( 1 2 )

United S ta tes P a tent

T ier ney et a l .
US 006331 1 81 B1
( 1 0) P a tent N 0. :
( 4 5 ) Da te o f P a tent:
US 6, 331 , 1 81 B1
Dec . 1 8, 2 001
( 5 4 )
( 7 5 )
( 7 3)
( * )
( 2 1 )
( 2 2 )
( 60)
( 5 1 )
( 5 2 )
( 5 8)
( 5 6)
S URGICAL ROBOT IC T OOLS , DAT A
ARCHIT ECT URE, AN D US E
Inv ento r s : M ic h a el J . T ier ney , P l ea s a nto n;
T h o ma s G. Co o p er , M enl o P a r k ; Ch r is
A. J u l ia n, Lo s Ga to s ; S tep h en J .
Bl u menk r a nz , Redwo o d City ; Ga r y S .
Gu th a r t, F o s ter City ; Ro b er t G.
Y o u ng e, P o r to l a V a l l ey , a l l o f CA ( US )
As s ig nee: Intu itiv e S u r g ic a l , Inc . , M o u nta in
V iew, CA ( US )
N o tic e: S u b j ec t to a ny dis c l a imer , th e ter m o f th is
p a tent is ex tended o r a dj u s ted u nder 35
U. S . C. 1 5 4 ( b ) b y 0 da y s .
Ap p l . N o . : 09 / 4 1 8, 7 2 6
F il ed: Oc t. 1 5 , 1 9 9 9
Rel a ted US . Ap p l ic a tio n Da ta
P r o v is io na l a p p l ic a tio n N o . 60/ 1 1 1 , 7 1 3, ? l ed o n Dec . 8,
1 9 9 8.
Int. Cl . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A61 B 1 9 / 00
US . Cl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606/ 1 30; 600/ 4 2 9
F iel d o f S ea r c h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606/ 1 30; 600/ 4 2 9
Ref er enc es Cited
U. S . P AT EN T DOCUM EN T S
4 , 2 81 , 4 4 7 8/ 1 9 81 M il l er et a l . .
4 , 332 , 066 6/ 1 9 82 Ha il ey et a l . .
4 , 4 86, 9 2 8 1 2 / 1 9 84 T u c k er et a l . .
4 , 5 00, 065 2 / 1 9 85 Hennek es et a l . .
4 , 5 1 2 , 7 09 4 / 1 9 85 Hennek es et a l . .
4 , 7 06, 37 2 1 1 / 1 9 87 F er r er o et a l . .
4 , 7 1 0, 09 3 1 2 / 1 9 87 Zimmer et a l . .
4 , 7 9 3, 05 3 1 2 / 1 9 88 Zu c c a r o et a l . .
4 , 809 , 7 4 7 3/ 1 9 89 Ch o l y eta l . .
4 , 830, 5 69 5 / 1 9 89 J a nnb o r g .
4 , 832 , 1 9 8 5 / 1 9 89 Al ik h a n .
4 , 9 4 3, 9 39 7 / 1 9 9 0 Ho o v er .
4 , 9 7 9 , 9 4 9 1 2 / 1 9 9 0 M a ts en, III et a l . .
4 , 9 9 6, 9 7 5 3/ 1 9 9 1 N a k a mu r a .
5 , 01 8, 2 66 5 / 1 9 9 1 Hu tc h ins o n et a l . .
5 , 07 8, 1 4 0 1 / 1 9 9 2 Kwo h .
5 , 1 4 3, 4 5 3 9 / 1 9 9 2 Wey na nt .
5 , 1 5 4 , 7 1 7 1 0/ 1 9 9 2 M a ts en, III et a l . .
5 , 1 7 4 , 300 1 2 / 1 9 9 2 Ba l es et a l . .
5 , 2 1 7 , 003 6/ 1 9 9 3 Wil k .
5 , 2 2 1 , 2 83 6/ 1 9 9 3 Ch a ng .
5 , 2 36, 4 32 8/ 1 9 9 3 M a ts en, III et a l . .
5 , 2 5 5 , 4 2 9 1 0/ 1 9 9 3 N is h i et a l . .
( Lis t c o ntinu ed o n neX t p a g e. )
F OREIGN P AT EN T DOCUM EN T S
WO 9 3/ 1 39 1 6 7 / 1 9 9 3 ( W0) .
