のハブ135は、ポリカーボネートなどの耐久性プラスチックで形成されうる。1つの例示的な実施形態では、円筒形のハブ135は、シリコン処理をしたポリカーボネート材料で形成されうる。1つの例示的な実施形態では、近位回転ノブ134は、例えば、GLS社(GLS Corporation)によって作製されるバーサフレックス(Versaflex)(登録商標)TPE合金を含む柔軟な弾性可撓性ポリマー材料で形成されうる。近位回転ノブ134は、例えば、エラストマ材料サントプレーン(Santoprene)(登録商標)として周知の熱可塑性ゴム、他の熱可塑性加硫物(TPVs)、又はエラストマで形成されうる。ただし、実施形態はこの文脈に限定されない。

0064

図10は、単一要素エンドエフェクタ278を有する、外科用器具210を含む外科用システム200の1つの例示的な実施形態を示す。システム200は、ここに示されるように、エンドエフェクタ278に連結されたトランスデューサアセンブリ216と、エンドエフェクタ278の近位部分の周り位置決めされたシース256とを含むことができる。トランスデューサアセンブリ216及びエンドエフェクタ278は、前述のトランスデューサアセンブリ16及びエンドエフェクタ18と同様の様式で動作して、ブレード226’を通じて組織に伝達できる超音波エネルギーを生み出すことができる。

0065

図11〜18Cは、治療レベル及び/又は治療レベル未満の電気エネルギーを利用して組織を治療及び/又は破壊するか、又はフィードバックを発生器(例えば、電気外科用器具)に与える外科用器具の様々な実施形態を示す。図11〜18Cの実施形態は、手動又は手で操作する様式での使用に適合される一方で、電気外科用器具をロボットの用途にも同様に使用することができる。図11は、電気エネルギー外科用器具310を備える外科用器具システム300の1つの例示的な実施形態の斜視図である。電気外科用器具310は、近位ハンドル312と、遠位作業端部又はエンドエフェクタ326と、それらの間に配設される導入器又は長尺状シャフト314とを備えることができる。

0066

電気外科的システム300は、例えば、電気エネルギー、超音波エネルギー、熱エネルギー、又は任意のそれらの組み合わせなどのエネルギーを、患者の組織に、個別又は同時のいずれかにて、例えば図1に関連して説明されるように供給するよう構成することができる。1つの例示的な実施形態では、電気外科的システム300は、電気外科用器具310と電気通信を行う発生器320を含む。発生器320は、電気外科用器具310に、ケーブル322などの好適な伝送媒体を介して接続される。1つの例示的な実施形態では、発生器320は、例えば、制御ユニット325など、コントローラに連結される。様々な実施形態では、制御ユニット325は、発生器320と一体に形成されうるか、又は、発生器320に電気的に連結された別の回路モジュール又は装置として提供されうる(このオプションを例示するために図では点線で示されている)。ここで開示する実施形態では、発生器320は電気外科用器具310と分けて示されるが、1つの例示的な実施形態では、発生器320(及び/又は、制御ユニット325)は、電気外科用器具310と一体に形成されて単一の電気外科的システム300を形成することができ、ここで、電気外科用器具310内に配置されたバッテリは、エネルギー源であり、バッテリに連結された回路は、好適な電気エネルギー、超音波エネルギー、又は熱エネルギーを生成する。そのような1つの例を、図17〜18Cに関連して本明細書に説明する。

0067

発生器320は、発生器320コンソール前側パネル上に配置された入力装置335を備えることができる。入力装置335は、例えば、キーボード又は入力ポートなど、発生器320の作動のプログラミングに好適な信号を生成する任意の好適な装置を備えることができる。1つの例示的な実施形態では、第1のジョー364A及び第2のジョー364B内の様々な電極を発生器320に連結することができる。ケーブル322は、電気外科用器具310の正極(+)及び負極(−)に電気エネルギーを印加する多数の電気的導電線を含むことができる。制御ユニット325は、電源としてサーブすることができる発生器320の始動に使用することができる。様々な実施形態では、発生器320は、個別又は同時に始動することができる、例えば、RF源超音波源直流電源、及び/又は任意の他の好適な種類の電気エネルギー源を備えることができる。

0068

様々な実施形態では、電気外科的システム300は、少なくとも1つの供給導体331と、少なくとも1つの戻り導体333とを含んでもよく、電流は、供給導体331を介して電気外科用器具300に供給されることができ、また、電流は、戻り導体333を介して発生器320に戻ることができる。様々な実施形態では、供給導体331及び戻り導体333は、絶縁線及び/又は任意の他の好適な種類の導体を含んでもよい。特定の実施形態では、以下に説明するように、供給導体331及び戻り導体333は、発生器320と電気外科用器具310のエンドエフェクタ326との間(又は少なくとも部分的にそれらの間)に延びるケーブル322の中に収容されてもよい、及び/又は当該ケーブルを含んでもよい。いずれの場合にも、発生器320は、十分な電流をエンドエフェクタ110に供給することができるように、供給導体331と戻り導体333との間に十分な電圧差を印加するように構成されうる。

0069

図12は、外科用器具310のハンドル312の1つの例示的な実施形態の側面図である。図12では、ハンドル312は、第2のハンドル本体312B内の様々な構成要素を例示するために、第1のハンドル本体312A(図11参照)の半分が取り除かれた状態で示されている。ハンドル312は、パス33に沿って引かれることができるレバーアーム321(例えば、トリガ)を備えることができる。レバーアーム321は、レバーアーム321の延長部398と動作可能に係合されたシャトル384によって、長尺状シャフト314内に配置された軸方向に移動可能な部材378(図13〜16)に連結されうる。シャトル384は、バネ388などの付勢装置に更に接続されてもよく、このバネ388は、第2のハンドル本体312Bにも接続されて、シャトル384、ひいては軸方向に移動可能な部材378を近位方向に付勢し、それによって、図11に見られるような開いた位置にジョー364A及び364Bを動かすことができる。更に、図11〜12を参照すると、係止部材190(図12参照)は、係止スイッチ328(図11参照)によって、図のようにシャトル384が遠位側に移動するのが実質的に防止される係止位置と、シャトル384が長尺状シャフト314に向かって遠位方向に自由に移動するのを可能にしうる係止解除位置との間を移動することができる。ハンドル312は、任意の種類のピストルグリップ、又は、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bを作動させるための作動レバー、トリガ、又はスライダを支持するように構成された、当該技術分野において既知の他の種類のハンドルでありうる。長尺状シャフト314は、円筒形又は長方形の横断面を有しており、例えば、ハンドル312から延びる薄壁管スリーブを備えることができる。長尺状シャフト314は、それを貫いて延びる穴を有しており、この穴は、アクチュエータ機構、例えば、ジョーを作動させるための軸方向に移動可能な部材378を支持するためのものであり、また、エンドエフェクタ326の電気外科的構成要素に電気エネルギーを供給する電気リード線を支持するためのものである。

0070

エンドエフェクタ326は、組織を捕えて切除し、そして捕えた組織を制御されたエネルギー(例えば、RFエネルギー)の適用にて同時に溶接するよう適合することができる。第1のジョー364A及び第2のジョー364Bを近づけることで、軸方向に移動可能な部材378によって画定される長手方向軸「T」周りの組織を捕え又は係合することができる。第1のジョー364A及び第2のジョー364Bはまた、組織に圧縮力を加えることもできる。いくつかの実施形態では、長尺状シャフト314は、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bと共に、矢印196(図11参照)で示されるように、ハンドル312に対して、完全に360度回転されうる。例えば、回転ノブ348は、シャフト314の長手方向軸を中心として回転可能とすることができ、ノブ348の回転が、対応するシャフト314の回転を生じることができるように、シャフト314に連結されることができる。第1のジョー364A及び第2のジョー364Bは、回転中、開放可能及び/又は閉鎖可能な状態を維持することができる。

