BR112020012938B1 - ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT - Google Patents

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Jason L. Harris
Frederick E. Shelton Iv
Kevin L. Houser
John E. Brady
Gregory A. Trees
Madeleine C. Jayme
Kristen G. Denzinge
Cameron R. Nott
Craig N. Faller
Amrita S. Sawhney
Eric M. Roberson
Stephen M. Leuck
Brian D. Black
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Abstract

a presente invenção revela vários sistemas e métodos para determinar a composição de tecido por meio de um instrumento cirúrgico ultrassônico. um circuito de controle pode ser configurado para monitorar a alteração da frequência de ressonância de um sistema eletromecânico ultrassônico do instrumento cirúrgico ultrassônico conforme a lâmina ultrassônica oscila contra um tecido e determinar a composição do tecido em conformidade. em alguns aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para modificar a operação do sistema eletromecânico ultrassônico ou outros parâmetros operacionais do instrumento cirúrgico ultrassônico de acordo com a composição de tecido detectada.The present invention discloses various systems and methods for determining tissue composition by means of an ultrasonic surgical instrument. A control circuit may be configured to monitor the change in the resonant frequency of an ultrasonic electromechanical system of the ultrasonic surgical instrument as the ultrasonic blade oscillates against a tissue and determine the composition of the tissue accordingly. In some aspects, the control circuit may be configured to modify the operation of the ultrasonic electromechanical system or other operational parameters of the ultrasonic surgical instrument in accordance with the detected tissue composition.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOSREFERENCE TO RELATED DEPOSIT REQUESTS

[0001] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/721.995, intitulado CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION, formulado em 23 de agosto de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0001] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US provisional patent application No. 62/721,995, entitled CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION, filed on August 23, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0002] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/721.998, intitulada SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0002] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/721,998, entitled SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS, filed August 23, 2018, the disclosure of which is incorporated herein into reference title, in its entirety.

[0003] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/721.999, intitulado INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0003] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US provisional patent application No. 62/721,999, entitled INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING, filed on August 23, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference, in its entirety.

[0004] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/721.994, intitulado BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0004] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US provisional patent application No. 62/721,994, entitled BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY, filed on August 23, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference, in its entirety.

[0005] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/721.996, intitulado RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNAL, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.[0005] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US provisional patent application No. 62/721,996, entitled RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNAL, filed on August 23, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0006] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° 62/692.747, intitulado SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE, depositado em 30 de junho de 2018, ao pedido de patente provisório para n° 62/692.748, intitulado SMART ENERGY ARCHITECTURE, depositado em 30 de junho de 2018 e ao pedido de patente provisório para n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES, depositado em 30 de junho de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0006] The present application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US provisional patent application No. 62/692,747, entitled SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE, filed June 30, 2018, to the application provisional patent application for no. 62/692,748, entitled SMART ENERGY ARCHITECTURE, filed on June 30, 2018 and the provisional patent application for no. 62/692,768, titled SMART ENERGY DEVICES, filed on June 30, 2018, with disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0007] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) para o pedido de patente provisório US n° de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, depositado em 8 de março de 2018, e para o pedido de patente provisório US n° de série 62/640.415, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, depositado em 8 de março de 2018, cuja revelação estão aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) para o pedido de patente provisório US n° 62/650.898 depositado em 30 de março de 2018, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS, para o pedido de patente provisório US n° de série 62/650.887, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES, depositado em 30 de março de 2018, ao pedido de patente provisório US n° de série 62/650.882, intitulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 30 de março de 2018, e ao pedido de patente provisório US n° de série 62/650.877, intitulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS, depositado em 30 de março de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0007] This application also claims the benefit of priority under 35 U.S.C.§ 119(e) for U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/640,417, entitled TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, filed March 8 2018, and for US provisional patent application serial No. 62/640,415, entitled ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, filed on March 8, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its totality. This application also claims the benefit of priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,898 filed March 30, 2018, entitled CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS, for the application US provisional patent application serial no. 62/650,887, titled SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES, filed on March 30, 2018, to US provisional patent application serial no. 62/650,882, titled SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM , filed March 30, 2018, and US provisional patent application serial No. 62/650,877, entitled SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS, filed March 30, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein for reference, in its entirety.

[0008] Este pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.§ 119(e) ao pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, ao pedido de patente provisório US n° de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, e ao pedido de patente provisório US n° de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[0008] This application claims priority under 35 U.S.C.§ 119(e) to US Provisional Patent Application Serial No. 62/611,341, entitled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed December 28, 2017, to US Provisional Patent Application No. serial number 62/611,340, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, filed on December 28, 2017, and US provisional patent application serial number 62/611,339, entitled ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, filed on December 28, 2017 , the disclosure of each of which is incorporated herein by way of reference, in its entirety.

ANTECEDENTESBACKGROUND

[0009] Em um ambiente cirúrgico, os dispositivos de energia inteligente podem ser necessários em um ambiente de arquitetura de energia inteligente.[0009] In a surgical environment, smart power devices may be required in a smart power architecture environment.

SUMÁRIOSUMMARY

[0010] Em um aspecto geral, a presente invenção revela um sistema eletromecânico ultrassônico para um instrumento cirúrgico ultrassônico. O sistema eletromecânico ultrassônico compreende: um atuador de extremidade que compreende uma lâmina ultrassônica, um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica e um circuito de controle acoplado ao transdutor ultrassônico. O transdutor ultrassônico é configurado para oscilar ultrassonicamente a lâmina ultrassônica em resposta a um sinal de acionamento. O circuito de controle é configurado para: determinar uma primeira frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico, determinar uma segunda frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico à medida que a lâmina ultrassônica oscila contra um tecido e determinar uma composição do tecido de acordo com uma comparação entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[0010] In a general aspect, the present invention discloses an ultrasonic electromechanical system for an ultrasonic surgical instrument. The ultrasonic electromechanical system comprises: an end actuator comprising an ultrasonic blade, an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade, and a control circuit coupled to the ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is configured to ultrasonically oscillate the ultrasonic blade in response to a trigger signal. The control circuit is configured to: determine a first resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system, determine a second resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system as the ultrasonic blade oscillates against a tissue, and determine a composition of the tissue according to a comparison between the first resonance frequency and the second resonance frequency.

[0011] Em um outro aspecto geral, é revelado um gerador ultrassônico conectável a um sistema eletromecânico ultrassônico que compreende uma lâmina ultrassônica e um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica. O gerador ultrassônico compreende um circuito de controle acoplável ao transdutor ultrassônico. O circuito de controle é configurado para: aplicar um sinal de acionamento ao transdutor ultrassônico para fazer com que o transdutor ultrassônico oscile a lâmina ultrassônica; determinar uma primeira frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico; determinar uma segunda frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico à medida que a lâmina ultrassônica oscila contra um tecido; e determinar uma composição do tecido de acordo com uma comparação entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[0011] In another general aspect, an ultrasonic generator connectable to an ultrasonic electromechanical system comprising an ultrasonic blade and an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade is disclosed. The ultrasonic generator comprises a control circuit attachable to the ultrasonic transducer. The control circuit is configured to: apply a drive signal to the ultrasonic transducer to cause the ultrasonic transducer to oscillate the ultrasonic blade; determine a first resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system; determining a second resonant frequency of the ultrasonic electromechanical system as the ultrasonic blade oscillates against a tissue; and determining a tissue composition according to a comparison between the first resonance frequency and the second resonance frequency.

[0012] Em um outro aspecto geral, um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende: um atuador de extremidade que compreende uma lâmina ultrassônica, um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica, uma fonte de infravermelho configurada para emitir energia infravermelha em um tecido dentro do atuador de extremidade, um detector de infravermelho e um circuito de controle acoplado ao transdutor ultrassônico e ao detector de infravermelho. O transdutor ultrassônico é configurado para oscilar ultrassonicamente a lâmina ultrassônica em resposta a um sinal de acionamento. O circuito de controle é configurado para: receber energia infravermelha refletida pelo tecido através do detector de infravermelho e determinar a composição do tecido de acordo com a energia infravermelha refletida.[0012] In another general aspect, an ultrasonic surgical instrument comprising: an end actuator comprising an ultrasonic blade, an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade, an infrared source configured to emit infrared energy into a tissue within the actuator at the end, an infrared detector and a control circuit coupled to the ultrasonic transducer and the infrared detector. The ultrasonic transducer is configured to ultrasonically oscillate the ultrasonic blade in response to a trigger signal. The control circuit is configured to: receive infrared energy reflected from the tissue through the infrared detector and determine the composition of the tissue according to the reflected infrared energy.

FIGURASFIGURES

[0013] As características e recursos de vários aspectos são apresentados com particularidade nas reivindicações em anexo. Os vários aspectos, entretanto, no que se refere tanto à organização quanto aos métodos de operação, juntamente com objetos e vantagens adicionais dos mesmos, podem ser melhor compreendidos em referência à descrição apresentada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos em anexo, conforme apresentado a seguir.[0013] The characteristics and resources of various aspects are presented with particularity in the attached claims. The various aspects, however, as regards both the organization and the methods of operation, together with additional objects and advantages thereof, may be better understood by reference to the description given below, taken in conjunction with the annexed drawings, as per presented below.

[0014] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0014] Figure 1 is a block diagram of a computer-implemented interactive surgical system, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0015] A Figura 2 é um sistema cirúrgico sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em uma sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0015] Figure 2 is a surgical system being used to perform a surgical procedure in an operating room, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0016] A Figura 3 ilustra um controlador cirúrgico central pareado com um sistema de visualização, um sistema robótico e um instrumento inteligente, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0016] Figure 3 illustrates a central surgical controller paired with a visualization system, a robotic system and an intelligent instrument, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0017] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial de um compartimento do controlador cirúrgico central, e de um módulo gerador combinado recebido de maneira deslizante em uma gaveta do compartimento do controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0017] Figure 4 is a partial perspective view of a central surgical controller compartment, and a combined generator module slidably received in a drawer of the central surgical controller compartment, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. .

[0018] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um módulo gerador combinado com contatos bipolares, ultrassônicos e monopolares e um componente de evacuação de fumaça, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0018] Figure 5 is a perspective view of a generator module combined with bipolar, ultrasonic and monopolar contacts and a smoke evacuation component, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0019] A Figura 6 ilustra diferentes conectores de barramento de energia para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um gabinete modular lateral configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0019] Figure 6 illustrates different power bus connectors for a plurality of side docking ports of a side modular cabinet configured to receive a plurality of modules, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0020] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0020] Figure 7 illustrates a vertical modular cabinet configured to receive a plurality of modules, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0021] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modular configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços de saúde especialmente equipada para operações cirúrgicas, à nuvem, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0021] Figure 8 illustrates a surgical data network comprising a central modular communications controller configured to connect modular devices located in one or more operating rooms of a healthcare facility, or any environment in a healthcare facility. healthcare specially equipped for surgical operations, to the cloud, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0022] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0022] Figure 9 illustrates a computer-implemented interactive surgical system, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0023] A Figura 10 ilustra um controlador cirúrgico central que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0023] Figure 10 illustrates a central surgical controller comprising a plurality of modules coupled to the modular control tower, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0024] A Figura 11 ilustra um aspecto de um dispositivo de controlador central de rede de barramento serial universal (USB), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0024] Figure 11 illustrates an aspect of a universal serial bus (USB) network central controller device, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0025] A Figura 12 ilustra um diagrama lógico de um sistema de controle de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0025] Figure 12 illustrates a logical diagram of a control system for a surgical instrument or tool, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0026] A Figura 13 ilustra um circuito de controle configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0026] Figure 13 illustrates a control circuit configured to control aspects of the instrument or surgical tool, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0027] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0027] Figure 14 illustrates a combinational logic circuit configured to control aspects of the surgical instrument or tool, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0028] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0028] Figure 15 illustrates a sequential logic circuit configured to control aspects of the instrument or surgical tool, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0029] A Figura 16 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0029] Figure 16 illustrates a surgical instrument or tool comprising a plurality of motors that can be activated to perform various functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0030] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico configurado para operar uma ferramenta cirúrgica aqui descrita, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0030] Figure 17 is a schematic diagram of a robotic surgical instrument configured to operate a surgical tool described herein, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0031] A Figura 18 ilustra um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, de acordo com um aspecto da presente revelação.[0031] Figure 18 illustrates a block diagram of a surgical instrument programmed to control distal translation of the displacement member, in accordance with an aspect of the present disclosure.

[0032] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico configurado para controlar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0032] Figure 19 is a schematic diagram of a surgical instrument configured to control various functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0033] A Figura 20 é um sistema configurado para executar algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis em uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0033] Figure 20 is a system configured to execute adaptive ultrasonic blade control algorithms on a surgical data network comprising a central modular communication controller, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0034] A Figura 21 ilustra um exemplo de um gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0034] Figure 21 illustrates an example of a generator, according to at least one aspect of the present disclosure.