WO 9 4 / 2 61 67 1 1 / 1 9 9 4 ( W0) .
W0 9 5 / 1 639 6 6/ 1 9 9 5 ( W0) .
W0 9 5 / 309 64 1 1 / 1 9 9 5 ( W0) .
W0 9 6/ 39 9 4 4 1 2 / 1 9 9 6 ( WO) .
P r ima r y Ex a miner Gene M a nc ene
As s is ta nt Ex a miner M ic h a el B. P r iddy
( 7 4 ) Atto r ney , Ag ent, o r F ir mT o wns end a nd T o wns end
a nd Cr ew LLP
( 5 7 ) ABS T RACT
Ro b o tic s u r g ic a l to o l s , s y s tems , a nd meth o ds f o r p r ep a r ing
f o r a nd p er f o r ming r o b o tic s u r g er y inc l u de a memo r y
mo u nted o n th e to o l . T h e memo r y c a n p er f o r m a nu mb er o f
f u nc tio ns wh en th e to o l is l o a ded o n th e to o l ma nip u l a to r :
? r s t, th e memo r y c a n p r o v ide a s ig na l v er if y ing th a t th e to o l
is c o mp a tib l e with th a t p a r tic u l a r r o b o tic s y s tem. S ec o ndl y ,
th e to o l memo r y ma y identif y th e to o l - ty p e to th e r o b o tic
s y s tem s o th a t th e r o b o tic s y s tem c a n r ec o n? g u r e its p r o
g r a mming . T h ir dl y , th e memo r y o f th e to o l ma y indic a te
to o l - s p ec i? c inf o r ma tio n, inc l u ding mea s u r ed c a l ib r a tio n
o f f s ets indic a ting mis a l ig nment o f th e to o l dr iv e s y s tem, to o l
l if e da ta , o r th e l ik e. T h is inf o r ma tio n ma y b e s to r ed in a r ea d
o nl y memo r y ( ROM ) , o r in a no nv o l a til e memo r y wh ic h c a n
b e wr itten to o nl y a s ing l e time. T h e inv entio n f u r th er
p r o v ides imp r o v ed eng a g ement s tr u c tu r es f o r c o u p l ing
r o b o tic s u r g ic a l to o l s with ma nip u l a to r s tr u c tu r es .
2 8 Cl a ims , 2 2 Dr a wing S h eets
US 6, 331 , 1 81 B1
P a g e 2
5 , 2 5 7 , 9 9 8
5 , 2 7 1 , 384
5 , 2 9 4 , 2 09
5 , 305 , 2 03
5 , 31 2 , 2 1 2
5 , 31 3, 9 35
5 , 34 3, 385
5 , 35 4 , 31 4
5 , 35 5 , 7 4 3
5 , 35 9 , 9 9 3
5 , 37 2 , 1 4 7
5 , 39 7 , 32 3
5 , 39 9 , 9 5 1
US . P AT EN T DOCUM EN T S
1 1 / 1 9 9 3
1 2 / 1 9 9 3
3/ 1 9 9 4
4 / 1 9 9 4
5 / 1 9 9 4
5 / 1 9 9 4
8/ 1 9 9 4
1 0/ 1 9 9 4
1 0/ 1 9 9 4
1 1 / 1 9 9 4
1 2 / 1 9 9 4
3/ 1 9 9 5
3/ 1 9 9 5
Ota et a l . .
M c EWen et a l . .
N a k a et a l . .
Ra a b .
N a u mec .
Ko r tenb a c h et a l . .
J o s k o Wic Z et a l . .
Ha r dy et a l . .
T es a r .
S l a ter et a l . .
La th r o p , J r . et a l . .
T a y l o r .
La v a l l ee et a l . .
5 , 4 00, 2 67
5 , 4 02 , 801
5 , 4 03, 31 9
5 , 4 1 7 , 2 1 0
5 , 4 2 7 , 09 7
5 , 4 5 1 , 368
5 , 64 9 , 9 5 6
5 , 69 7 , 9 39
5 , 7 62 , 4 5 8
5 , 7 9 2 , 1 35
5 , 800, 4 2 3
6, 1 32 , 368
3/ 1 9 9 5
4 / 1 9 9 5
* 4 / 1 9 9 5
5 / 1 9 9 5
6/ 1 9 9 5
9 / 1 9 9 5
* 7 / 1 9 9 7
* 1 2 / 1 9 9 7
* 6/ 1 9 9 8
8/ 1 9 9 8
9 / 1 9 9 8
1 0/ 2 000
* c ited b y ex a miner
Denen et a l . .