0071

図13は、ジョー364A、364Bが開いた状態のエンドエフェクタ326の1つの例示的な実施形態の斜視図を示し、図14は、ジョー364A、364Bが閉じた状態のエンドエフェクタ326の1つの例示的な実施形態の斜視図を示す。前述のように、エンドエフェクタ326は、直線又は曲線とすることができる、上方の第1のジョー364A及び下方の第2のジョー364Bを備えることができる。第1のジョー364A及び第2のジョー364Bはそれぞれ、それらのそれぞれの中間部分に沿ってそれぞれ外向きに配設される長尺状スロット又はチャネル362A及び362Bを含むことができる。更に、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bはそれぞれ、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bの内側部分に配設された、歯363などの組織把持要素を有することができる。第1のジョー364Aは、上方の第1の外向きの表面202Aと上方の第1のエネルギー供給表面365Aとを有する、上方の第1のジョー本体200Aを備えていてもよい。第2のジョー364Bは、下方の第2の外向きの表面202Bと下方の第2のエネルギー供給表面365Bとを有する、下方の第2のジョー本体200Bを備えていてもよい。第1のエネルギー供給表面365A及び第2のエネルギー供給表面365Bは共に、エンドエフェクタ326の遠位端の周りで「U」字型に延びていてもよい。

0072

ハンドル312(図12)のレバーアーム321は、ジョー閉鎖機構としても機能しうる軸方向に移動可能な部材378を作動させるよう適合されうる。例えば、図12に示すように、かつ上述のように、レバーアーム321が、シャトル384を介して、パス33に沿って近位方向に引かれる際に、軸方向に移動可能な部材378が遠位方向に付勢されうる。

0073

図15は、外科用器具310の軸方向に移動可能な部材378の1つの例示的な実施形態の斜視図である。軸方向に移動可能な部材378は、1個又は数個部品を含んでいてもよいが、いずれにしても、長尺状シャフト314及び/又はジョー364A、364Bに対して移動可能又は並進可能であってもよい。また、少なくとも1つの例示的な実施形態では、軸方向に移動可能な部材378は、17−4析出硬化ステンレス鋼にて作製してもよい。軸方向に移動可能な部材378の遠位端は、ジョー364A及び364Bのチャネル362A及び362B内で摺動するように構成されたフランジ付き「I」ビームを含む場合がある。軸方向に移動可能な部材378は、チャネル362A、362B内を摺動することができ、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bを開閉する。軸方向に移動可能な部材378の遠位端はまた、上部フランジ又は「c」字型部378A及び下部フランジ又は「c」字型部378Bを含み得る。フランジ378A及び378Bはそれぞれ、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bの外向き表面を係合する内部カム表面367A及び367Bを画定している。ジョー364A及び364Bの開閉は、移動可能な「Iビーム」状の軸方向に移動可能な部材378及びジョー364A、364Bの外向き表面369A、369Bを含み得るカム機構を用いて、非常に大きな圧縮力を組織に印加することができる。

0074

より詳細には、ここで図13〜15を参照すると、総じて、軸方向に移動可能な部材378の遠位端の内部カム表面367A及び367Bは、それぞれ、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bの第1の外向きの表面369A及び第2の外向きの表面369Bと摺動可能に係合するように適合されうる。第1のジョー364A内のチャネル362A及び第2のジョー364B内のチャネル362Bは、軸方向に移動可能な部材378(組織切断要素371、例えば、鋭い末端縁を含み得る)の運動に適合するように寸法設定されかつ構成されてもよい。図14は、例えば、チャネル362A及び362B(図13)を少なくとも部分的に通って進む軸方向に移動可能な部材378の遠位端を示す。軸方向に移動可能な部材378の前進は、エンドエフェクタ326を、図13に示される開構成から閉じうる。図14に示す閉じた位置において、上方の第1のジョー364A及び下方の第2のジョー364Bはそれぞれ、第1のジョー364A及び第2のジョー364Bの第1のエネルギー供給表面365Aと第2のエネルギー供給表面365Bとの間に、間隙つまり寸法Dを画定している。様々な実施形態では、例えば、寸法Dは約0.013mmから約1.02mm(約0.0005インチから約0.040インチ)とすることができ、いくつかの実施形態では、例えば、約0.025mm〜約0.254mm(約0.001インチ〜約0.010インチ)とすることができる。また、第1のエネルギー供給表面365A及び第2のエネルギー供給表面365Bの縁部は、組織の切開を防止するために丸められてもよい。

0075

図16は、外科用器具310のエンドエフェクタ326の1つの例示的な実施形態の断面図である。下方のジョー364Bの係合又は組織接触表面365Bは、以下で詳述されるように、可変抵抗正温度係数PTC)体などの導電抵抗マトリクスを通して、エネルギーを組織の少なくとも一部に供給するよう適合されている。上方及び下方のジョー364A、364Bの少なくとも1つは、エネルギーを発生器320から捕えた組織に供給するよう構成された少なくとも1つの電極373を有しうる。上方のジョー364Aの係合又は組織接触表面365Aは、同様の導電抵抗マトリクス(すなわち、PTC材料)を有し得、いくつかの実施形態では、例えば、この表面は導電性電極又は絶縁層としてもよい。あるいは、このジョーの係合表面は、その開示内容全体を参照により本明細書に援用する米国特許第6,773,409号(出願日:2001年10月22日、発明の名称「ELECTROSURGICALJAW STRUCTURE FOR CONTROLLED ENERGY DELIVERY」)に開示の任意のエネルギー供給構成要素を有しうる。

0076

第1のエネルギー供給表面365A及び第2のエネルギー供給表面365Bはそれぞれ、発生器320と電気的通信を行い得る。第1のエネルギー供給表面365A及び第2のエネルギー供給表面365Bは、組織と接触し、捕捉した組織に電気外科用エネルギーを供給するように構成され得、これは組織を封止又は溶接するように適合されている。制御ユニット325は、電気発生器320によって供給された電気エネルギーを調節することができ、電気発生器320は、第1のエネルギー供給表面365A及び第2のエネルギー供給表面365Bに電気外科用エネルギーを供給する。エネルギー供給は、レバーアーム321と動作可能に連動し、ケーブル322を介して発生器320と電気的に導通している作動ボタン328(図12)によって開始することができる。1つの例示的な実施形態では、電気外科用器具310は、足踏みスイッチ329(図11)を経由して、発生器320により作動させることができる。例えば、作動されると、足踏みスイッチ329は発生器320を起動させて、電気エネルギーをエンドエフェクタ326に供給する。制御ユニット325は作動中、発生器320により生成される電力を調節する。足踏みスイッチ329は、多くの状況において好適でありうるが、他の好適な種類のスイッチを使用することができる。

0077

上記のように、電気発生器320により供給され、制御ユニット325により調節、さもなければ制御される電気外科用エネルギーは、無線周波(RF)エネルギー又は他の好適な形態の電気エネルギーを含み得る。更に、対向する第1及び第2のエネルギー供給表面365A及び365Bは、発生器320及び制御ユニット325と電気通信を行う可変抵抗正温度係数(PTC)体を有しうる。電気外科用エンドエフェクタ、ジョー閉鎖機構、及び電気外科用エネルギー供給表面に関する更なる詳細については、これらのすべてを参照により本明細書に援用し、本明細書の一部とする、次の米国特許及び特許出願公開公報に記載されている:米国特許第7,087,054、7,083,619、7,070,597、7,041,102、7,011,657、6,929,644、6,926,716、6,913,579、6,905,497、6,802,843、6,770,072、6,656,177、6,533,784、及び6,500,312号、並びに米国特許出願公開公報第2010/0036370及び2009/0076506号。