[0035] A Figura 22 é um sistema cirúrgico que compreende um gerador e vários instrumentos cirúrgicos que podem ser usados com o gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0035] Figure 22 is a surgical system comprising a generator and various surgical instruments that can be used with the generator, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0036] A Figura 23 é uma vista de um atuador de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0036] Figure 23 is a view of an end actuator, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0037] A Figura 24 é um diagrama do sistema cirúrgico da Figura 22, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0037] Figure 24 is a diagram of the surgical system of Figure 22, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0038] A Figura 25 é um modelo que ilustra a corrente de ramificação de movimento, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0038] Figure 25 is a model illustrating the branching current of movement, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0039] A Figura 26 ilustra uma vista estrutural de uma arquitetura de gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0039] Figure 26 illustrates a structural view of a generator architecture, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0040] As Figuras 27A a 27C ilustram vistas funcionais de uma arquitetura de gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0040] Figures 27A to 27C illustrate functional views of a generator architecture, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0041] As Figuras 28A e 28B são aspectos estruturais e funcionais de um gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0041] Figures 28A and 28B are structural and functional aspects of a generator, according to at least one aspect of the present disclosure.

[0042] A Figura 29 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito de acionamento ultrassônico.[0042] Figure 29 is a schematic diagram of one aspect of an ultrasonic drive circuit.

[0043] A Figura 30 é um diagrama esquemático de um circuito de controle, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0043] Figure 30 is a schematic diagram of a control circuit, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0044] A Figura 31 mostra um diagrama de circuito de bloco simplificado que ilustra um outro circuito elétrico contido no interior de um instrumento cirúrgico ultrassônico modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0044] Figure 31 shows a simplified block circuit diagram illustrating another electrical circuit contained within a modular ultrasonic surgical instrument, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0045] A Figura 32 ilustra um circuito gerador dividido em múltiplos estágios, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0045] Figure 32 illustrates a generator circuit divided into multiple stages, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0046] A Figura 33 ilustra um circuito gerador dividido em múltiplos estágios, sendo que um primeiro circuito de estágio é comum ao segundo circuito de estágio, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0046] Figure 33 illustrates a generator circuit divided into multiple stages, with a first stage circuit being common to the second stage circuit, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0047] A Figura 34 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito de acionamento configurado para acionar uma corrente de alta frequência (RF), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0047] Figure 34 is a schematic diagram of one aspect of a drive circuit configured to drive a high frequency current (RF), in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0048] A Figura 35 ilustra um aspecto de uma arquitetura fundamental para um circuito de síntese digital como um circuito de síntese direta digital (DDS) configurado para gerar uma pluralidade de formatos de onda para a forma de onda de sinal elétrico para uso em um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0048] Figure 35 illustrates one aspect of a fundamental architecture for a digital synthesis circuit as a digital direct synthesis (DDS) circuit configured to generate a plurality of waveforms for the electrical signal waveform for use in a surgical instrument, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0049] A Figura 36 ilustra um aspecto do circuito de síntese direta digital (DDS) configurado para gerar uma pluralidade de formatos de onda para a forma de onda de sinal elétrico para uso em um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0049] Figure 36 illustrates one aspect of the digital direct synthesis (DDS) circuit configured to generate a plurality of waveforms for the electrical signal waveform for use in a surgical instrument, in accordance with at least one aspect of the present revelation.

[0050] A Figura 37 ilustra um ciclo de uma forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação, de uma forma de onda analógica (mostrada sobreposta a uma forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto para propósitos de comparação), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0050] Figure 37 illustrates a cycle of a discrete-time digital electrical signal waveform, in accordance with at least one aspect of the present disclosure, of an analog waveform (shown superimposed on an electrical signal waveform discrete-time digital for comparison purposes), in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0051] A Figura 38 é um diagrama de um sistema de controle configurado para possibilitar o fechamento progressivo de um membro de fechamento conforme este avança distalmente para fechar o braço de aperto para aplicar uma carga de força de fechamento a uma taxa desejada, de acordo com um aspecto da presente revelação.[0051] Figure 38 is a diagram of a control system configured to enable progressive closing of a closing member as it advances distally to close the clamping arm to apply a closing force load at a desired rate, in accordance with with an aspect of the present revelation.

[0052] A Figura 39 ilustra um sistema de controle de retroinformação do controlador proporcional-integral-derivado (PID), de acordo com um aspecto da presente revelação.[0052] Figure 39 illustrates a proportional-integral-derivative (PID) controller feedback control system, in accordance with an aspect of the present disclosure.

[0053] A Figura 40 é um diagrama de sistema de um circuito segmentado que compreende uma pluralidade de segmentos de circuito operados independentemente, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0053] Figure 40 is a system diagram of a segmented circuit comprising a plurality of independently operated circuit segments, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0054] A Figura 41 é um diagrama de circuito de vários componentes de um instrumento cirúrgico com funções de controle de motor, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0054] Figure 41 is a circuit diagram of various components of a surgical instrument with motor control functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0055] A Figura 42 é um sistema alternativo para controlar a frequência de um sistema eletromecânico ultrassônico e detectar a impedância do mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0055] Figure 42 is an alternative system for controlling the frequency of an ultrasonic electromechanical system and detecting its impedance, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0056] A Figura 43A é uma representação gráfica do ângulo de fase da impedância como função da frequência de ressonância do mesmo dispositivo ultrassônico com uma lâmina ultrassônica fria (azul) e quente (vermelha); e[0056] Figure 43A is a graphical representation of the impedance phase angle as a function of the resonance frequency of the same ultrasonic device with a cold (blue) and hot (red) ultrasonic blade; It is

[0057] A Figura 43B é uma representação gráfica da magnitude de impedância como função da frequência de ressonância do mesmo dispositivo ultrassônico com uma lâmina ultrassônica fria (azul) e quente (vermelha).[0057] Figure 43B is a graphical representation of the impedance magnitude as a function of the resonance frequency of the same ultrasonic device with a cold (blue) and hot (red) ultrasonic blade.

[0058] A Figura 44 é um diagrama de um filtro de Kalman para melhorar o estimador de temperatura e o modelo de espaço de estado com base em impedância ao longo um transdutor ultrassônico medida em uma variedade de frequências, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0058] Figure 44 is a diagram of a Kalman filter for improving the temperature estimator and impedance-based state space model over an ultrasonic transducer measured at a variety of frequencies, in accordance with at least one aspect. of the present revelation.

[0059] A Figura 45 ilustra três distribuições de probabilidade empregadas por um estimador de estado do filtro de Kalman mostrado na Figura 44 para maximizar as estimativas, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0059] Figure 45 illustrates three probability distributions employed by a Kalman filter state estimator shown in Figure 44 to maximize estimates, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0060] A Figura 46A é uma representação gráfica da temperatura em função do tempo de um dispositivo ultrassônico onde nenhum controle de temperatura atinge uma temperatura máxima de 490 °C.[0060] Figure 46A is a graphical representation of the temperature versus time of an ultrasonic device where no temperature control reaches a maximum temperature of 490 °C.

[0061] A Figura 46B é uma representação gráfica da temperatura em função do tempo de um dispositivo ultrassônico em que o controle de temperatura atinge uma temperatura máxima de 320 °C, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0061] Figure 46B is a graphical representation of the temperature versus time of an ultrasonic device in which the temperature control reaches a maximum temperature of 320 ° C, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0062] As Figuras 47A e 47B são representações gráficas do controle de retroinformação para ajustar a energia ultrassônica aplicada a um transdutor ultrassônico quando uma queda repentina na temperatura de uma lâmina ultrassônica é detectada, onde[0062] Figures 47A and 47B are graphical representations of feedback control to adjust ultrasonic energy applied to an ultrasonic transducer when a sudden drop in the temperature of an ultrasonic blade is detected, where

[0063] A Figura 47A é uma representação gráfica da energia ultrassônica como função do tempo; e[0063] Figure 47A is a graphical representation of ultrasonic energy as a function of time; It is

[0064] A Figura 47B é um gráfico da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0064] Figure 47B is a graph of the temperature of the ultrasonic blade as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0065] A Figura 48 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0065] Figure 48 is a logic flow diagram of a process representing a control program or a logic configuration for controlling the temperature of an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0066] A Figura 49 é uma representação gráfica da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo durante o disparo de um vaso, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0066] Figure 49 is a graphical representation of the temperature of the ultrasonic blade as a function of time during firing of a vessel, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0067] A Figura 50 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica entre dois pontos de ajuste de temperatura, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0067] Figure 50 is a logic flow diagram of a process representing a control program or logic configuration for controlling the temperature of an ultrasonic blade between two temperature set points, in accordance with at least one aspect of the present revelation.

[0068] A Figura 51 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a temperatura inicial de uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0068] Figure 51 is a logical flow diagram of a process that represents a control program or a logical configuration for determining the initial temperature of an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0069] A Figura 52 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar quando uma lâmina ultrassônica está se aproximando da instabilidade e então ajustar a potência aplicada ao transdutor ultrassônico para impedir a instabilidade do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0069] Figure 52 is a logic flow diagram of a process that represents a control program or logic configuration for determining when an ultrasonic blade is approaching instability and then adjusting the power applied to the ultrasonic transducer to prevent instability of the ultrasonic transducer, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0070] A Figura 53 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para fornecer vedação ultrassônica com controle de temperatura, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0070] Figure 53 is a logic flow diagram of a process representing a control program or a logic configuration for providing temperature-controlled ultrasonic sealing, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0071] A Figura 54 são representações gráficas da corrente do transdutor ultrassônico e da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0071] Figure 54 are graphical representations of the ultrasonic transducer current and the temperature of the ultrasonic blade as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0072] A Figura 55 é uma vista de fundo de um atuador de extremidade ultrassônico que mostra um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica delineando o posicionamento do tecido dentro do atuador de extremidade ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0072] Figure 55 is a bottom view of an ultrasonic end actuator showing a clamping arm and an ultrasonic blade outlining the positioning of tissue within the ultrasonic end actuator, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0073] A Figura 56 é uma representação gráfica que mostra a alteração na impedância do transdutor ultrassônico como função da localização do tecido dentro do atuador de extremidade ultrassônico ao longo de uma faixa de aumentos predeterminados do nível de potência do gerador ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0073] Figure 56 is a graphical representation showing the change in impedance of the ultrasonic transducer as a function of tissue location within the ultrasonic end actuator over a range of predetermined increases in the power level of the ultrasonic generator, in accordance with at least one aspect of the present revelation.

[0074] A Figura 57 é uma representação gráfica que mostra a alteração na impedância do transdutor ultrassônico como função do tempo em relação à localização do tecido dentro do atuador de extremidade ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0074] Figure 57 is a graphical representation showing the change in impedance of the ultrasonic transducer as a function of time in relation to the location of tissue within the ultrasonic end actuator, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0075] A Figura 58 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para identificar a operação em uma faixa de potência não terapêutica aplicada ao transdutor ultrassônico para determinar o posicionamento do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0075] Figure 58 is a logic flow diagram of a process representing a control program or logic configuration for identifying operation in a non-therapeutic power range applied to the ultrasonic transducer to determine tissue positioning, in accordance with at least one aspect of the present revelation.

[0076] A Figura 59 ilustra um aspecto de um atuador de extremidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende sensores de infravermelho (IV) situados no membro de garra, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0076] Figure 59 illustrates an aspect of an end actuator of an ultrasonic surgical instrument comprising infrared (IR) sensors located on the claw member, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0077] A Figura 60 ilustra um aspecto de um circuito flexível no qual os sensores de IV mostrados na Figura 59 podem ser montados ou formados integralmente, de acordo com um aspecto da presente revelação.[0077] Figure 60 illustrates an aspect of a flexible circuit in which the IR sensors shown in Figure 59 can be integrally assembled or formed, in accordance with an aspect of the present disclosure.

[0078] A Figura 61 é uma vista em corte de um atuador de extremidade ultrassônico que compreende um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0078] Figure 61 is a sectional view of an ultrasonic end actuator comprising a clamping arm and an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0079] A Figura 62 ilustra circuitos sensores de detecção de refratividade de IV montados em um substrato de circuito flexível mostrado em vista em planta, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0079] Figure 62 illustrates IR refractivity detection sensor circuits mounted on a flexible circuit substrate shown in plan view, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0080] A Figura 63 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para medir a refletância de IV para determinar a composição do tecido com o propósito de ajustar a amplitude do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0080] Figure 63 is a logic flow diagram of a process representing a control program or logic configuration for measuring IR reflectance to determine tissue composition for the purpose of adjusting the amplitude of the ultrasonic transducer in accordance with with at least one aspect of the present revelation.