T a y l o r .
M a ts en, III et a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606/ 88
F u nda et a l . .
Dep p .
J a c o b .
J ens en et a l . Ku b o ta et a l . . .
606/ 2 05
. 606/ 1 30
Wa ng et a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 4 / 1
M a dh a ni et a l . .
J ens en .
Co o p er . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600/ 1 02
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
I5 0
Q
i m
_ [- 7 1
F IG /
U. S . P a tent Dec . 1 8 2 001 S h eet 2 0f 2 2
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 3 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F IG: 2 A.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 4 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F IG: 2 C:
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 5 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F IG 3.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 6 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 7 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 8 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F IG: 4 B.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 9 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 0 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 1 01 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 2 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F / Gf 7 1 :
F IG: 7 H.
US 6, 331 , 1 81 B1
S h eet 1 3 0f 2 2
Dec . 1 8, 2 001
U. S . P a tent
F IG 7 L.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 4 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
ELBOW P CE
We RED a s s RED E37 +
- S m WN T E35 5 . 2 5 1 8 _ HALF BRIDGE
RH BLK E5 4 1 RN 9 RT
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F ORCE S EN S OR? !
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S HIELDWWZ M 7
F ORCE S EN S OR # 2 REE- D/
A CARRIAGE P CB S WIT CH
DALLAS A u c - ? ? ? ? w - N C 4 2 7 3' 2 4 { ' 4 4
s T EmLE WHT E2 0 E62 wm~2 o E2 5 l 0
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S HIELD E5 Eng E2 7 3A a s a p - 6N D
DALLA E65 1 2 b 4 , 4 B , _ _ _ DALLAS CHIP
T OOLS E2 2 LL 2 5 A 5 B ( S T ERILE ADAP T OR)
GN D BLK EZI 63BLK 2 2 [1 2 6
S HIELD 1 5 6 E7 1 E6 S T EORRILF EIN AS DAP T l 0
L_
E2 9 em)
ROLLIN G LOOP DALLAS CHIP
RED E2 3
T OOLEX P IRED ( T OOL)
T 00L_ EX P IRED> > BLK E2 4 LOOP BACJ X .
/ I 3
I4 8
T O0L_ GHAN _ S W E1 2 I3; ( OP T ION AL)
T O0L_ CHAN _ GN D_ S EN S E> > 2
T OOLOHAN GLS WQQEDK 3f
s u n 4
T OOL CHAN GE s wnc u
\RED E2 6 E4 7 _ ,
S LAV LCLUT CH ? g i BLK E2 5 E4 8 J
S LAV E GLUT CHIN G s wnc n
F IG 8.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 5 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
F IG 8A.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 6 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
1 ' "
mm: K
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 7 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
M IDDLEM AN ( CT P )
S UP ERV IS OR ( UM C)
Ex ECUT ES
c o N T Rg ' L- g v b o G' c AL IN S T RUCT ION S F ROM
S UP ERV IS OR
P ROCEDURE
M AN AGEM EN T / DAT A
HAN DLER ( M DC)
KERN EL ( CT P AN D CES )
LOCALT OOL
DET ECT ION ( RIA)
F IG. 1 0.
U. S . P a tent Dec . 1 8, 2 001 S h eet 1 8 0f 2 2 US 6, 331 , 1 81 B1
S EQUEN CE F LOW DET AILED S EQUEN CE
BLOCKS
REED
S WIT CH S WIT CH
LOS ED* OP EN
CHECK
S A N O S A
P RES EN T P RES EN T *
F OR S A a
* - S IGN IF IES M ES S AGE S EN T
T O IN DICAT E CHAN GE IN
HARDWARE S T AT E %
CHECK
F OR
T OOL
1 4 7
REED
CHECK
F OR EOU
T OOL DALLAS T OOL DALLAS 1 4 8
P RES ET * N OT P RES EN T *
F IG. 1 1 .