0078

1つの例示的な実施形態では、発生器320は、無線周波数(RF)エネルギーを用いて双極電気外科手術を行うのに充分な電力を供給することができる電気外科ユニット(ESU:electrosurgery unit)として取り付けられてもよい。1つの例示的な実施形態では、ESUは、ERBE USA,Inc.(Marietta、Georgia)から市販の双極ERBE ICC 350でありうる。いくつかの実施形態では、双極電気外科手術用途などの、能動電極及び戻り電極を有する、外科用器具を利用することができ、この器具中では能動電極及び戻り電極が、治療する組織に相対して、隣接して、及び/又は電気的通信を行うよう配置され得、電流が、正温度係数(PTC)体を通って能動電極から、組織を通って戻り電極に流れるようにする。したがって、様々な実施形態では、電気外科的システム300は供給パス及びリターンパスを含み得、このパス中で、捕えた治療中の組織が回路を完成又は閉回路を形成する。1つの例示的な実施形態では、発生器320は単極RF ESUとしてもよく、電気外科用器具310は、1つ又はそれ以上の能動電極が統合されている単極エンドエフェクタ326を備えうる。そのようなシステムについては、発生器320は、操作サイトから離れた位置の患者と密接に接触するリターンパッド及び/又は他の好適なリターンパスを必要としてもよい。リターンパッドは、ケーブルを介して発生器320と接続されてもよい。他の実施形態では、オペレータ20は、組織の状態を評価し、電気外科的システム300にフィードバックを与える目的で治療レベル未満のRFエネルギーレベルを与えてもよい。そのようなフィードバックは、電気外科用器具310の治療レベルのRFエネルギー出力を制御するよう利用することができる。

0079

電気外科用器具300の作動中、ユーザは一般的に、組織を掴み、捕えた組織にエネルギーを供給して(例えば、ボタン328及び/又はペダル216を作動させることにより)溶接又は封止を形成し、続いて、捕えた組織を通して、軸方向に移動可能な部材378の遠位端にて組織切断要素371を駆動させる。様々な実施形態では、軸方向に移動可能な部材378の軸方向運動の並進は一定とするか、又はそうでなければ制御し、好適な移動速度での軸方向に移動可能な部材378の駆動を補助することができる。移動速度を制御することにより、捕えた組織が、切断要素371での切除の前に適切かつ機能的に封止される可能性が高まる。

0080

図17は、無線電気エネルギー外科用器具410を備える外科用器具システムの1つの例示的な実施形態の斜視図である。電気外科的システムは、電気外科的システム300に類似する。電気外科的システムは、電気エネルギー、超音波エネルギー、熱エネルギー、又は任意のそれらの組み合わせなどのエネルギーを、患者の組織に、個別又は同時のいずれかにて、例えば図1及び11に関連して説明されるように構成することができる。電気外科用器具は、無線近位ハンドル412と併せて、本明細書に説明するエンドエフェクタ326及び長尺状シャフト314を利用することができる。1つの例示的な実施形態では、ハンドル412は発生器回路420を含む(図18A参照)。発生器回路420は、発生器320の機能と実質的に同じ機能を実行する。1つの例示的な実施形態では、発生器回路420は、制御回路などのコントローラに連結される。示された実施形態では、制御回路は、発生器回路420内に統合されている。他の実施形態では、制御回路は、発生器回路420から分かれていてもよい。

0081

1つの例示的な実施形態では、エンドエフェクタ326(そのジョー364A、364Bを含む)内の様々な電極は、発生器回路420に連結されてもよい。制御回路は、電源としてサーブすることができる発生器420の始動に使用することができる。様々な実施形態では、発生器420は、例えば、RF源、超音波源、直流電源、及び/又は他の任意の好適な種類の電源を備えることができる。1つの例示的な実施形態では、エンドエフェクタ326、326にエネルギーを提供する発生器回路420を起動するためのボタン328を提供してもよい。

0082

図18Aは、無線外科用器具410のハンドル412の1つの例示的な実施形態の側面図である。図18Aでは、ハンドル412は、第2のハンドル本体434内の様々な構成要素を例示するために、第1のハンドル本体の半分が取り除かれた状態で示されている。ハンドル412は、旋回点周囲のパス33に沿って引くことができるレバーアーム424(例えば、トリガ)を備えうる。レバーアーム424の延長部に動作可能に係合されたシャトルによって、レバーアーム424は、長尺状シャフト314内に配設された軸方向に移動可能な部材478に連結されることができる。1つの例示的な実施形態では、レバーアーム424は、遠位部材424a及び近位部材424bを備えるシェパードフック形状を画定する。

0083

1つの例示的な実施形態では、無線電気外科用器具はバッテリ437を含む。バッテリ437は、電気エネルギーを発生器回路420に提供する。バッテリ437は、所望するエネルギーレベルにて発生器回路420を駆動するのに好適な任意のバッテリとすることができる。1つの例示的な実施形態では、バッテリ437は、1030mAhの、トリプルセルリチウムイオンポリマーバッテリである。バッテリは外科的処置での使用前に完全充電することができ、約12.6Vの電圧を維持することができる。バッテリ437は、それぞれのバッテリ端子と一致して配列された、無線電気外科用器具410に取り付けられた2つのヒューズを有することができる。1つの例示的な実施形態では、バッテリ437を直流電源(図示せず)に接続する充電ポート439が提供される。

0084

発生器回路420は、任意の好適な様式にて構成されてもよい。いくつかの実施形態では、発生器回路は、RF駆動及び制御回路440並びにコントローラ回路482を備える。図18Bは、1つの実施形態による、RF駆動及び制御回路440を例示する。図18Bは、エンドエフェクタ326に供給されるRF電気エネルギーを生成及び制御するために本実施形態において使用される、RF駆動及び制御回路440を例示する、部分的概略、部分的ブロック図である。以下で更に詳細に説明するように、この実施形態では、駆動回路440は、並列共振ネットワークRF増幅器出力部に備えた共振モードRF増幅器であり、制御回路は、駆動信号作動周波数を制御するように作動して、その作動周波数が駆動回路の共振周波数に維持されるようにし、駆動回路は、エンドエフェクタ326に供給される電力の量を制御する。これが達成される方式は、以下の説明から明らかとなろう。

0085

図18Bに示すように、RF駆動及び制御回路440は、この例においては約0V〜約12Vのレール給電するように構成された上述のバッテリ437を備えている。低電源インピーダンスを得るために、入力コンデンサ(Cin)442が0Vと12Vとの間に接続されている。一対のFETスイッチ443−1及び443−2(共にこの実施形態においては電力損失を低減するためにNチャネルである)が0Vレールと12Vレールとの間に直列に接続されている。2つのFET443のそれぞれを駆動するためにそれぞれ1つの、2つの駆動信号を発生させるFETゲート駆動回路805が設けられている。FETゲート駆動回路445は、下方のFET(443−2)がオフであるときに上方のFET(443−1)をオンにし、またその逆にする駆動信号を発生させる。これにより、ノード447は12Vレール(FET 443−1がオンに切り替えられたとき)及び0Vレール(FET 443−2がオンに切り替えられたとき)に交互に接続されることになる。図18Bはまた、対応するFET 443の内部寄生ダイオード448−1及び448−2を図示し、これはFET 443が開いている任意の期間に動作する。