[0081] A Figura 64A é uma representação gráfica da taxa de fechamento do braço de aperto em função do tempo para identificar o ponto de transformação do colágeno de acordo com vários aspectos da presente revelação, onde o tempo é mostrado ao longo do eixo geométrico horizontal e a alteração na posição do braço de aperto é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0081] Figure 64A is a graphical representation of the closure rate of the clamping arm as a function of time to identify the collagen transformation point in accordance with various aspects of the present disclosure, where time is shown along the horizontal geometric axis and the change in position of the clamping arm is shown along the vertical geometric axis, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0082] A Figura 64B é uma porção ampliada da representação gráfica mostrada na Figura 64A.[0082] Figure 64B is an enlarged portion of the graphical representation shown in Figure 64A.

[0083] A Figura 65 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para detectar o ponto de transformação do colágeno para controlar a taxa de fechamento do braço de aperto ou a amplitude do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0083] Figure 65 is a logic flow diagram of a process representing a control program or a logic configuration for detecting the collagen transformation point to control the closing rate of the clamping arm or the amplitude of the ultrasonic transducer, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0084] A Figura 66 é uma representação gráfica da identificação do ponto da temperatura de transformação do colágeno para identificar a razão colágeno/elastina de acordo com vários aspectos da presente revelação, sendo que a temperatura do tecido é mostrada ao longo do eixo geométrico horizontal e a impedância do transdutor ultrassônico é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0084] Figure 66 is a graphical representation of identifying the collagen transformation temperature point to identify the collagen/elastin ratio in accordance with various aspects of the present disclosure, with the tissue temperature being shown along the horizontal geometric axis and the impedance of the ultrasonic transducer is shown along the vertical geometric axis, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0085] A Figura 67 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para identificar a temperatura de transformação do colágeno para identificar a razão colágeno/elastina, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0085] Figure 67 is a logic flow diagram of a process representing a control program or a logic configuration for identifying the collagen transformation temperature to identify the collagen/elastin ratio, in accordance with at least one aspect of the present revelation.

[0086] A Figura 68 é uma representação gráfica da distribuição da carga de compressão ao longo de uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0086] Figure 68 is a graphical representation of the distribution of compression load along an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0087] A Figura 69 é uma representação gráfica da pressão aplicada ao tecido em função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0087] Figure 69 is a graphical representation of the pressure applied to the tissue as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0088] A Figura 70 ilustra um atuador de extremidade que inclui uma matriz de eletrodos de garras simples para detectar a localização do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0088] Figure 70 illustrates an end actuator that includes a simple claw electrode array for detecting tissue location, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0089] A Figura 71 é uma matriz de ativação para a matriz de eletrodos de garras simples da Figura 70, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0089] Figure 71 is an activation matrix for the single claw electrode array of Figure 70, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0090] A Figura 72 ilustra um atuador de extremidade que inclui uma matriz de eletrodos de garras duplas para detectar a localização do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0090] Figure 72 illustrates an end actuator that includes a dual-prong electrode array for detecting tissue location, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0091] A Figura 73 é uma matriz de ativação para a matriz de eletrodos de garras duplas da Figura 72, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0091] Figure 73 is an activation matrix for the double claw electrode array of Figure 72, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0092] A Figura 74 ilustra conjuntos de eletrodos opostos sobrepostos a um tecido preso por um atuador de extremidade que corresponde à matriz de ativação na Figura 73, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0092] Figure 74 illustrates sets of opposing electrodes superimposed on a tissue secured by an end actuator that corresponds to the activation matrix in Figure 73, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0093] A Figura 75 ilustra um atuador de extremidade que inclui uma matriz de eletrodos segmentados de garras duplas, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0093] Figure 75 illustrates an end actuator that includes an array of double-claw segmented electrodes, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0094] A Figura 76 ilustra um tecido sobreposto a uma garra que inclui uma matriz de eletrodos segmentados, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0094] Figure 76 illustrates a fabric superimposed on a claw that includes an array of segmented electrodes, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0095] A Figura 77 é um diagrama esquemático de um circuito de matriz de eletrodos segmentados que inclui filtros de passagem de banda, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0095] Figure 77 is a schematic diagram of a segmented electrode array circuit that includes bandpass filters, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0096] A Figura 78 é uma representação gráfica da resposta de frequência correspondente ao tecido preso mostrado na Figura 76, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0096] Figure 78 is a graphical representation of the frequency response corresponding to the trapped tissue shown in Figure 76, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0097] A Figura 79 é uma representação gráfica da frequência do sistema de transdutor ultrassônico como função da frequência de acionamento e do desvio de temperatura da lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0097] Figure 79 is a graphical representation of the frequency of the ultrasonic transducer system as a function of the drive frequency and temperature deviation of the ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0098] A Figura 80 é uma representação gráfica da temperatura do transdutor ultrassônico como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0098] Figure 80 is a graphical representation of the temperature of the ultrasonic transducer as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[0099] A Figura 81 é uma representação gráfica do deslocamento modal da frequência de ressonância com base na temperatura da lâmina ultrassônica que move a frequência de ressonância como função da temperatura da lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[0099] Figure 81 is a graphical representation of the modal shift of the resonance frequency based on the temperature of the ultrasonic blade that moves the resonance frequency as a function of the temperature of the ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[00100] A Figura 82 mostra espectros de um instrumento cirúrgico ultrassônico com uma variedade de diferentes estados e condições do atuador de extremidade onde a fase e a amplitude da impedância de um transdutor ultrassônico são plotadas como função da frequência, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00100] Figure 82 shows spectra of an ultrasonic surgical instrument with a variety of different end actuator states and conditions where the phase and impedance amplitude of an ultrasonic transducer are plotted as a function of frequency, according to at least one aspect of the present revelation.

[00101] A Figura 83 ilustra uma metodologia para a classificação de dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, onde a magnitude e a fase da impedância são plotadas como função da frequência, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00101] Figure 83 illustrates a methodology for classifying data based on a training data set S, where the magnitude and phase of the impedance are plotted as a function of frequency, in accordance with at least one aspect of the present disclosure .

[00102] A Figura 84 é um diagrama de fluxo lógico que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições da garra com base no padrão característico de impedância complexa ("impressão digital"), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00102] Figure 84 is a logic flow diagram representing a control program or logic configuration for determining clamp conditions based on the characteristic complex impedance pattern ("fingerprint"), according to at least one aspect of the present revelation.

[00103] A Figura 85 é uma linha de tempo que representa o reconhecimento situacional de um controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00103] Figure 85 is a timeline representing situational awareness of a central surgical controller, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

DESCRIÇÃODESCRIPTION

[00104] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US, depositados em 28 de agosto de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente US, n° da súmula END8536USNP2/180107-2, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; • Pedido de patente US, n° da súmula END8560USNP2/180106-2, intitulado TEMPERATURE CONTROL OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; • Pedido de patente US, n° da súmula END8561USNP1/180144-1, intitulado RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS; • Pedido de patente US, n° da súmula END8563USNP1/180139-1, intitulado CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION; • Pedido de patente US, n° da súmula END8563USNP2/180139-2, intitulado CONTROLLING ACTIVATION OF AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO THE PRESENCE OF TISSUE; • Pedido de patente US, n° da súmula END8563USNP4/180139-4, intitulado DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC ELECTROMECHANICAL SYSTEM ACCORDING TO FREQUENCY SHIFT; • Pedido de patente US, n° da súmula END8563USNP5/180139-5, intitulado DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC END EFFECTOR; • Pedido de patente US, n° da súmula END8564USNP1/180140-1, intitulado SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; • Pedido de patente US, n° da súmula END8564USNP2/180140-2, intitulado MECHANISMS FOR CONTROLLING DIFFERENT ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF AN ELECTROSURGICAL INSTRUMENT; • Pedido de patente US, n° da súmula END8564USNP3/180140-3, intitulado DETECTION OF END EFFECTOR IMMERSION IN LIQUID; • Pedido de patente US, n° da súmula END8565USNP1/180142-1, intitulado INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; • Pedido de patente US, n° da súmula END8565USNP2/180142-2, intitulado INCREASING RADIO FREQUENCY TO CREATE PAD-LESS MONOPOLAR LOOP; • Pedido de patente US, n° da súmula END8566USNP1/180143-1, intitulado BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; e • Pedido de patente US, n° da súmula END8573USNP1/180145-1, intitulado ACTIVATION OF ENERGY DEVICES.[00104] The applicant of this application holds the following US patent applications, filed on August 28, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US patent application, no. docket END8536USNP2/180107-2, entitled ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; • US patent application, docket number END8560USNP2/180106-2, entitled TEMPERATURE CONTROL OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; • US patent application, docket number END8561USNP1/180144-1, entitled RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS; • US patent application, docket number END8563USNP1/180139-1, entitled CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION; • US patent application, docket number END8563USNP2/180139-2, entitled CONTROLLING ACTIVATION OF AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO THE PRESENCE OF TISSUE; • US patent application, docket number END8563USNP4/180139-4, entitled DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC ELECTROMECHANICAL SYSTEM ACCORDING TO FREQUENCY SHIFT; • US patent application, docket number END8563USNP5/180139-5, entitled DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC END EFFECTOR; • US patent application, docket number END8564USNP1/180140-1, entitled SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; • US patent application, docket number END8564USNP2/180140-2, entitled MECHANISMS FOR CONTROLLING DIFFERENT ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF AN ELECTROSURGICAL INSTRUMENT; • US patent application, docket number END8564USNP3/180140-3, entitled DETECTION OF END EFFECTOR IMMERSION IN LIQUID; • US patent application, docket number END8565USNP1/180142-1, entitled INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; • US patent application, docket number END8565USNP2/180142-2, entitled INCREASING RADIO FREQUENCY TO CREATE PAD-LESS MONOPOLAR LOOP; • US patent application, docket number END8566USNP1/180143-1, entitled BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; and • US patent application, docket number END8573USNP1/180145-1, entitled ACTIVATION OF ENERGY DEVICES.

[00105] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US, depositados em 23 de agosto de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° 62/721.995, intitulado CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION; • Pedido de patente provisório US n° 62/721.998, intitulado SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; • Pedido de patente provisório US n° 62/721.999, intitulado INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; • Pedido de patente provisório US n° 62/721.994, intitulado BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; e • Pedido de patente provisório US n° 62/721.996, intitulado RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS.[00105] The applicant of this application holds the following US patent applications, filed on August 23, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. 62/721,995, entitled CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION; • US provisional patent application no. 62/721,998, entitled SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; • US provisional patent application no. 62/721,999, entitled INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; • US provisional patent application no. 62/721,994, entitled BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; and • US provisional patent application No. 62/721,996, entitled RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS.

[00106] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US, depositados em 30 de junho de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° 62/692.747, intitulado SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE; • Pedido de patente provisório US n° 62/692.748, intitulado SMART ENERGY ARCHITECTURE; e • Pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES.[00106] The applicant of this application holds the following US patent applications, filed on June 30, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. 62/692,747, entitled SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE; • US provisional patent application no. 62/692,748, entitled SMART ENERGY ARCHITECTURE; and • US provisional patent application No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES.

[00107] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US, depositados em 29 de junho de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente US n° de série 16/024.090, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; • Pedido de patente US n° de série 16/024.057, intitulado CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; • Pedido de patente US n° de série 16/024.067, intitulado SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION; • Pedido de patente US n° de série 16/024.075, intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; • Pedido de patente US n° de série 16/024.083, intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; • Pedido de patente US n° de série 16/024.094, intitulado SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES; • Pedido de patente US n° de série 16/024.138, intitulado SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE; • Pedido de patente US n° de série 16/024.150, intitulado SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES; • Pedido de patente US n° de série 16/024.160, intitulado VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY; • Pedido de patente US n° de série 16/024.124, intitulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; • Pedido de patente US n° de série 16/024.132, intitulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT; • Pedido de patente US n° de série 16/024.141, intitulado SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY; • Pedido de patente US n° de série 16/024.162, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES; • Pedido de patente US n° de série 16/024.066, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; • Pedido de patente US n° de série 16/024.096, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS; • Pedido de patente US n° de série 16/024.116, intitulado SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS; • Pedido de patente US n° de série 16/024.149, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL; • Pedido de patente US n° de série 16/024.180, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY; • Pedido de patente US n° de série 16/024.245, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • Pedido de patente US n° de série 16/024.258, intitulado SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • Pedido de patente US n° de série 16/024.265, intitulado SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; e • Pedido de patente US n° de série 16/024.273, intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.[00107] The applicant of this application holds the following US patent applications, filed on June 29, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US patent application no. series 16/024,090, entitled CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; • US Patent Application Serial No. 16/024,057, entitled CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; • US Patent Application Serial No. 16/024,067, entitled SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION; • US Patent Application Serial No. 16/024,075, entitled SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; • US Patent Application Serial No. 16/024,083, entitled SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; • US patent application serial no. 16/024,094, entitled SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES; • US Patent Application Serial No. 16/024,138, entitled SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE; • US Patent Application Serial No. 16/024,150, entitled SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES; • US Patent Application Serial No. 16/024,160, entitled VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY; • US patent application serial no. 16/024,124, entitled SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; • US patent application serial no. 16/024,132, entitled SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT; • US Patent Application Serial No. 16/024,141, entitled SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY; • US Patent Application Serial No. 16/024,162, entitled SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES; • US patent application serial no. 16/024,066, entitled SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; • US Patent Application Serial No. 16/024,096, entitled SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS; • US Patent Application Serial No. 16/024,116, entitled SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS; • US patent application serial no. 16/024,149, entitled SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL; • US patent application serial no. 16/024,180, entitled SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY; • US Patent Application Serial No. 16/024,245, entitled COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • US Patent Application Serial No. 16/024,258, entitled SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • US Patent Application Serial No. 16/024,265, entitled SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; and • US Patent Application Serial No. 16/024,273, entitled DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.