0086

図18Bに示すように、ノード447は、コイルLs 452及びコイルLm 454によって形成されたコイル・コイル共振回路450に接続されている。FETゲート駆動回路445は、並列共振回路450の共振周波数でFETスイッチ443を開閉する駆動信号を駆動周波数(fd)で発生させるように構成されている。共振回路450の共振特性の結果として、ノード447における方形波電圧は、駆動周波数(fd)の実質的に正弦波状の電流を共振回路450内に流れさせる。図18Bに示すように、コイルLm 454は変圧器455の一次側であり、その二次側はコイルLsec 456で形成されている。変圧器455の二次側のコイルLsec 456は、コイルL2 458、コンデンサC4 460、及びコンデンサC2 462によって形成されるコイル・コンデンサ・コンデンサの並列共振回路457に接続されている。変圧器455は、コイルLm 454にかかる駆動電圧(Vd)を、出力並列共振回路457に印加される電圧にアップコンバートする。負荷電圧(VL)は、並列共振回路457によって出力され、鉗子のジョー、及びエンドエフェクタ326により把持される任意の組織又は血管のインピーダンスに対応する負荷図18B負荷抵抗Rload 459により表される)に適用される。図18Bに示すように、一対のDC阻止コンデンサCbI 480−1及び480−2が設けられて、いずれかの直流信号が負荷459に印加されるのを防ぐ。

0087

1つの実施形態では、変圧器455は、以下の仕様によるコア径(mm)、線径(mm)、及び2次巻線同士の間隙で実現されうる。
コア径D(mm)
D=19.9×10−3
22AWGワイヤの線径W(mm)
W=7.36×10−4
間隙0.125の2次巻線同士の間隙
G=gap/25.4

0088

この実施形態では、エンドエフェクタ326に提供される電力の量は、FET443を切り替えるために使用される変換信号の周波数を変えることによって制御される。それは共振回路450が周波数依存性(無損失)の減衰器として働くことにより、これが機能する。駆動信号が共振回路450の共振周波数に近づくほど、駆動信号は減衰されなくなる。同様に、駆動信号の周波数が移動して回路450の共振周波数から離れるほど、駆動信号は減衰され、したがって負荷に供給される電力も低下する。この実施形態では、FETゲート駆動回路445によって発生される変換信号の周波数は、負荷459に供給されるべき目標電力、並びに通常の電圧検出回路483及び電流検出回路485によって取得される負荷電圧(VL)及び負荷電流IL)の測定値に基づいて、コントローラ481によって制御される。コントローラ481が作動する方式について、以下で更に詳細に説明することにする。

0089

1つの実施形態では、電圧検出回路483及び電流検出回路485は、高帯域幅高速レールツーレール増幅器(例えばナシナルセミコンダクタ社(National Semiconductor)によるLMH6643)で実現されうる。そのような増幅器はしかしながら、作動状態にあるとき、比較的多くの電流を消費する。したがって、増幅器が電圧検出回路483及び電流検出回路485において使用されていないときに増幅器の供給電圧を低減するために、節電回路が設けられうる。1つの実施形態では、レールツーレール増幅器の供給電圧を低減し、それによってバッテリ437の寿命延長するために、ステップダウンレギュレータ(例えばリニアテクノロジー社(Linear Technology)のLT3502)が節電回路で利用されうる。

0090

図18Cは、1つの実施形態によるコントローラ481の主構成要素を示している。図18Cに示す実施形態では、コントローラ481はマイクロプロセッサベースのコントローラであり、したがって図16に示す構成要素の大部分はソフトウェアベースの構成要素である。それでもなお、それに代わってハードウェアベースのコントローラ481が使用されてもよい。図示のように、コントローラ481は同期I/Qサンプリング回路491を有しており、この同期I/Qサンプリング回路491は、検出電圧及び電流信号検出回路483及び485から受信し、電力、Vrms、及びIrms計算モジュール493に渡される対応するサンプルを取得する。計算モジュール493は、受信したサンプルを用いて負荷459(図18B、エンドエフェクタ326及びこれに掴まれる組織/容器)に印加されるRMS電圧及びRMS電流を計算し、これらから負荷459にその時点で供給されつつある電力を計算する。決定した値は次いで、周波数制御モジュール495及び医療装置制御モジュール497に渡される。医療装置制御モジュール497は、それらの値を使用して負荷459の現在のインピーダンスを決定し、決定したこのインピーダンスと予め定義済みのアルゴリズムに基づいて、どの程度の目標電力(Pset)を周波数制御モジュール495に印加すべきかを決定する。医療装置制御モジュール497はひいては、ユーザの入力(例えば、ボタンを押すか、又はハンドル104の制御レバー114、110を起動する)を受信する、ユーザ入力モジュール499から受信される信号により制御され、また、ユーザ出力モジュール461によってハンドル104上の出力装置(光、ディスプレイスピーカなど)を制御する。

0091

周波数制御モジュール495は、計算モジュール493から取得した値及び医療装置制御モジュール497から取得した電力目標値(Pset)、並びに予め定義済みのシステム限界(以下で説明する)を使用して、印加周波数増減させるべきか否かを判断する。この判断の結果は次いで、方形波発生モジュール463に渡されるが、方形波発生モジュール463はこの実施形態では、受け取った判断に基づいて、発生させる方形波信号の周波数を1kHz単位で増減させる。当業者には明らかとなるように、別の実施形態では、周波数制御モジュール495は、周波数を増やすべきかそれとも減らすべきかだけでなく、必要となる周波数変化の大きさをも決定しうる。この場合、方形波発生モジュール463は、所望の周波数シフトを伴って、対応する方形波信号を発生させる。この実施形態では、方形波発生モジュール463によって発生された方形波信号はFETゲート駆動回路445に出力され、FETゲート駆動回路445はこの信号を増幅し、FET443−1に加える。FETゲート駆動回路445はまた、FET 443−1に加えられる信号を反転させ、その反転した信号をFET 443−2に加える。

0092

電気外科用器具410は、電気外科的システム300に関して説明されたように追加的機能を含むことができる。電気外科用器具410が、回転ノブ348、長尺状シャフト314、及びエンドエフェクタ326を含むことができることを当業者は理解するであろう。これらの要素は、電気外科的システム300に関して上述のものと実質的に同じ様式にて機能する。1つの例示的な実施形態では、無線電気外科用器具410は、視覚インジケータ435を含むことができる。視覚インジケータ435は、視覚表示信号をオペレータに提供することができる。1つの例示的な実施形態では、視覚表示信号は、装置が起動していること、又は装置がエネルギーをエンドエフェクタに印加していることをオペレータに注意喚起することができる。視覚インジケータ435が、装置の複数の状態に関する情報を提供するよう構成することができることを当業者は理解するであろう。

0093

外科的な巧緻性を向上させるためだけでなく、外科医が直感的な方式で患者に手術できるようにするために、長年にわたって、様々な最小侵襲ロボット(又は「遠隔手術(telesurgical)」)システムが開発されてきた。ロボット手術システムは、本明細書で説明するように、例えば超音波又は電気外科用器具を含め、多種多様な外科用器具と共に使用されうる。例示的なロボットシステムには、米国カリフォルニアサニベール所在インテュイティヴ・サージカル社(Intuitive Surgical, Inc.)によって製造されているものが挙げられる。そのようなシステム、及び他の製造業者によるロボットシステムが、それぞれ参照によって本明細書に援用するところの以下の米国特許に開示されている。すなわち、米国特許第5,792,135号、名称「向上した巧緻性および感度低侵襲性外科手術を行うための関節外科用器具(Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity)」、米国特許第6,231,565号、名称「手術作業を実施するためのロボットアームDLU(Robotic Arm DLUs For Performing Surgical Tasks)」、米国特許第6,783,524号、名称「超音波焼灼及び切断器械を備えたロボット手術用具(Robotic Surgical Tool With Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument)」、米国特許第6,364,888号、名称「最小侵襲手術機器におけるマスター及びスレーブアライメント(Alignment of Master and Slave In a Minimally Invasive Surgical Apparatus)」、米国特許第7,524,320号、「ロボット手術用具のための機械式アクチュエータインターフェイスシステム(Mechanical Actuator Interface System For Robotic Surgical Tools)」、米国特許第7,691,098号、名称「プラットフォーム関節手首(Wristed Platform Link Wrist Mechanism)」、米国特許第7,806,891号、名称「最小侵襲遠隔手術におけるマスター/スレーブ関係の再位置決め及び再配向(Repositioning and Reorientation of Master/Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery)」、及び米国特許第7,824,401号、名称「手関節型単極電気手術エンドエフェクタ(Surgical Tool With Monopolar Electrosurgical End Effectors)」。そのようなシステムの多くはしかしながら、組織を効果的に切断及び締結するのに必要な大きさの力を発生させることが、これまではできなかった。

0094

図19〜46Cは、ロボット手術システムの複数の例示的な実施形態を示す。いくつかの実施形態では、開示されたロボット手術システムは、本明細書に説明する超音波又は電気外科用器具を利用することができる。例示のロボット手術システムは本明細書に説明するそれらの器具のみに限定されず、任意の適合する外科用器具を利用しうることが当業者には明らかとなるであろう。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明するロボット手術システムと共に使用することができることと同時に、本開示はそのように限定されず、任意の適合するロボット手術システムと共に使用できることが当業者にはさらに明らかとなるであろう。

0095

図19〜25は、いくつかの例示的なロボット手術システム及びその構成要素の構造及び動作を示している。図19は、例示的なロボット手術システム1000のブロック図である。システム1000は、少なくとも1台のコントローラ508と、少なくとも1台のアームカート510とを備えている。アームカート510は、ボックス512にて示される、1つ又はそれ以上のロボットマニピュレータ又はアームに機械的に連結されうる。ロボットアーム512のそれぞれは、患者504に対して様々な手術作業を実施するための1つ又はそれ以上の外科用器具514を備えうる。アーム512及び器具514を含めて、アームカート510の動作は、臨床医502によってコントローラ508から指示されうる。いくつかの実施形態では、第2の臨床医502’により操作される第2のコントローラ508’は、第1の臨床医502’と併せて、アームカート510の操作も指示しうる。例えば、それぞれの臨床医502、502’は、カートの異なるアーム512を制御することができ、場合によっては、アームカート510の完全制御は、臨床医502と502’との間で回されうる。いくつかの実施形態では、追加的アームカート(図示せず)を患者504に利用することができる。これらの追加的アームカートは、1つ又はそれ以上のコントローラ508、508’にて制御されることができる。単一又は複数のアームカート510及びコントローラ508、508’は通信リンク516を介して互いに通信することができ、この通信リンクは、任意の好適な通信プロトコルによる、任意の好適な種類の有線又は無線の、任意の好適な種類の信号(例えば、電気的、光学赤外線、等)を運ぶ通信リンクとすることができる。システム1000などのロボット手術システムの例示的な実現形態が、参照によって本明細書に援用する米国特許第7,524,320号に開示されている。したがって、そのような装置の各詳細については、本明細書において、特許権を請求する装置の各種の実施形態を理解するのに必要となりうる範囲を越えて説明しないことにする。

0096

図20は、ロボットアームカート520の1つの例示的な実施形態を示す。ロボットアームカート520は、一般的に作業エンベロープ(work envelope)519内の522として指定されている、複数の外科用器具又は器具を始動するよう構成される。マスターコントローラ及びロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット手術システム及び方法が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用するところの、発明の名称が「多部品テレプレゼンスシステム及び方法(Multi-Component Telepresence System and Method)」である、米国特許第6,132,368号に開示されている。異なる形態では、ロボットアームカート520は、示された実施形態では3個の外科用器具522を支持する基部524を有する。異なる形態では、外科用器具522は、一般的にセットアップ関節526と呼ばれる手動による関節運動が可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ528によってそれぞれ支持される。ここで、これらの構造は、ロボット連結部の大部分を覆って延びる保護カバーと共に示されている。これらの保護カバーは必須のものではなく、こうした装置を操作するために使用されるサーボ機構が受ける慣性を最小化し、可動部品容積を限定することで衝突を防止し、カート520の全体の重量を抑制するため、サイズを限定するか又は実施形態によっては完全に省略することができる。カート520は、手術室間でカート520を輸送するのに適した寸法を一般的に有している。カート520は、通常、標準的な手術室のドアを通り、標準的な病院エレベータに乗せられるように構成することができる。異なる形態では、カート520は好ましくは一定の重量を有し、1人の作業者がカート520を手術台に隣接して位置決めすることができるように車輪(又は他の輸送)システムを有する。

0097

図21は、ロボットアームカート520のロボットマニピュレータ528の1つの例示的な実施形態を示す。図21に示す例では、ロボットマニピュレータ528は、外科用器具522の運動を規制する連結部530を備えることができる。その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発行米国特許第5,817,084号により詳しく述べられるように、異なる実施形態において、連結部530が、平行四辺形の配置において回転関節によって互いに連結された高剛性の連結部材を含むことにより、外科用器具522は空間内の点532を中心として回転する。この平行四辺形の配置により、回転は、時としてピッチ軸と呼ばれる軸534aを中心とした旋回運動に規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材がセットアップ関節526(図20)に旋回可能に取り付けられることにより、外科用器具522はヨー軸と呼ばれる場合もある軸534bを中心として更に回転する。ピッチ軸534aとヨー軸534bは、外科用器具522のシャフト538に沿って調心されるリモートセンター536にて交差する。外科用器具522は、長手方向の器具軸「LT−LT」に沿った外科用器具522の摺動運動を含む、マニピュレータ540により支持される更なる駆動自由度を有しうる。外科用器具522が器具軸LT−LTに沿ってマニピュレータ540に対して摺動する際(矢印534c)、リモートセンター536はマニピュレータ540の基部542に対して固定されたままである。したがって、マニピュレータ540全体は概して、リモートセンター536を再配置するように移動される。マニピュレータ540の連結部530は、一連のモータ544により駆動される。これらのモータ544は、制御システムのプロセッサからの指令に応答して連結部530を能動的に移動させる。下記に更に詳細に述べるように、外科用器具522を操作するためにモータ544も用いられる。

0098

図22は、代替的なセットアップ関節構造を有する、ロボットアームカート520’の1つの例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態では、外科用器具522は、2つの組織操作器具との間の代替的なマニピュレータ構造528’により支持される。当業者であれば、特許権を主張する装置の異なる実施形態が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、米国特許第5,878,193号に述べられるものを含む、様々な代替的なロボット構造を含み得る点を、認識するであろう。更に、ロボットコンポーネントとロボット手術システムのプロセッサとの間のデータ通信については、本明細書では、主として外科用器具522とコントローラとの間の通信に関連して説明されているが、同様の通信はマニピュレータ、セットアップ関節、内視鏡又は他の画像撮影装置などの回路と、コンポーネント適合性評価、コンポーネントの種類の識別、コンポーネントの較正(オフセットなど)の通信、コンポーネントのロボット手術システムとの連結の確認などのためのロボット手術システムのプロセッサとの間でも行われうる点は理解されるはずである。