[00108] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 28 de junho de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.228, intitulado A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.227, intitulado CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.230, intitulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.219, intitulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.257, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.262, intitulado SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; e • Pedido de patente provisório US n° de série 62/691.251, intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.[00108] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on June 28, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. serial number 62/691,228, entitled A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES; • US provisional patent application serial no. 62/691,227, entitled CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; • US provisional patent application serial no. 62/691,230, entitled SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; • US provisional patent application serial no. 62/691,219, entitled SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; • US provisional patent application serial no. 62/691,257, entitled COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • US provisional patent application serial no. 62/691,262, entitled SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; and • US provisional patent application serial no. 62/691,251, entitled DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.

[00109] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 19 de abril de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 62/659.900, intitulado METHOD OF HUB COMMUNICATION.[00109] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on April 19, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. No. 62/659,900, entitled METHOD OF HUB COMMUNICATION.

[00110] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 30 de março de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° 62/650.898, depositado em 30 de março de 2018, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/650.887, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/650.882, intitulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e • Pedido de patente provisório US n° de série 62/650.877, intitulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS[00110] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on March 30, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. ° 62/650,898, filed on March 30, 2018, entitled CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; • US provisional patent application serial no. 62/650,887, entitled SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES; • US provisional patent application serial no. 62/650,882, entitled SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; and • US Provisional Patent Application Serial No. 62/650,877, entitled SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS

[00111] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 15/940.641, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; • Pedido de patente provisório US n° de série 15/940.648, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; • Pedido de patente US n° de série 15/940.656, intitulado SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES; • Pedido de patente US n° de série 15/940.666, intitulado SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.670, intitulado COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.677, intitulado SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.632, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; • Pedido de patente US n° de série 15/940.640, intitulado COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.645, intitulado SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; • Pedido de patente US n° de série 15/940.649, intitulado DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; • Pedido de patente US n° de série 15/940.654, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.663, intitulado SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; • Pedido de patente US n° de série 15/940.668, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; • Pedido de patente US n° de série 15/940.671, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; • Pedido de patente US n° de série 15/940.686, intitulado DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE; • Pedido de patente US n° de série 15/940.700, intitulado STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.629, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.704, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; • Pedido de patente US n° de série 15/940.722, intitulado CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; e • Pedido de patente US n° de série 15/940.742, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING. • Pedido de patente US n° de série 15/940.636, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; • Pedido de patente US n° de série 15/940.653, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.660, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; • Pedido de patente US n° de série 15/940.679, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; • Pedido de patente US n° de série 15/940.694, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; • Pedido de patente US n° de série 15/940.634, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; • Pedido de patente US n° de série 15/940.706, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e • Pedido de patente US n° de série 15/940.675, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES. • Pedido de patente US n° de série 15/940.627, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.637, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.642, intitulado CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.676, intitulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.680, intitulado CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.683, intitulado COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente US n° de série 15/940.690, intitulado DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e • Pedido de patente US n° de série 15/940.711, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.[00111] The applicant of this application holds the following US patent applications, filed on March 29, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. serial 15/940,641, entitled INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; • US provisional patent application serial no. 15/940,648, entitled INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; • US patent application serial no. 15/940,656, entitled SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES; • US patent application serial no. 15/940,666, entitled SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS; • US patent application serial no. 15/940,670, entitled COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; • US patent application serial no. 15/940,677, entitled SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; • US Patent Application Serial No. 15/940,632, entitled DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; • US Patent Application Serial No. 15/940,640, entitled COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; • US patent application serial no. 15/940,645, entitled SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; • US Patent Application Serial No. 15/940,649, entitled DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; • US patent application serial no. 15/940,654, entitled SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; • US patent application serial no. 15/940,663, entitled SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; • US patent application serial no. 15/940,668, entitled AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; • US Patent Application Serial No. 15/940,671, entitled SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; • US Patent Application Serial No. 15/940,686, entitled DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE; • US patent application serial no. 15/940,700, entitled STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; • US patent application serial no. 15/940,629, entitled COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; • US Patent Application Serial No. 15/940,704, entitled USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; • US Patent Application Serial No. 15/940,722, entitled CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; and • US Patent Application Serial No. 15/940,742, entitled DUAL CMOS ARRAY IMAGING. • US patent application serial no. 15/940,636, entitled ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; • US patent application serial no. 15/940,653, entitled ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; • US Patent Application Serial No. 15/940,660, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; • US Patent Application Serial No. 15/940,679, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; • US Patent Application Serial No. 15/940,694, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; • US patent application serial no. 15/940,634, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; • US patent application serial no. 15/940,706, entitled DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; and • US Patent Application Serial No. 15/940,675, entitled CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES. • US patent application serial no. 15/940,627, entitled DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US Patent Application Serial No. 15/940,637, entitled COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US patent application serial no. 15/940,642, entitled CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US patent application serial no. 15/940,676, entitled AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US patent application serial no. 15/940,680, entitled CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US patent application serial no. 15/940,683, entitled COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US patent application serial no. 15/940,690, entitled DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; and • US Patent Application Serial No. 15/940,711, entitled SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.

[00112] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 28 de março de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.302, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.300, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.309, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.310, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.291, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.296, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.333, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.327, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.315, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.313, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.320, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.307, intitulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e • Pedido de patente provisório US n° de série 62/649.323, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.[00112] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on March 28, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. serial number 62/649,302, entitled INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; • US provisional patent application serial no. 62/649,294, entitled DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; • US provisional patent application serial no. 62/649,300, entitled SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; • US provisional patent application serial no. 62/649,309, entitled SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; • US provisional patent application serial no. 62/649,310, entitled COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; • US provisional patent application serial no. 62/649,291, entitled USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; • US provisional patent application serial no. 62/649,296, entitled ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; • US provisional patent application serial no. 62/649,333, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; • US provisional patent application serial no. 62/649,327, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; • US provisional patent application serial no. 62/649,315, entitled DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; • US provisional patent application serial no. 62/649,313, entitled CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; • US provisional patent application serial no. 62/649,320, entitled DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; • US provisional patent application serial no. 62/649,307, entitled AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; and • US provisional patent application serial no. 62/649,323, entitled SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.

[00113] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 8 de março de 2018, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; e • Pedido de patente provisório US n° de série 62/640.415, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR.[00113] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on March 8, 2018, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. serial number 62/640,417, entitled TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; and • US provisional patent application serial no. 62/640,415, entitled ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR.

[00114] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente provisórios US, depositados em 28 de dezembro de 2017, estando a revelação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: • Pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • Pedido de patente provisório US n° de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS; e • Pedido de patente provisório US n° de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM.[00114] The applicant of this application holds the following US provisional patent applications, filed on December 28, 2017, the disclosure of each of which is incorporated herein by reference in its entirety: • US provisional patent application no. serial number 62/611,341, entitled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; • US provisional patent application serial no. 62/611,340, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS; and • US provisional patent application serial no. 62/611,339, entitled ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM.

[00115] Antes de explicar com detalhes os vários aspectos dos dispositivos cirúrgicos e geradores, deve-se observar que os exemplos ilustrativos não estão limitados, em termos de aplicação ou uso, aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos e na descrição em anexo. Os exemplos ilustrativos podem ser implementados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usados na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os exemplos ilustrativos para a conveniência do leitor e não para o propósito de limitação da mesma. Além disso, deve- se entender que um ou mais dentre os aspectos, expressões de aspectos, e/ou exemplos descritos a seguir podem ser combinados com qualquer um ou mais dentre os outros aspectos, expressões de aspectos e/ou exemplos descritos a seguir.[00115] Before explaining in detail the various aspects of surgical devices and generators, it should be noted that the illustrative examples are not limited, in terms of application or use, to the details of construction and arrangement of parts illustrated in the drawings and description attached. The illustrative examples may be implemented or incorporated in other aspects, variations and modifications, and may be practiced or performed in various ways. Furthermore, except where otherwise indicated, the terms and expressions used in the present invention have been chosen for the purpose of describing the illustrative examples for the convenience of the reader and not for the purpose of limiting the same. Furthermore, it should be understood that one or more of the aspects, aspect expressions, and/or examples described below may be combined with any one or more of the other aspects, aspect expressions, and/or examples described below.

[00116] Vários aspectos são direcionados a dispositivos cirúrgicos ultrassônicos aprimorados, dispositivos eletrocirúrgicos e geradores para uso com os mesmos. Os aspectos dos dispositivos cirúrgicos ultrassônicos podem ser configurados para transeccionar e/ou coagular o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo. Os aspectos dos dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para transeccionar, coagular, escalonar, soldar e/ou dessecar o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo.[00116] Various aspects are directed to improved ultrasonic surgical devices, electrosurgical devices and generators for use therewith. Aspects of ultrasonic surgical devices can be configured to transect and/or coagulate tissue during surgical procedures, for example. Aspects of electrosurgical devices can be configured to transect, coagulate, scale, weld, and/or desiccate tissue during surgical procedures, for example.

[00117] Com referência à Figura 1, um sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 102 e um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113 acoplado a um dispositivo de armazenamento 105). Cada sistema cirúrgico 102 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 106 em comunicação com a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113. Em um exemplo, conforme ilustrado na Figura 1, o sistema cirúrgico 102 inclui um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110, um instrumento cirúrgico inteligente de mão 112, que são configurados para se comunicar uns com os outros e/ou com o controlador central 106. Em alguns aspectos, um sistema cirúrgico 102 pode incluir um número M de controladores centrais 106, um número N de sistemas de visualização 108, um número O de sistemas robóticos 110, e um número P de instrumentos cirúrgicos inteligentes de mão 112, onde M, N, O, e P são números inteiros maiores ou iguais a 1.[00117] Referring to Figure 1, a computer-implemented interactive surgical system 100 includes one or more surgical systems 102 and a cloud-based system (e.g., cloud 104 that may include a remote server 113 coupled to a storage device 105). Each surgical system 102 includes at least one central surgical controller 106 communicating with the cloud 104 that may include a remote server 113. In one example, as illustrated in Figure 1, the surgical system 102 includes a visualization system 108, a robotic system 110, an intelligent handheld surgical instrument 112, which are configured to communicate with each other and/or with the central controller 106. In some aspects, a surgical system 102 may include an M number of central controllers 106, an N number of visualization systems 108, an O number of robotic systems 110, and a P number of handheld intelligent surgical instruments 112, where M, N, O, and P are integers greater than or equal to 1.

[00118] A Figura 3 representa um exemplo de um sistema cirúrgico 102 sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em um paciente que está deitado em uma mesa de operação 114 em uma sala de operação cirúrgica 116. Um sistema robótico 110 é usado no procedimento cirúrgico como parte do sistema cirúrgico 102. O sistema robótico 110 inclui um console do cirurgião 118, um carro do paciente 120 (robô cirúrgico), e um controlador cirúrgico central robótico 122. O carro do paciente 120 pode manipular ao menos uma ferramenta cirúrgica acoplada de maneira removível 117 através de uma incisão minimamente invasiva no corpo do paciente enquanto o cirurgião observa o sítio cirúrgico através do console do cirurgião 118. Uma imagem do sítio cirúrgico pode ser obtida por um dispositivo de imageamento médico 124, que pode ser manipulado por meio do carro do paciente 120 para orientar o dispositivo de imageamento 124. O controlador central robótico 122 pode ser usado para processar as imagens do sítio cirúrgico para exibição subsequente para o cirurgião através do console do cirurgião 118.[00118] Figure 3 represents an example of a surgical system 102 being used to perform a surgical procedure on a patient who is lying on an operating table 114 in a surgical operating room 116. A robotic system 110 is used in the surgical procedure as part of the surgical system 102. The robotic system 110 includes a surgeon console 118, a patient cart 120 (surgical robot), and a robotic central surgical controller 122. The patient cart 120 can handle at least one attached surgical tool of removable manner 117 through a minimally invasive incision in the patient's body while the surgeon observes the surgical site through the surgeon's console 118. An image of the surgical site can be obtained by a medical imaging device 124, which can be manipulated through the patient carriage 120 to guide the imaging device 124. The robotic central controller 122 may be used to process images of the surgical site for subsequent display to the surgeon via the surgeon console 118.