0099

図23は、図20〜22に描くロボットアームカート520、520’などのロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラ518の1つの例示的な実施形態を示す。コントローラ518は、臨床医がステレオディスプレイ521を介して手術を見ながら掴んで空間内で操作するマスターコントローラ(図23において519として一般的に表される)を一般的に有している。外科医用フィードバックメータ515はディスプレイ521を介して観察することができ、外科医用フィードバックメータ515は、切断器具又は動的クランピング部材に加えられている力の大きさの視覚的指示を外科医に与えうる。マスターコントローラ519は一般に手動入力装置を備え、その手動入力装置は好ましくは、多自由度で移動するものであり、また多くの場合、器具を作動させるための(例えば、握持のこぎりの閉鎖、電極への電位の印加などのための)ハンドル又はトリガを更に有している。

0100

図24は、ロボット手術システムとの使用に適応した超音波外科用器具522の1つの例示的な実施形態を示す。例えば、外科用器具522は、上述の外科用マニピュレータ528、528’の1つと連結することができる。図24に見ることができるように、外科用器具522は、いくつかの実施形態において関節ジョイント556を備えうる長尺状シャフトアセンブリ554に連結されうる、超音波ブレード550及びクランプアーム552を備える外科用エンドエフェクタ548を備える。図25は、超音波外科用器具522の代わりに電気外科用器具523を有する、別の例示的な実施形態を示す。外科用器具523は、ジョー551A、551Bとの間に組織を係合し、その組織に電気エネルギーを提供するエネルギー供給表面553A、553Bを有する、閉鎖可能なジョー551A、551Bを備える外科用エンドエフェクタ548を備える。組織切断要素又はナイフ555は、長尺状シャフトアセンブリ554を通して器具取り付け部558に延びることができる軸方向可動部材557の遠位端に配置されることができる。図26は、外科用マニピュレータ528、528’の1つに連結されることができ、外科用器具522、523を受容及び制御する器具駆動アセンブリ546の1つの例示的な実施形態を示す。器具駆動アセンブリ546はまた、コントローラ518に動作可能に連結されることができ、臨床医からの器具522、523を制御する入力を受容する。例えば、クランプアーム552の作動(例えば、開閉)、ジョー551A、551Bの作動(例えば、開閉)、超音波ブレード550の作動、ナイフ555の延長、及びエネルギー供給表面553A、553Bの作動等は、コントローラ518を通して提供される臨床医からの入力に基づいて、器具駆動アセンブリ546を通して制御されることができる。外科用器具522は、558として大まかに示される器具取り付け部によってマニピュレータと動作可能に連結されている。外科用器具522は、器具取り付け部558をマニピュレータと機械的及び電気的に連結するインターフェース560を更に有している。

0101

図27は、超音波外科用器具522を含む図26の器具駆動アセンブリの別の図を示す。図28は、電気外科用器具523を含む図26の器具駆動アセンブリの別の図を示す。器具取り付け部558は、それぞれが被駆動要素564の表面から延びる一対のピン566を含む複数の(図26には4個が示されている)回転可能な本体部分、被駆動ディスク又は要素564を動作可能に支持する器具取り付けプレート562を含む。一方のピン566は、同じ被駆動要素564上の他方のピン566よりもそれぞれの被駆動要素564の回転軸に近くなっており、被駆動要素564の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなる。被駆動要素564及びピン566は、器具取り付けプレート562のアダプタ側567に配置されることができる。

0102

インターフェース560はまた、下記に更に述べるように、取り付けプレート562と取り付け可能に係合するように構成されたアダプタ部分568を有している。アダプタ部分568は、器具取り付け部558内の回路基板によってメモリ構造と連結することができる電気的接続ピン570のアレイを含み得る。本明細書では、インターフェース560は、機械的、電気的、及び磁気的連結要素と関連して説明するが、赤外線、誘導連結などを含む様々なテレメトリモダリティを利用することが可能である点は理解されるはずである。

0103

図29〜31は、図26の器具駆動アセンブリ546のアダプタ部568の更なる図を示す。アダプタ部568は一般的に、器具側面572及びホルダ側面574(図29)を含む。様々な実施形態では、複数の回転可能な本体576が、アダプタ568の主面に対して垂直な周囲のアダプタ構造に対して限定された運動範囲を有する、浮動プレート578に取り付けられる。浮動プレート578の軸方向運動は、器具取り付け部ハウジング582の側部に沿うレバー580(図24、25参照)が操作される際に、回転可能な本体576の器具取り付け部558からの取り外しを助ける。他の機構/配列を用いて、器具取り付け部558をアダプタ568に着脱可能に連結してもよい。少なくとも1つの形態では、各回転可能な本体576は、各回転可能な本体576の周囲の外周陥凹部内に延びる弾性径方向部材によって浮動プレート578に弾性的に取り付けられる。各回転可能な本体576は、これらの弾性構造が撓むことによってプレート578に対して軸方向に動くことができる。第1の軸方向位置(器具側面572に向かって)に配置された場合、各回転可能な本体576は、角度の制限なく自由に回転することができる。しかしながら、回転可能な本体576が器具側面572の方向に軸方向に動く際、タブ584(回転可能な本体576から径方向に延びる)が浮動プレート上の回り止めと横方向に係合することによって各回転可能な本体576のそれらの軸を中心とした角度回転が制限される。このような限定された回転を利用することで、ピン586が開口部590と整列する(及び開口部内に滑り込む)までロボットシステムの対応する器具ホルダ部分588の駆動ピン586が回転可能な本体576を制限された回転位置にまで押すことで、駆動ピン586と回転可能な本体576とを駆動可能に係合する助けとなりうる。

0104

回転可能な本体576の器具側面572上の開口部590とホルダ側面574上の開口部590とは、器具取り付け部558の被駆動要素564(図27,28)を、器具ホルダ588の駆動要素592と正確に整列させるように構成されている。被駆動要素564の内側及び外側ピン566に関して上に述べたように、開口部590は、アラインメントがその意図する位置から33度とはならないように、それぞれの回転可能な本体576上の回転軸から異なる距離にある。更に、開口部590のそれぞれは、ピン566を外周方向に緊密に受容するようにわずかに径方向に細長くすることができる。これにより、ピン566は開口部590内で径方向に摺動可能となっており、器具522、523と器具ホルダ588との間の一定の軸方向のミスアラインメントが調整される一方で、駆動要素と被駆動要素との間の角度のミスアライメント及びバックラッシュが最小に抑えられる。図31に最も分かりやすく示されるように、器具側面572上の開口部590は、ホルダ側面574上の開口部590(破線で示される)と約90度オフセットしうる。

0105

異なる実施形態は、アダプタ568のホルダ側面574上に配置された電気的コネクタピン570のアレイを更に含んでよく、アダプタ568の器具側面572は、器具取り付け部558からのピンアレイ(図示せず)を受容するためのスロット594(図31)を含んでよい。外科用器具522、523と器具ホルダ588との間で電気信号を送信する以外に、これらの電気的接続の少なくとも一部をアダプタ568の回路基板によってアダプタ記憶装置596(図30)と接続することができる。

0106

取り外し可能なラッチ機構598を利用してアダプタ568を器具ホルダ588に着脱可能に取り付けることができる。本明細書で使用するところの「器具駆動アセンブリ」なる用語は、ロボットシステムとの関連で使用される場合、アダプタ568及び器具ホルダ588の異なる実施形態を少なくとも包含し、図26において546として一般的に示されている。例えば、図26に見られるように、器具ホルダ588は、アダプタ568に設けられた対応するクレバススロット602内に受容されるようなサイズの第1のラッチピン機構600を有しうる。更に、器具ホルダ588は、アダプタ568の対応するラッチクレバス606内に保持されるようなサイズの第2のラッチピン604を更に有しうる。図30を参照されたい。少なくとも1つの形態では、ラッチアセンブリ608はアダプタ568上に運動可能に支持され、ラッチピン600がそれぞれのラッチクレバス606内に保持される第1のラッチ位置と、第2のラッチピン604がラッチクレバス606内に入るか又はそこから外れることができるラッチ解除位置との間で付勢可能である。ラッチアセンブリは、1乃至複数のばね(図示せず)を用いてラッチ位置に付勢される。アダプタ568の器具側面572上のリップが器具取り付けハウジング582の横方向に延びるタブを摺動可能に受容することができる。