[00119] Outros tipos de sistemas robóticos podem ser prontamente adaptados para uso com o sistema cirúrgico 102. Vários exemplos de sistemas robóticos e ferramentas cirúrgicas que são adequados para uso com a presente revelação são descritos no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.[00119] Other types of robotic systems can be readily adapted for use with the surgical system 102. Several examples of robotic systems and surgical tools that are suitable for use with the present disclosure are described in US provisional patent application serial no. 62 /611,339, entitled ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, filed on December 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00120] Vários exemplos de processos analíticos baseados em nuvem que são realizados pela nuvem 104, e são adequados para uso com a presente revelação, são descritos no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.[00120] Various examples of cloud-based analytical processes that are performed by cloud 104, and are suitable for use with the present disclosure, are described in US provisional patent application serial no. 62/611,340, entitled CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS , deposited on December 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00121] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 inclui ao menos um sensor de imagem e um ou mais componentes ópticos. Os sensores de imagem adequados incluem, mas não se limitam a, sensores de dispositivo de acoplamento de carga (CCD, ou "charge- coupled device") e sensores semicondutores de óxido metálico complementares (CMOS, ou "complementary metal-oxide semiconductor").[00121] In various aspects, the imaging device 124 includes at least one image sensor and one or more optical components. Suitable image sensors include, but are not limited to, charge-coupled device (CCD) sensors and complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensors. .

[00122] Os componentes ópticos do dispositivo de imageamento 124 podem incluir uma ou mais fontes de iluminação e/ou uma ou mais lentes. A uma ou mais fontes de iluminação podem ser direcionadas para iluminar porções do campo cirúrgico. O um ou mais sensores de imagem podem receber luz refletida ou refratada do campo cirúrgico, incluindo a luz refletida ou refratada do tecido e/ou dos instrumentos cirúrgicos.[00122] The optical components of the imaging device 124 may include one or more lighting sources and/or one or more lenses. One or more lighting sources can be directed to illuminate portions of the surgical field. The one or more image sensors may receive reflected or refracted light from the surgical field, including light reflected or refracted from tissue and/or surgical instruments.

[00123] A uma ou mais fontes de iluminação podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética no espectro visível, bem como no espectro invisível. O espectro visível, por vezes chamado de o espectro óptico ou espectro luminoso, é aquela porção do espectro eletromagnético que é visível ao (isto é, pode ser detectada pelo) olho humano e pode ser chamada de luz visível ou simplesmente luz. Um olho humano típico responderá a comprimentos de onda no ar que variam de cerca de 380 nm a cerca de 750 nm.[00123] The one or more lighting sources can be configured to radiate electromagnetic energy in the visible spectrum as well as the invisible spectrum. The visible spectrum, sometimes called the optical spectrum or light spectrum, is that portion of the electromagnetic spectrum that is visible to (that is, can be detected by) the human eye and may be called visible light or simply light. A typical human eye will respond to wavelengths in the air ranging from about 380 nm to about 750 nm.

[00124] O espectro invisível (isto é, o espectro não luminoso) é aquela porção do espectro eletromagnético situada abaixo e acima do espectro visível (isto é, comprimentos de onda abaixo de cerca de 380 nm e acima de cerca de 750 nm). O espectro invisível não é detectável pelo olho humano. Os comprimentos de onda maiores que cerca de 750 nm são mais longos que o espectro vermelho visível e se tornam radiações invisíveis nas faixas de infravermelho (IV), micro-ondas, rádio e eletromagnética. Os comprimentos de onda menores que cerca de 380 nm são mais curtos que o espectro ultravioleta, e se tornam radiações ultravioleta, raios x e eletromagnética de raios gama invisíveis.[00124] The invisible spectrum (i.e., the non-luminous spectrum) is that portion of the electromagnetic spectrum lying below and above the visible spectrum (i.e., wavelengths below about 380 nm and above about 750 nm). The invisible spectrum is not detectable by the human eye. Wavelengths greater than about 750 nm are longer than the visible red spectrum and become invisible radiation in the infrared (IR), microwave, radio, and electromagnetic bands. Wavelengths shorter than about 380 nm are shorter than the ultraviolet spectrum, and become invisible ultraviolet, x-ray, and gamma-ray electromagnetic radiation.

[00125] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 é configurado para uso em um procedimento minimamente invasivo. Exemplos de dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente invenção incluem, mas não se limitam a, um artroscópio, angioscópio, broncoscópio, coledocoscópio, colonoscópio, citoscópio, duodenoscópio, enteroscópio, esofagastro-duodenoscópio (gastroscópio), endoscópio, laringoscópio, nasofaringo-neproscópio, sigmoidoscópio, toracoscópio e ureteroscópio.[00125] In several aspects, the imaging device 124 is configured for use in a minimally invasive procedure. Examples of imaging devices suitable for use with the present invention include, but are not limited to, an arthroscope, angioscope, bronchoscope, choledochoscope, colonoscope, cytoscope, duodenoscope, enteroscope, esophagus-duodenoscope (gastroscope), endoscope, laryngoscope, nasopharyngo- neproscope, sigmoidoscope, thoracoscope and ureteroscope.

[00126] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento emprega monitoramento de múltiplos espectros para discriminar topografia e estruturas subjacentes. Uma imagem multiespectral é uma que captura dados de imagem dentro de faixas de comprimento de onda ao longo do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda podem ser separados por filtros ou mediante o uso de instrumentos que são sensíveis a comprimentos de onda específicos, incluindo luz de frequências além da faixa de luz visível, por exemplo, IV e luz ultravioleta. As imagens espectrais podem permitir a extração de informações adicionais que o olho humano não consegue capturar com seus receptores para as cores vermelho, verde e azul. O uso de imageamento multiespectral é descrito em mais detalhes sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. O monitoramento multiespectral pode ser uma ferramenta útil para a relocalização de um campo cirúrgico após uma tarefa cirúrgica ser concluída para executar um ou mais dos testes anteriormente descritos no tecido tratado.[00126] In one aspect, the imaging device employs multiple spectrum monitoring to discriminate topography and underlying structures. A multispectral image is one that captures image data within wavelength ranges across the electromagnetic spectrum. Wavelengths can be separated by filters or through the use of instruments that are sensitive to specific wavelengths, including light of frequencies beyond the visible light range, for example, IR and ultraviolet light. Spectral imaging can allow the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its receptors for the colors red, green and blue. The use of multispectral imaging is described in more detail under the heading "Advanced Imaging Acquisition Module" in US Provisional Patent Application Serial No. 62/611,341, titled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed December 28, 2017, the disclosure of which is here incorporated by reference in its entirety. Multispectral monitoring can be a useful tool for relocating a surgical field after a surgical task is completed to perform one or more of the previously described tests on the treated tissue.

[00127] É axiomático que a esterilização rigorosa da sala de operação e dos equipamentos cirúrgicos seja uma exigência durante qualquer cirurgia. A higiene rigorosa e as condições de esterilização exigidas em uma "sala de cirurgia", isto é, uma sala de operação ou tratamento, requerem a mais alta esterilização possível de todos os dispositivos e equipamentos médicos. Parte desse processo de esterilização é a necessidade de esterilizar tudo o que entra em contato com o paciente ou penetra no campo estéril, incluindo o dispositivo de imageamento 124 e seus conectores e componentes. Será reconhecido que o campo estéril pode ser considerado uma área específica, como dentro de uma bandeja ou sobre uma toalha estéril, que é considerado livre de micro-organismos, ou o campo estéril pode ser considerado uma área imediatamente ao redor de um paciente que foi preparado para a realização de um procedimento cirúrgico. O campo estéril pode incluir os membros da equipe esterilizados, que estão adequadamente vestidos, e todos os móveis e acessórios na área.[00127] It is axiomatic that rigorous sterilization of the operating room and surgical equipment is a requirement during any surgery. The strict hygiene and sterilization conditions required in an "operating room", that is, an operating or treatment room, require the highest possible sterilization of all medical devices and equipment. Part of this sterilization process is the need to sterilize everything that comes into contact with the patient or enters the sterile field, including the imaging device 124 and its connectors and components. It will be recognized that the sterile field may be considered a specific area, such as within a tray or on a sterile towel, that is considered free of microorganisms, or the sterile field may be considered an area immediately surrounding a patient who has been prepared to perform a surgical procedure. The sterile field may include sterilized team members, who are appropriately attired, and all furniture and accessories in the area.

[00128] Em vários aspectos, o sistema de visualização 108 inclui um ou mais sensores de imageamento, uma ou mais unidades de processamento de imagem, uma ou mais matrizes de armazenamento e uma ou mais telas que são estrategicamente dispostas em relação ao campo estéril, conforme ilustrado na Figura 2. Em um aspecto, o sistema de visualização 108 inclui uma interface para HL7, PACS e RME. Vários componentes do sistema de visualização 108 são descritos sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.[00128] In various aspects, the visualization system 108 includes one or more imaging sensors, one or more image processing units, one or more storage arrays, and one or more screens that are strategically disposed relative to the sterile field, as illustrated in Figure 2. In one aspect, the visualization system 108 includes an interface for HL7, PACS and RME. Various components of the visualization system 108 are described under the heading "Advanced Imaging Acquisition Module" in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/611,341, titled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed December 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein for reference in its entirety.

[00129] Conforme ilustrado na Figura 2, uma tela primária 119 é posicionada no campo estéril para ser visível para o operador na mesa de operação 114. Além disso, uma torre de visualização 111 é posicionada fora do campo estéril. A torre de visualização 111 inclui uma primeira tela não estéril 107 e uma segunda tela não estéril 109, que são opostas uma à outra. O sistema de visualização 108, guiado pelo controlador central 106, é configurado para utilizar as telas 107, 109 e 119 para coordenar o fluxo de informações para os operadores dentro e fora do campo estéril. Por exemplo, o controlador central 106 pode fazer com que o sistema de visualização 108 exiba um instantâneo de um sítio cirúrgico, conforme registrado por um dispositivo de imageamento 124, em uma tela não estéril 107 ou 109, enquanto mantém uma transmissão ao vivo do sítio cirúrgico na tela principal 119. O instantâneo na tela não estéril 107 ou 109 pode permitir que um operador não estéril execute uma etapa diagnóstica relevante para o procedimento cirúrgico, por exemplo.[00129] As illustrated in Figure 2, a primary screen 119 is positioned in the sterile field to be visible to the operator on the operating table 114. Additionally, a viewing tower 111 is positioned outside the sterile field. The viewing tower 111 includes a first non-sterile screen 107 and a second non-sterile screen 109, which are opposite each other. The display system 108, guided by the central controller 106, is configured to utilize screens 107, 109, and 119 to coordinate the flow of information to operators inside and outside the sterile field. For example, the central controller 106 may cause the visualization system 108 to display a snapshot of a surgical site, as recorded by an imaging device 124, on a non-sterile screen 107 or 109, while maintaining a live feed of the site. surgical on the main screen 119. The snapshot on the non-sterile screen 107 or 109 may allow a non-sterile operator to perform a diagnostic step relevant to the surgical procedure, for example.

[00130] Em um aspecto, o controlador central 106 é também configurado para rotear uma entrada ou retroinformação diagnóstica por um operador não estéril na torre de visualização 111 para a tela primária 119 dentro do campo estéril, onde a entrada ou retroinformação pode ser vista por um operador estéril na mesa de operação. Em um exemplo, a entrada pode ser sob a forma de uma modificação do instantâneo exibido na tela não estéril 107 ou 109, que pode ser roteada para a tela principal 119 pelo controlador central 106.[00130] In one aspect, the central controller 106 is also configured to route a diagnostic input or feedback from a non-sterile operator in the viewing tower 111 to the primary screen 119 within the sterile field, where the input or feedback can be viewed by a sterile operator on the operating table. In one example, the input may be in the form of a modification of the snapshot displayed on the non-sterile screen 107 or 109, which may be routed to the main screen 119 by the central controller 106.

[00131] Com referência à Figura 2, um instrumento cirúrgico 112 está sendo usado no procedimento cirúrgico como parte do sistema cirúrgico 102. O controlador central 106 é também configurado para coordenar o fluxo de informações para uma tela do instrumento cirúrgico 112. Por exemplo, no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Uma entrada ou retroinformação diagnóstica inserida por um operador não estéril na torre de visualização 111 pode ser roteada pelo controlador central 106 para a tela do instrumento cirúrgico 115 no campo estéril, onde pode ser vista pelo operador do instrumento cirúrgico 112. Instrumentos cirúrgicos exemplificadores que são adequados para uso com o sistema cirúrgico 102 são descritos sob o título "Hardware do instrumento cirúrgico" e no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, por exemplo.[00131] Referring to Figure 2, a surgical instrument 112 is being used in the surgical procedure as part of the surgical system 102. The central controller 106 is also configured to coordinate the flow of information to a display of the surgical instrument 112. For example, in US provisional patent application serial no. 62/611,341, entitled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed on December 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. A diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator into the viewing tower 111 may be routed by the central controller 106 to the surgical instrument display 115 in the sterile field, where it can be viewed by the surgical instrument operator 112. Exemplary surgical instruments that are suitable for use with the surgical system 102 are described under the heading "Surgical Instrument Hardware" and in US Provisional Patent Application Serial No. 62/611,341, entitled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed December 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety, for example.

[00132] Agora com referência à Figura 3, um controlador central 106 é mostrado em comunicação com um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110 e um instrumento cirúrgico inteligente de mão 112. O controlador central 106 inclui uma tela do controlador central 135, um módulo de imageamento 138, um módulo gerador 140, um módulo de comunicação 130, um módulo de processador 132 e uma matriz de armazenamento 134. Em certos aspectos, conforme ilustrado na Figura 3, o controlador central 106 inclui adicionalmente um módulo de evacuação de fumaça 126 e/ou um módulo de sucção/irrigação 128.[00132] Now referring to Figure 3, a central controller 106 is shown in communication with a visualization system 108, a robotic system 110, and an intelligent handheld surgical instrument 112. The central controller 106 includes a central controller display 135, an imaging module 138, a generator module 140, a communications module 130, a processor module 132, and a storage array 134. In certain aspects, as illustrated in Figure 3, the central controller 106 additionally includes a heat evacuation module. smoke 126 and/or a suction/irrigation module 128.

[00133] Durante um procedimento cirúrgico, a aplicação de energia ao tecido, para vedação e/ou corte, está geralmente associada à evacuação de fumaça, sucção de excesso de fluido e/ou irrigação do tecido. As linhas de fluido, de energia e/ou de dados de diferentes fontes são frequentemente entrelaçadas durante o procedimento cirúrgico. Pode-se perder um tempo valioso no tratamento dessa questão durante um procedimento cirúrgico. Para desembaraçar as linhas pode ser necessário desconectá-las de seus respectivos módulos, o que pode exigir a reinicialização dos módulos. O compartimento modular do controlador central 136 oferece um ambiente unificado para gerenciar as linhas de energia, de dados e de fluido, o que reduz a frequência de entrelaçamento entre tais linhas.[00133] During a surgical procedure, the application of energy to the tissue, for sealing and/or cutting, is generally associated with the evacuation of smoke, suction of excess fluid and/or irrigation of the tissue. Fluid, energy and/or data lines from different sources are often intertwined during the surgical procedure. Valuable time can be lost in addressing this issue during a surgical procedure. To untangle the lines it may be necessary to disconnect them from their respective modules, which may require a reset of the modules. The modular central controller housing 136 provides a unified environment for managing power, data, and fluid lines, which reduces the frequency of intertwining between such lines.

[00134] Os aspectos da presente revelação apresentam um controlador cirúrgico central para uso em um procedimento cirúrgico que envolve a aplicação de energia ao tecido em um sítio cirúrgico. O controlador cirúrgico central inclui um compartimento do controlador central e um módulo gerador combinado recebido de maneira deslizante em uma estação de acoplamento do compartimento do controlador central. A estação de acoplamento inclui dados e contatos de energia. O módulo gerador combinado inclui dois ou mais dentre um componente gerador de energia ultrassônica, um componente gerador de energia RF bipolar, e um componente gerador de energia RF monopolar que são alojados em uma única unidade. Em um aspecto, o módulo gerador combinado inclui também um componente de evacuação de fumaça, ao menos um cabo para aplicação de energia para conectar o módulo gerador combinado a um instrumento cirúrgico, ao menos um componente de evacuação de fumaça configurado para evacuar fumaça, fluido e/ou os particulados produzidos pela aplicação de energia terapêutica ao tecido, e uma linha de fluido que se estende do sítio cirúrgico remoto até o componente de evacuação de fumaça.[00134] Aspects of the present disclosure present a central surgical controller for use in a surgical procedure involving the application of energy to tissue at a surgical site. The central surgical controller includes a central controller housing and a combination generator module slidably received in a docking station of the central controller housing. The docking station includes data and power contacts. The combined generator module includes two or more of an ultrasonic power generating component, a bipolar RF power generating component, and a monopolar RF power generating component that are housed in a single unit. In one aspect, the combined generator module also includes a smoke evacuation component, at least one cable for applying power to connect the combined generator module to a surgical instrument, at least one smoke evacuation component configured to evacuate smoke, fluid and/or particulates produced by the application of therapeutic energy to the tissue, and a fluid line extending from the remote surgical site to the smoke evacuation component.

[00135] Em um aspecto, a linha de fluido é uma primeira linha de fluido e uma segunda linha de fluido se estende do sítio cirúrgico remoto até um módulo de sucção e irrigação recebido de maneira deslizante no compartimento do controlador central. Em um aspecto, o compartimento do controlador central compreende uma interface de fluidos.[00135] In one aspect, the fluid line is a first fluid line and a second fluid line extends from the remote surgical site to a suction and irrigation module slidably received in the central controller housing. In one aspect, the central controller compartment comprises a fluidic interface.

[00136] Certos procedimentos cirúrgicos podem exigir a aplicação de mais de um tipo de energia ao tecido. Um tipo de energia pode ser mais benéfico para cortar o tecido, enquanto um outro tipo de energia diferente pode ser mais benéfico para vedar o tecido. Por exemplo, um gerador bipolar pode ser usado para vedar o tecido, enquanto um gerador ultrassônico pode ser usado para cortar o tecido vedado. Aspectos da presente revelação apresentam uma solução em que um compartimento modular do controlador central 136 é configurado para acomodar diferentes geradores e facilitar uma comunicação interativa entre os mesmos. Uma das vantagens do compartimento modular do controlador central 136 é permitir a rápida remoção e/ou substituição de vários módulos.[00136] Certain surgical procedures may require the application of more than one type of energy to the tissue. One type of energy may be more beneficial for cutting the tissue, while a different type of energy may be more beneficial for sealing the tissue. For example, a bipolar generator can be used to seal the tissue, while an ultrasonic generator can be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which a modular compartment of the central controller 136 is configured to accommodate different generators and facilitate interactive communication between them. One of the advantages of the modular housing of the central controller 136 is that it allows for rapid removal and/or replacement of multiple modules.

[00137] Aspectos da presente revelação apresentam um compartimento cirúrgico modular para uso em um procedimento cirúrgico que envolve aplicação de energia ao tecido. O compartimento cirúrgico modular inclui um primeiro módulo gerador de energia, configurado para gerar uma primeira energia para aplicação ao tecido, e uma primeira estação de acoplamento que compreende uma primeira porta de acoplamento que inclui primeiros contatos de dados e contatos de energia, sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com os contatos de energia e de dados, e sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os primeiros contatos de energia e de dados.[00137] Aspects of the present disclosure present a modular surgical compartment for use in a surgical procedure involving application of energy to tissue. The modular surgical compartment includes a first power generating module configured to generate a first power for application to tissue, and a first docking station comprising a first docking port including first data contacts and power contacts, the The first power generating module is slidingly movable in an electrical engagement with the power and data contacts, and the first power generating module is slidingly movable out of the electrical engagement with the first power and data contacts. data.

[00138] Além do exposto acima, o compartimento modular também inclui um segundo módulo gerador de energia configurado para gerar uma segunda energia, diferente da primeira energia, para aplicação ao tecido, e uma segunda estação de acoplamento que compreende uma segunda porta de acoplamento que inclui segundos contatos de energia e de dados, sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com os contatos de energia e de dados, e sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os segundos contatos de energia e de dados.[00138] In addition to the foregoing, the modular compartment also includes a second energy generating module configured to generate a second energy, different from the first energy, for application to the tissue, and a second docking station comprising a second docking port that includes second power and data contacts, the second power generating module being slidingly movable in an electrical engagement with the power and data contacts, and the second power generating module being slidingly movable to outside the electrical coupling with the second power and data contacts.

[00139] Além disso, o compartimento cirúrgico modular também inclui um barramento de comunicação entre a primeira porta de acoplamento e a segunda porta de acoplamento, configurado para facilitar a comunicação entre o primeiro módulo gerador de energia e o segundo módulo gerador de energia.[00139] Additionally, the modular surgical compartment also includes a communication bus between the first docking port and the second docking port, configured to facilitate communication between the first power generating module and the second power generating module.

[00140] Com referência às Figuras 3 a 7, são apresentados aspectos da presente revelação para um compartimento modular do controlador central 136 que permite a integração modular de um módulo gerador 140, um módulo de evacuação de fumaça 126 e um módulo de sucção/irrigação 128. O compartimento modular do controlador central 136 facilita ainda mais a comunicação interativa entre os módulos 140, 126, 128. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo gerador 140 pode ser um módulo gerador com componentes monopolares, bipolares e ultrassônicos integrados, suportados em uma única unidade de gabinete 139 inserível de maneira deslizante no compartimento modular do controlador central 136. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo gerador 140 pode ser configurado para se conectar a um dispositivo monopolar 146, um dispositivo bipolar 147 e um dispositivo ultrassônico 148. Alternativamente, o módulo gerador 140 pode compreender uma série de módulos geradores monopolares, bipolares e/ou ultrassônicos que interagem através do compartimento modular do controlador central 136. O compartimento modular do controlador central 136 pode ser configurado para facilitar a inserção de múltiplos geradores e a comunicação interativa entre os geradores ancorados no compartimento modular do controlador central 136 de modo que os geradores atuariam como um único gerador.[00140] With reference to Figures 3 to 7, aspects of the present disclosure are presented for a modular central controller compartment 136 that allows modular integration of a generator module 140, a smoke evacuation module 126 and a suction/irrigation module 128. The modular housing of the central controller 136 further facilitates interactive communication between the modules 140, 126, 128. As illustrated in Figure 5, the generator module 140 may be a generator module with integrated monopolar, bipolar, and ultrasonic components supported on a single cabinet unit 139 slidingly insertable into the modular housing of the central controller 136. As illustrated in Figure 5, the generator module 140 may be configured to connect to a monopolar device 146, a bipolar device 147, and an ultrasonic device 148. Alternatively, the generator module 140 may comprise a series of monopolar, bipolar and/or ultrasonic generator modules that interact through the central controller modular housing 136. The central controller modular housing 136 may be configured to facilitate the insertion of multiple generators and the interactive communication between the generators anchored in the modular compartment of the central controller 136 so that the generators would act as a single generator.

[00141] Em um aspecto, o compartimento modular do controlador central 136 compreende uma placa posterior de comunicação e alimentação modular 149 com cabeçotes de comunicação externos e sem fio para permitir a conexão removível dos módulos 140, 126, 128 e a comunicação interativa entre os mesmos.[00141] In one aspect, the modular central controller housing 136 comprises a modular power and communication backplate 149 with external, wireless communication heads to allow removable connection of modules 140, 126, 128 and interactive communication between the same.

[00142] Em um aspecto, o compartimento modular do controlador central 136 inclui estações de acoplamento, ou gavetas, 151, aqui também chamadas de gavetas, que são configuradas para receber de maneira deslizante os módulos 140, 126, 128. A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva parcial de um compartimento do controlador cirúrgico central 136, e um módulo gerador combinado 145 recebidos de maneira deslizante em uma estação de acoplamento 151 do compartimento do controlador cirúrgico central 136. Uma porta de acoplamento 152 com os contatos de energia e de dados em um lado posterior do módulo gerador combinado 145 é configurado para engatar uma porta de acoplamento correspondente 150 com os contatos de energia e de dados de uma estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central 136 conforme o módulo gerador combinado 145 é deslizado para a posição na estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central 136. Em um aspecto, o módulo gerador combinado 145 inclui um módulo bipolar, ultrassônico e monopolar e um módulo de evacuação de fumaça integrados em uma única unidade de gabinete 139, conforme ilustrado na Figura 5.[00142] In one aspect, the modular compartment of the central controller 136 includes docking stations, or drawers, 151, here also called drawers, which are configured to slidely receive modules 140, 126, 128. Figure 4 illustrates is a partial perspective view of a central surgical controller housing 136, and a combined generator module 145 slidably received in a docking station 151 of the central surgical controller housing 136. A docking port 152 with power and power contacts data on a rear side of the combined generator module 145 is configured to engage a corresponding docking port 150 with the power and data contacts of a corresponding docking station 151 of the central controller modular housing 136 as the combined generator module 145 is slid in. to position in the corresponding docking station 151 of the central controller modular housing 136. In one aspect, the combined generator module 145 includes a bipolar, ultrasonic and monopolar module and a smoke evacuation module integrated into a single cabinet unit 139, as illustrated in Figure 5.