0107

説明のように、被駆動要素564は、駆動要素592の回転運動が、対応する被駆動要素564の回転運動を生じさせるように、器具ホルダ588の駆動要素592と整列させることができる。駆動要素592及び被駆動要素564の回転は、例えば、コントローラ508を介して臨床医502から受信した命令に応じて、ロボットアーム612を介して電子的に制御することができる。器具取り付け部558は、被駆動要素564の回転を外科用器具522、523の運動に変換することができる。

0108

図32〜34は、被駆動要素564の運動を外科用器具522、523の運動に変換する構成要素を示す器具取り付け部558の1つの例示的な実施形態を示す。図32〜34は、その遠位端に外科用エンドエフェクタ610を有する、シャフト538を有する、器具取り付け部を示す。エンドエフェクタ610は、患者に手術作業を行う任意の好適な種類のエンドエフェクタとすることができる。例えば、エンドエフェクタは、手術部位にある組織にRF及び/又は超音波エネルギーを提供するよう構成することができる。シャフト538は、器具取り付け部558に回転可能に連結することができ、シャフト538のカプラ650にて上部シャフトホルダ646及び下部シャフトホルダ648によって固定される。

0109

1つの例示的な実施形態では、器具取り付け部558は、様々な被駆動要素564の回転をシャフト538の回転、シャフト(例えば、関節)の軸に沿う部材の差動並進運動、及びシャフト538(例えば、555、オーバーチューブ、及び/又は他の構成要素など、組織切除要素の伸長及び格納用)の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進運動に変換する機構を備える。1つの例示的な実施形態では、回転可能な本体612(例えば、回転可能なスプール)が被駆動要素564に連結される。回転可能な本体612は、被駆動要素564と一体に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転可能な本体612は、被駆動要素564を駆動することで回転可能な本体612の回転が生じるように回転可能な本体612と被駆動要素564が固定式に連結されるのであれば、被駆動要素564とは別に形成されうる。回転可能な本体612のそれぞれは、シャフトの関節運動及び回転、クランプジョーの開閉、並びにナイフの作動をもたらすように、ギヤトレーン又はギヤ機構に連結される。

0110

1つの例示的な実施形態では、器具取り付け部558は、シャフト538の軸に沿う2つ又はそれ以上の部材の差動並進を生じさせる機構を備える。図32〜34に提供される例では、この運動は関節ジョイント556の操作に使用される。示された実施形態では、例えば、器具取り付け部558はラックピニオンギヤ機構を備えて、差動並進、したがってシャフト関節機能を提供する。1つの例示的な実施形態では、ラックピニオンギヤ機構は、対応する被駆動要素564の回転によって第1のピニオンギヤ614が回転されるように、回転可能な本体612に連結された第1のピニオンギヤ614を備える。軸受け616が回転可能な本体612に連結され、被駆動要素564と第1のピニオンギヤ614との間に設けられる。第1のピニオンギヤ614は、シャフト組立体538の関節区間556の関節運動を左方向620Lに制御するために、第1のラックギヤ618に噛み合わされて第1のピニオンギヤ614の回転運動を第1のラックギヤ618の直線運動に変換する。第1のラックギヤ618は、第1のラックギヤ618が遠位方向に直線運動することによってシャフト組立体538の関節区間556が左方向620Lに関節運動されるように、第1の関節バンド622(図32)に取り付けられている。対応する被駆動要素564の回転によって第2のピニオンギヤ626が回転するように、第2のピニオンギヤ626は別の回転可能な本体612に連結される。軸受け616が回転可能な本体612に連結され、被駆動要素564と第2のピニオンギヤ626との間に設けられる。第2のピニオンギヤ626は、関節区間556の関節運動を右方向620Rに制御するために、第2のラックギヤ628に噛み合わされて第2のピニオンギヤ626の回転運動を第2のラックギヤ628の直線運動に変換する。第2のラックギヤ628は、第2のラックギヤ628が遠位方向に直線運動することによってシャフト組立体538の関節区間556を右方向620Rに関節運動させるように、第2の関節バンド624(図33)に取り付けられている。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

0111

1つの例示的な実施形態では、器具取り付け部558は、被駆動要素564の回転をシャフト538の軸を中心とする回転運動に変換する機構を更に備える。例えば、回転運動はシャフト538自体の回転としてもよい。示された実施形態では、回転可能な本体612に連結された第1の螺旋ウォームギヤ630と、シャフト組立体538に連結された第2の螺旋状ウォームギヤ632とが備えられている。軸受け616(図17)が回転可能な本体612に連結され、被駆動要素564と第1の螺旋状ウォームギヤ630との間に設けられる。第1の螺旋状ウォームギヤ630は第2の螺旋状ウォームギヤ632に噛み合わされており、これらはシャフト組立体538及び/又は、長手方向の回転が望まれる器具522、523の別の構成要素に連結されうる。回転は、第1及び第2の螺旋状ウォームギヤ630、632の回転方向に基づいて、時計回り方向(CW:clockwise)及び反時計回り方向(CCW:counter-clockwise)に生じさせてもよい。したがって、第1の軸を中心とする第1の螺旋状ウォームギヤ630の回転が、第1の軸に対して直角をなす第2の軸を中心とする第2の螺旋状ウォームギヤ632の回転に変換される。図32、33に示すように、例えば、第2の螺旋状ウォームギヤ632が時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体538が634CWで示す方向に時計回りに回転することになる。第2の螺旋状ウォームギヤ632が反時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体538が634CCWで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

0112

1つの例示的な実施形態では、器具取り付け部558は、シャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する機構を備える。そのような並進は、例えば、555などの組織切断要素の駆動、閉鎖用オーバーチューブの駆動、及び/又はエンドエフェクタ610の関節運動、等に使用することができる。示された実施形態では、例えば、ラックピニオンギヤ機構が往復並進を提供しうる。第1のギヤ636は回転可能な本体612に連結されており、対応する被駆動要素564が回転することによって第1のギヤ636が第1の方向に回転されるようになっている。第2のギヤ638が、器具取り付けプレート562に形成されたポスト640を中心として自在に回転する。第1のギヤ636は第2のギヤ638に噛み合わされており、そのため、第2のギヤ638が、第1のギヤ636とは反対の方向に回転するようになっている。1つの例示的な実施形態では、第2のギヤ638は、直線方向に移動するラックギヤ642に噛み合わされるピニオンギヤである。ラックギヤ642は、ラックギヤ642の遠位方向及び近位方向に変換することができる変換ブロック644に連結されている。変換ブロック644はシャフト組立体538及び/又はエンドエフェクタ610の任意の好適な構成要素に連結されてもよく、それにより往復の長手方向の運動を提供する。例えば、変換ブロック644は、RF外科用装置523の組織切断要素555に機械的に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、変換ブロック644は、オーバーチューブ又はエンドエフェクタ610若しくはシャフト538の他の構成要素に連結されてもよい。

0113

図35〜37は、被駆動要素564の回転をシャフト538の軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及びシャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す器具取り付け部558の代替的な実施形態を示す。代替的な回転機構をここで参照すると、第1の螺旋状ウォームギヤ652は、第3の螺旋状ウォームギヤ656に連結される第2の螺旋状ウォームギヤ654に連結される。既存のロボットシステム1000との互換性を維持すること及び/又は空間が限定されうる場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられうる。第1の螺旋状ウォームギヤ652は回転可能な本体612に連結されている。第3の螺旋状ウォームギヤ656は、シャフト組立体538に連結された第4の螺旋状ウォームギヤ658に噛み合わされている。軸受け760が回転可能な本体612に連結され、被駆動要素564と第1の螺旋状ウォームギヤ738との間に設けられる。別の軸受け760が回転可能な本体612に連結され、被駆動要素564と第3の螺旋状ウォームギヤ652との間に設けられる。第3の螺旋状ウォームギヤ652は第4の螺旋状ウォームギヤ658に噛み合わされており、これは、シャフト組立体538及び/又は長手方向への回転が望まれる器具522、523の別の構成要素に連結されうる。回転は、螺旋状ウォームギヤ656、658の回転方向に基づいて時計回り及び反時計回り方向に生じうる。したがって、第1の軸を中心とする第3の螺旋状ウォームギヤ656の回転が、第1の軸に対して直角をなす第2の軸を中心とする第4の螺旋状ウォームギヤ658の回転に変換される。図36及び37に示すように、例えば、第4の螺旋状ウォームギヤ658はシャフト538に連結され、第4の螺旋状ウォームギヤ658の時計回りの回転は結果として、634CWで示す方向にシャフト組立体538の時計回りの回転を引き起こす。第4の螺旋状ウォームギヤ658が反時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体538が634CCWで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

0114

シャフト538の軸に沿う1つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例をここで参照すると、器具取り付け部558はラックピニオンギヤ機構を備え、シャフト538の軸に沿う往復並進を提供する(例えば、RF外科用装置523の組織切断要素555の並進)。1つの例示的な実施形態では、第3のピニオンギヤ660が回転可能な本体612に連結されており、対応する被駆動要素564が回転することによって第3のピニオンギヤ660が第1の方向に回転されるようになっている。第3のピニオンギヤ660は、直線方向に移動するラックギヤ662に噛み合わされる。ラックギヤ662は、変換ブロック664に連結される。変換ブロック664は、例えば、RF外科用装置の組織切断要素555及び/又はオーバーチューブ若しくは長手方向に並進されることが望まれる他の構成要素などの装置522、523の構成要素に連結されうる。

0115

図38〜42は、被駆動要素564の回転を、シャフト538の軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す器具取り付け部558の代替的な実施形態を示す。図38〜42では、シャフト538は、カプラ676及びブッシュ678を介して取り付け部558のリマインダに連結されている。回転可能な本体612に連結された第1のギヤ666と、第1及び第2の開口部672を備える固定ポスト668と、シャフト組立体に連結された第1及び第2の回転可能なピン674と、ケーブル670(又はロープ)とを備える。ケーブルは回転可能な本体612に巻き付けられる。ケーブル670の一方の端部は、固定ポスト668の上部開口部672を貫いて配置され、上部の回転可能なピン674に固定式に連結されている。ケーブル670のもう一方の端部は、固定ポスト668の下部開口部672を貫いて配置され、下部の回転可能なピン674に固定式に連結されている。このような構成は、既存のロボットシステム1000との互換性を維持すること及び/又は空間が限定されうる場合を含む、様々な理由により設けられている。したがって、回転可能な本体612が回転することによって、シャフト組立体538を中心とする、回転可能な本体612の回転方向(例えば、シャフト538自体の回転)に基づいて時計回り及び反時計回り方向に回転が引き起こされる。したがって、第1の軸を中心とする回転可能な本体612の回転が、第1の軸に対して直角をなす第2の軸を中心とするシャフト組立体538の回転に変換される。図38、39に示すように、例えば、回転可能な本体612が時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体538が634CWで示す方向に時計回りに回転することになる。回転可能な本体612が反時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体538が634CCWで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

0116

図43〜46Aは、シャフト538の軸に沿う部材の差動並進用(例えば、関節用)の代替的な機構例を示す器具取り付け部558の代替的な実施形態を示す。例えば、図43〜46Aに示すように、器具取り付け部558は、ダブルカム機構680を備え、シャフト関節機能を提供する。1つの例示的な実施形態では、ダブルカム機構680は第1及び第2のカム部分680A、680Bを備える。第1及び第2の従動アーム682、684が、対応するピボットスプール686に枢動可能に連結される。ダブルカム機構680に連結された回転可能な本体612が回転するとき、第1のカム部分680Aは第1の従動アーム682に作用し、第2のカム部分680Bは第2の従動アーム684に作用する。カム機構680が回転するとき、従動アーム682、684はピボットスプール686を中心として旋回する。第1の従動アーム682は、差動並進される第1の部材に取り付けられることができる(例えば、第1の関節バンド622)。第2の従動アーム684は、差動並進される第2の部材に取り付けられる(例えば、第2の関節バンド624)。上部カム部分680Aが第1の従動アーム682に作用するとき、第1及び第2の部材は差動並進する。第1及び第2の部材がそれぞれ関節バンド622及び624である例示的な実施形態では、シャフト組立体538は左方向620Lに関節運動する。下部カム部分680Bが第2の従動アーム684に作用するとき、シャフト組立体538は右方向620Rに関節運動する。いくつかの例示的な実施形態では、第1及び第2の従動アーム682、684の関節位置に影響を与えることなくシャフトの回転を可能にするために、2つの別々のブッシュ688、690が、それぞれ第1及び第2の従動アーム682、684の下方に装着される。関節運動のために、これらのブッシュは、ジョー902の回転位置に影響を及ぼすことなく第1及び第2の従動アーム682、684と共に往復する。図46は、第1及び第2のカム部分680B、680Bを含めて、ブッシュ688、690及び二重カム組立体680を示しており、第1及び第2の従動アーム682、684はより詳細でかつ明確な図を提示するために取り除かれている。

0117

異なる実施形態において、器具取り付け部588は、電子部品を駆動し、所望の超音波及び/又はRF周波数信号外科用ツールに与えるための内部エネルギー源を更に含むことができる。図46B〜46Cは、内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部558’の1つの実施形態を示す。例えば、ツール取り付け部558’を用いて取り付けられた外科用器具(例えば、器具522、523)は、外部発生器又は他の電源に接続する必要がない。代わりに、本明細書に述べられる異なる発生器20、320は取り付け部558上で実施することができる。

0118

図46B〜46Cに示すように、器具取り付け部558’は遠位部702を備えることができる。遠位部702は、本明細書に先に説明するように、例えば、駆動要素612の回転を様々な外科用器具522、523のエンドエフェクタに連結する様々な機構を備えることができる。遠位部702の近位では、器具取り付け部558’は、内部直流(DC)エネルギー源並びに内部駆動及び制御回路704を備える。示された実施形態では、エネルギー源は第1及び第2のバッテリ706、708を備えている。他の点では、ツール取り付け部558’は、本明細書に先に説明するツール取り付け部558の様々な実施形態に類似する。

0119

制御回路704は、発生器20、320に関して先に説明するものと同様の様式で動作することができる。例えば、超音波器具522を使用するとき、制御回路704は、発生器20に関して先に説明するものと同様の様式で、超音波駆動信号を提供することができる。また、例えば、治療レベル又は治療レベル未満のRF信号を提供可能なRF器具523又は超音波器具522を使用するとき、制御回路704は、例えば、発生器20及び/又は発生器300のモジュール23に関して先に本明細書に説明するように、RF駆動信号を提供することができる。いくつかの実施形態では、制御回路704は、図18B〜18Cに関して先に本明細書に説明する制御回路440のそれと同様の様式で構成されることができる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