[00143] Em vários aspectos, o módulo de evacuação de fumaça 126 inclui uma linha de fluidos 154 que transporta fumaça e/ou fluido capturado/coletado para longe de um sítio cirúrgico e para, por exemplo, o módulo de evacuação de fumaça 126. A sucção a vácuo que se origina do módulo de evacuação de fumaça 126 pode puxar a fumaça para dentro de uma abertura de um conduto de utilidade no sítio cirúrgico. O conduto de utilidade, acoplado à linha de fluido, pode ser sob a forma de um tubo flexível que termina no módulo de evacuação de fumaça 126. O conduto de utilidade e a linha de fluido definem uma trajetória de fluido que se estende em direção ao módulo de evacuação de fumaça 126 que é recebido no compartimento do controlador central 136.[00143] In various aspects, the smoke evacuation module 126 includes a fluid line 154 that transports smoke and/or captured/collected fluid away from a surgical site and to, for example, the smoke evacuation module 126. Vacuum suction originating from the smoke evacuation module 126 can draw smoke into an opening of a utility conduit at the surgical site. The utility conduit, coupled to the fluid line, may be in the form of a flexible tube terminating at the smoke evacuation module 126. The utility conduit and the fluid line define a fluid path extending toward the smoke evacuation module 126 which is received in the central controller housing 136.

[00144] Em vários aspectos, o módulo de sucção/irrigação 128 é acoplado a uma ferramenta cirúrgica compreendendo uma linha de aspiração de fluido e uma linha de sucção de fluido. Em um exemplo, as linhas de fluido de aspiração e sucção estão sob a forma de tubos flexíveis que se estendem a partir do sítio cirúrgico em direção ao módulo de sucção/irrigação 128. Um ou mais sistemas de acionamento podem ser configurados para causar a irrigação e aspiração de fluidos para e a partir do sítio cirúrgico.[00144] In various aspects, the suction/irrigation module 128 is coupled to a surgical tool comprising a fluid aspiration line and a fluid suction line. In one example, the aspiration and suction fluid lines are in the form of flexible tubes extending from the surgical site toward the suction/irrigation module 128. One or more drive systems may be configured to cause irrigation. and aspiration of fluids to and from the surgical site.

[00145] Em um aspecto, a ferramenta cirúrgica inclui um eixo de acionamento que tem um atuador de extremidade em uma extremidade distal do mesmo e ao menos um tratamento de energia associado ao atuador de extremidade, um tubo de aspiração, e um tubo de irrigação. O tubo de aspiração pode ter uma porta de entrada em uma extremidade distal do mesmo e o tubo de aspiração se estende através do eixo de acionamento. De modo similar, um tubo de irrigação pode se estender através do eixo de acionamento e pode ter uma porta de entrada próxima ao implemento de aplicação de energia. O implemento de aplicação de energia é configurado para aplicar energia ultrassônica e/ou de RF ao sítio cirúrgico e é acoplado ao módulo gerador 140 por um cabo que se estende inicialmente através do eixo de acionamento.[00145] In one aspect, the surgical tool includes a drive shaft having an end actuator at a distal end thereof and at least one power treatment associated with the end actuator, an aspiration tube, and an irrigation tube. . The suction tube may have an inlet port at a distal end thereof and the suction tube extends through the drive shaft. Similarly, an irrigation tube may extend through the drive shaft and may have an inlet port near the power application implement. The energy application implement is configured to apply ultrasonic and/or RF energy to the surgical site and is coupled to the generator module 140 by a cable initially extending through the drive shaft.

[00146] O tubo de irrigação pode estar em comunicação fluida com uma fonte de fluido, e o tubo de aspiração pode estar em comunicação fluida com uma fonte de vácuo. A fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo podem ser alojadas no módulo de sucção/irrigação 128. Em um exemplo, a fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo podem ser alojadas no compartimento do controlador central 136 separadamente do módulo de sucção/irrigação 128. Em tal exemplo, uma interface de fluidos pode ser configurada para conectar o módulo de sucção/irrigação 128 à fonte de fluido e/ou à fonte de vácuo.[00146] The irrigation tube may be in fluid communication with a fluid source, and the aspiration tube may be in fluid communication with a vacuum source. The fluid source and/or vacuum source may be housed in the suction/irrigation module 128. In one example, the fluid source and/or vacuum source may be housed in the central controller compartment 136 separately from the fluid source module 136. suction/irrigation 128. In such an example, a fluid interface may be configured to connect the suction/irrigation module 128 to the fluid source and/or the vacuum source.

[00147] Em um aspecto, os módulos 140, 126, 128 e/ou suas estações de acoplamento correspondentes no compartimento modular do controlador central 136 podem incluir recursos de alinhamento que são configurados para alinhar as portas de acoplamento dos módulos em engate com suas contrapartes nas estações de acoplamento do compartimento modular do controlador central 136. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 4, o módulo gerador combinado 145 inclui suportes laterais 155 que são configurados para engatar de maneira deslizante os suportes correspondentes 156 da estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central 136. Os suportes cooperam para guiar os contatos da porta de acoplamento do módulo gerador combinado 145 em um engate elétrico com os contatos da porta de acoplamento do compartimento modular do controlador central 136.[00147] In one aspect, the modules 140, 126, 128 and/or their corresponding docking stations in the modular compartment of the central controller 136 may include alignment features that are configured to align the docking ports of the mating modules with their counterparts. in the docking stations of the central controller modular housing 136. For example, as illustrated in Figure 4, the combined generator module 145 includes side brackets 155 that are configured to slidably engage corresponding brackets 156 of the corresponding docking station 151 of the housing. module housing of the central controller 136. The brackets cooperate to guide the mating port contacts of the combined generator module 145 into an electrical engagement with the mating port contacts of the modular housing of the central controller 136.

[00148] Em alguns aspectos, as gavetas 151 do compartimento modular do controlador central 136 têm o mesmo, ou substancialmente o mesmo tamanho, e os módulos são ajustados em tamanho para serem recebidos nas gavetas 151. Por exemplo, os suportes laterais 155 e/ou 156 podem ser maiores ou menores dependendo do tamanho do módulo. Em outros aspectos, as gavetas 151 são diferentes em tamanho e são cada uma projetada para acomodar um módulo específico.[00148] In some aspects, the drawers 151 of the modular compartment of the central controller 136 are the same, or substantially the same size, and the modules are adjusted in size to be received in the drawers 151. For example, the side supports 155 and/or or 156 can be larger or smaller depending on the size of the module. In other aspects, the drawers 151 are different in size and are each designed to accommodate a specific module.

[00149] Além disso, os contatos de um módulo específico podem ser chaveados para engate com os contatos de uma gaveta específica para evitar a inserção de um módulo em uma gaveta com desalinhamento de contatos.[00149] Additionally, the contacts of a specific module can be keyed into engagement with the contacts of a specific drawer to avoid inserting a module into a drawer with contact misalignment.

[00150] Conforme ilustrado na Figura 4, a porta de acoplamento 150 de uma gaveta 151 pode ser acoplada à porta de acoplamento 150 de uma outra gaveta 151 através de um link de comunicação 157 para facilitar uma comunicação interativa entre os módulos alojados no compartimento modular do controlador central 136. As portas de acoplamento 150 do compartimento modular do controlador central 136 podem, alternativa ou adicionalmente, facilitar uma comunicação interativa sem fio entre os módulos alojados no compartimento modular do controlador central 136. Qualquer comunicação sem fio adequada pode ser usada, como, por exemplo, Air Titan Bluetooth.[00150] As illustrated in Figure 4, the docking port 150 of a drawer 151 can be coupled to the docking port 150 of another drawer 151 via a communication link 157 to facilitate interactive communication between the modules housed in the modular compartment of the central controller 136. The docking ports 150 of the central controller modular housing 136 may alternatively or additionally facilitate wireless interactive communication between modules housed in the central controller modular housing 136. Any suitable wireless communication may be used, such as Air Titan Bluetooth.

[00151] A Figura 6 ilustra conectores de barramento de energia individuais para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um compartimento modular lateral 160 configurado para receber uma pluralidade de módulos de um controlador cirúrgico central 206. O compartimento modular lateral 160 é configurado para receber e interconectar lateralmente os módulos 161. Os módulos 161 são inseridos de maneira deslizante nas estações de acoplamento 162 do compartimento modular lateral 160, o qual inclui uma placa posterior para interconexão dos módulos 161. Conforme ilustrado na Figura 6, os módulos 161 são dispostos lateralmente no gabinete modular lateral 160. Alternativamente, os módulos 161 podem ser dispostos verticalmente em um gabinete modular lateral.[00151] Figure 6 illustrates individual power bus connectors for a plurality of side docking ports of a side modular compartment 160 configured to receive a plurality of modules from a central surgical controller 206. The side modular compartment 160 is configured to receive and laterally interconnect the modules 161. The modules 161 are slidably inserted into the docking stations 162 of the lateral modular compartment 160, which includes a backplate for interconnecting the modules 161. As illustrated in Figure 6, the modules 161 are arranged laterally in the side modular cabinet 160. Alternatively, the modules 161 can be arranged vertically in a side modular cabinet.

[00152] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical 164 configurado para receber uma pluralidade de módulos 165 do controlador cirúrgico central 106. Os módulos 165 são inseridos de maneira deslizante em estações de acoplamento, ou gavetas, 167 do gabinete modular vertical 164, o qual inclui um painel traseiro para interconexão dos módulos 165. Embora as gavetas 167 do gabinete modular vertical 164 sejam dispostas verticalmente, em certos casos, um gabinete modular vertical 164 pode incluir gavetas que são dispostas lateralmente. Além disso, os módulos 165 podem interagir um com o outro através das portas de acoplamento do gabinete modular vertical 164. No exemplo da Figura 7, uma tela 177 é fornecida para mostrar os dados relevantes para a operação dos módulos 165. Além disso, o compartimento modular vertical 164 inclui um módulo mestre 178 que aloja uma pluralidade de submódulos que são recebidos de maneira deslizante no módulo mestre 178.[00152] Figure 7 illustrates a vertical modular cabinet 164 configured to receive a plurality of modules 165 of the central surgical controller 106. The modules 165 are slidably inserted into docking stations, or drawers, 167 of the vertical modular cabinet 164, the which includes a back panel for interconnecting modules 165. Although the drawers 167 of the vertical modular cabinet 164 are arranged vertically, in certain cases, a vertical modular cabinet 164 may include drawers that are arranged laterally. Furthermore, the modules 165 can interact with each other through the docking ports of the vertical modular cabinet 164. In the example of Figure 7, a screen 177 is provided to show data relevant to the operation of the modules 165. Furthermore, the vertical modular compartment 164 includes a master module 178 that houses a plurality of submodules that are slidably received in the master module 178.

[00153] Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 compreende um processador de vídeo integrado e uma fonte de luz modular e é adaptado para uso com vários dispositivos de imageamento. Em um aspecto, o dispositivo de imageamento é compreendido de um compartimento modular que pode ser montado com um módulo de fonte de luz e um módulo de câmera. O compartimento pode ser um compartimento descartável. Em ao menos um exemplo, o compartimento descartável é acoplado de modo removível a um controlador reutilizável, um módulo de fonte de luz, e um módulo de câmera. O módulo de fonte de luz e/ou o módulo de câmera podem ser escolhidos de forma seletiva dependendo do tipo de procedimento cirúrgico. Em um aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CCD. Em um outro aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CMOS. Em um outro aspecto, o módulo de câmera é configurado para imageamento do feixe escaneado. De modo semelhante, o módulo de fonte de luz pode ser configurado para fornecer uma luz branca ou uma luz diferente, dependendo do procedimento cirúrgico.[00153] In various aspects, the imaging module 138 comprises an integrated video processor and a modular light source and is adapted for use with various imaging devices. In one aspect, the imaging device is comprised of a modular housing that can be assembled with a light source module and a camera module. The compartment may be a disposable compartment. In at least one example, the disposable housing is removably coupled to a reusable controller, a light source module, and a camera module. The light source module and/or camera module can be selectively chosen depending on the type of surgical procedure. In one aspect, the camera module comprises a CCD sensor. In another aspect, the camera module comprises a CMOS sensor. In another aspect, the camera module is configured for imaging the scanned beam. Similarly, the light source module can be configured to provide white light or a different light depending on the surgical procedure.

[00154] Durante um procedimento cirúrgico, remover um dispositivo cirúrgico do campo cirúrgico e substituí-lo por um outro dispositivo cirúrgico que inclui uma câmera diferente ou outra fonte luminosa pode ser uma prática ineficiente. Perder de vista temporariamente do campo cirúrgico pode levar a consequências indesejáveis. O módulo de dispositivo de imageamento da presente revelação é configurado para permitir a substituição de um módulo de fonte de luz ou um módulo de câmera "midstream" durante um procedimento cirúrgico, sem a necessidade de remover o dispositivo de imageamento do campo cirúrgico.[00154] During a surgical procedure, removing a surgical device from the surgical field and replacing it with another surgical device that includes a different camera or other light source may be an inefficient practice. Temporarily losing sight of the surgical field can lead to undesirable consequences. The imaging device module of the present disclosure is configured to allow replacement of a light source module or a midstream camera module during a surgical procedure, without the need to remove the imaging device from the surgical field.

[00155] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento compreende um compartimento tubular que inclui uma pluralidade de canais. Um primeiro canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da Câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Um segundo canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Em outro exemplo, o módulo de câmera e/ou o módulo de fonte de luz pode ser girado para uma posição final dentro de seus respectivos canais. Um engate rosqueado pode ser usado em vez do encaixe por pressão.[00155] In one aspect, the imaging device comprises a tubular housing that includes a plurality of channels. A first channel is configured to slidingly receive the Camera module, which can be configured for a snap-fit fit with the first channel. A second channel is configured to slidingly receive the camera module, which can be configured for a snap-fit fit with the first channel. In another example, the camera module and/or the light source module may be rotated to a final position within their respective channels. A threaded coupler can be used instead of the press fit.

[00156] Em vários exemplos, múltiplos dispositivos de imageamento são colocados em diferentes posições no campo cirúrgico para fornecer múltiplas vistas. O módulo de imageamento 138 pode ser configurado para comutar entre os dispositivos de imageamento para fornecer uma vista ideal. Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 pode ser configurado para integrar as imagens dos diferentes dispositivos de imageamento.[00156] In several examples, multiple imaging devices are placed in different positions in the surgical field to provide multiple views. The imaging module 138 can be configured to switch between imaging devices to provide an optimal view. In various aspects, the imaging module 138 can be configured to integrate images from different imaging devices.

[00157] Vários processadores de imagens e dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente revelação são descritos na patente US n° 7.995.045 intitulada COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR, concedida em 9 de agosto de 2011 que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Além disso, a patente US n° 7.982.776, intitulada SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD, concedida em 19 de julho de 2011, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, descreve vários sistemas para remover artefatos de movimento dos dados de imagem. Tais sistemas podem ser integrados com o módulo de imageamento 138. Além desses, a publicação do pedido de patente US n° 2011/0306840, intitulada CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS, publicada em 15 de dezembro de 2011, e a publicação do pedido de patente US n° 2014/0243597, intitulada SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE, publicada em 28 de agosto de 2014, que estão, cada um das quais, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.[00157] Various image processors and imaging devices suitable for use with the present disclosure are described in US Patent No. 7,995,045 entitled COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR, issued August 9, 2011, which is incorporated herein by way of reference in its entirety. Additionally, US Patent No. 7,982,776, entitled SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD, issued July 19, 2011, which is incorporated herein by reference in its entirety, describes various systems for removing motion artifacts from image data. Such systems can be integrated with the imaging module 138. In addition, the publication of US patent application No. 2011/0306840, entitled CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS, published on December 15, 2011, and the publication of the application US Patent No. 2014/0243597, entitled SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE, published on August 28, 2014, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00158] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos 201 que compreende um controlador central de comunicação modular 203 configurado para conectar dispositivos modulares situados em uma ou mais salas de cirurgia de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços públicos especialmente equipada para operações cirúrgicas, a um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213 acoplado a um dispositivo de armazenamento 205). Em um aspecto, o controlador central de comunicação modular 203 compreende um controlador central de rede 207 e/ou uma chave de rede 209 em comunicação com um roteador de rede. O controlador central de comunicação modular 203 também pode ser acoplado a um sistema de computador local 210 para fornecer processamento de computador local e manipulação de dados. A rede de dados cirúrgicos 201 pode ser configurada como uma rede passiva, inteligente, ou de comutação. Uma rede de dados cirúrgicos passiva serve como um conduto para os dados, permitindo que os dados sejam transmitidos de um dispositivo (ou segmento) para um outro e para os recursos de computação em nuvem. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente inclui recursos para permitir que o tráfego passe através da rede de dados cirúrgicos a serem monitorados e para configurar cada porta no controlador central de rede 207 ou chave de rede 209. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente pode ser chamada de um controlador central ou chave controlável. Um controlador central de chaveamento lê o endereço de destino de cada pacote e então encaminha o pacote para a porta correta.[00158] Figure 8 illustrates a surgical data network 201 comprising a central modular communications controller 203 configured to connect modular devices located in one or more operating rooms of a healthcare facility, or any environment in a healthcare facility. public services specially equipped for surgical operations, to a cloud-based system (e.g., cloud 204 which may include a remote server 213 coupled to a storage device 205). In one aspect, the modular communication core controller 203 comprises a network core controller 207 and/or a network switch 209 communicating with a network router. The central modular communications controller 203 may also be coupled to a local computer system 210 to provide local computer processing and data manipulation. The surgical data network 201 can be configured as a passive, intelligent, or switching network. A passive surgical data network serves as a conduit for data, allowing data to be transmitted from one device (or thread) to another and to cloud computing resources. An intelligent surgical data network includes features for allowing traffic to pass through the surgical data network to be monitored and for configuring each port on the central network controller 207 or network switch 209. An intelligent surgical data network may be referred to as a central controller or controllable switch. A central switching controller reads the destination address of each packet and then forwards the packet to the correct port.

[00159] Os dispositivos modulares 1a a 1n situados na sala de operação podem ser acoplados ao controlador central de comunicação modular 203. O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 podem ser acoplados a um roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 1a a 1n à nuvem 204 ou ao sistema de computador local 210. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem ser transferidos para computadores baseados em nuvem através do roteador para processamento e manipulação remota dos dados. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais. Os dispositivos modulares 2a a 2m situados na mesma sala de operação também podem ser acoplados a uma chave de rede 209. A chave de rede 209 pode ser acoplada ao controlador central de rede 207 e/ou ao roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 2a a 2m à nuvem 204. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2n podem ser transferidos para a nuvem 204 através do roteador de rede 211 para o processamento e manipulação dos dados. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2m podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais.[00159] Modular devices 1a to 1n located in the operating room can be coupled to the modular communication central controller 203. The central network controller 207 and/or the network switch 209 can be coupled to a network router 211 to connect devices 1a through 1n to cloud 204 or local computer system 210. Data associated with devices 1a through 1n can be transferred to cloud-based computers via the router for remote processing and manipulation of the data. Data associated with devices 1a through 1n may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation. Modular devices 2a to 2m located in the same operating room can also be coupled to a network switch 209. The network switch 209 can be coupled to the central network controller 207 and/or the network router 211 to connect the devices 2a to 2m to cloud 204. Data associated with devices 2a to 2n may be transferred to cloud 204 via network router 211 for processing and manipulation of the data. Data associated with devices 2a to 2m may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation.

[00160] Será entendido que a rede de dados cirúrgicos 201 pode ser expandida pela interconexão dos múltiplos controladores centrais de rede 207 e/ou das múltiplas chaves de rede 209 com múltiplos roteadores de rede 211. O controlador central de comunicação modular 203 pode estar contido em uma torre de controle modular configurada para receber múltiplos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. O sistema de computador local 210 também pode estar contido em uma torre de controle modular. O controlador central de comunicação modular 203 é conectado a uma tela 212 para exibir as imagens obtidas por alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, por exemplo, durante os procedimentos cirúrgicos. Em vários aspectos, os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem incluir, por exemplo, vários módulos como um módulo de imageamento 138 acoplado a um endoscópio, um módulo gerador 140 acoplado a um dispositivo cirúrgico baseados em energia, um módulo de evacuação de fumaça 126, um módulo de sucção/irrigação 128, um módulo de comunicação 130, um módulo de processador 132, uma matriz de armazenamento 134, um dispositivo cirúrgico acoplado a uma tela e/ou um módulo de sensor sem contato, entre outros dispositivos modulares que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 da rede de dados cirúrgicos 201.[00160] It will be understood that the surgical data network 201 may be expanded by interconnecting multiple central network controllers 207 and/or multiple network switches 209 with multiple network routers 211. The central modular communications controller 203 may be contained in a modular control tower configured to receive multiple devices 1a to 1n/2a to 2m. The local computer system 210 may also be contained in a modular control tower. The central modular communication controller 203 is connected to a screen 212 to display images obtained by some of the devices 1a to 1n/2a to 2m, for example, during surgical procedures. In various aspects, devices 1a to 1n/2a to 2m may include, for example, various modules such as an imaging module 138 coupled to an endoscope, a generator module 140 coupled to a power-based surgical device, a smoke 126, a suction/irrigation module 128, a communication module 130, a processor module 132, a storage array 134, a surgical device coupled to a display and/or a contactless sensor module, among other modular devices which can be connected to the central modular communication controller 203 of the surgical data network 201.

[00161] Em um aspecto, a rede de dados cirúrgicos 201 pode compreender uma combinação de controladores centrais de rede, chaves de rede e roteadores de rede que conectam os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m à nuvem. Qualquer um ou todos os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m acoplados ao controlador central de rede ou chave de rede podem coletar dados em tempo real e transferir dados para computadores em nuvem para processamento e manipulação de dados. Será entendido que a computação em nuvem depende do compartilhamento dos recursos de computação em vez de ter servidores locais ou dispositivos pessoais para lidar com aplicações de software. A palavra "nuvem" pode ser usada como uma metáfora para "a Internet", embora o termo não seja limitado como tal. Consequentemente, o termo "computação em nuvem" pode ser usado aqui para se referir a "um tipo de computação baseada na Internet", em que diferentes serviços - como servidores, armazenamento, e aplicativos - são aplicados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 situados na sala de cirurgia (por exemplo, um sala ou espaço fixo, móvel, temporário, ou campo de operação) e aos dispositivos conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 através da Internet. A infraestrutura de nuvem pode ser mantida por um fornecedor de serviços em nuvem. Neste contexto, o fornecedor de serviços em nuvem pode ser a entidade que coordena o uso e controle dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m localizados em uma ou mais salas de operação. Os serviços de computação em nuvem podem realizar um grande número de cálculos com base nos dados coletados por instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs, e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operação. O hardware do controlador central permite que múltiplos dispositivos ou conexões sejam conectados a um computador que se comunica com os recursos de computação e armazenamento em nuvem.[00161] In one aspect, the surgical data network 201 may comprise a combination of central network controllers, network switches, and network routers that connect devices 1a to 1n/2a to 2m to the cloud. Any or all 1a to 1n/2a to 2m devices coupled to the central network controller or network switch can collect real-time data and transfer data to cloud computers for data processing and manipulation. It will be understood that cloud computing relies on sharing computing resources rather than having local servers or personal devices to handle software applications. The word "cloud" can be used as a metaphor for "the Internet", although the term is not limited as such. Consequently, the term "cloud computing" can be used here to refer to "a type of Internet-based computing" in which different services - such as servers, storage, and applications - are applied to the central modular communications controller 203 and /or to the computer system 210 located in the operating room (e.g., a fixed, mobile, temporary room or space, or operating field) and to devices connected to the central modular communications controller 203 and/or the computer system 210 through the Internet. Cloud infrastructure can be maintained by a cloud service provider. In this context, the cloud service provider may be the entity that coordinates the use and control of the 1a to 1n/2a to 2m devices located in one or more operating rooms. Cloud computing services can perform a large number of calculations based on data collected by intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. Central controller hardware allows multiple devices or connections to be connected to a computer that communicates with cloud computing and storage resources.

[00162] A aplicação de técnicas de processamento de dados de computador em nuvem nos dados coletados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, a rede de dados cirúrgicos fornece melhor resultados cirúrgicos, custos reduzidos, e melhor satisfação do paciente. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para visualizar os estados do tecido para avaliar a ocorrência de vazamentos ou perfusão de tecido vedado após um procedimento de vedação e corte do tecido. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para identificar a patologia, como os efeitos de doenças, com o uso da computação baseada em nuvem para examinar dados incluindo imagens de amostras de tecido corporal para fins de diagnóstico. Isso inclui confirmação da localização e margem do tecido e fenótipos. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m pode ser usado para identificar estruturas anatômicas do corpo com o uso de uma variedade de sensores integrados com dispositivos de imageamento e técnicas como a sobreposição de imagens capturadas por múltiplos dispositivos de imageamento. Os dados colhidos pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, incluindo os dados de imagem, podem ser transferidos para a nuvem 204 ou o sistema de computador local 210 ou ambos para processamento e manipulação de dados incluindo processamento e manipulação de imagem. Os dados podem ser analisados para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico por determinação de se tratamento adicional, como aplicação de intervenção endoscópica, tecnologias emergentes, uma radiação direcionada, intervenção direcionada, robóticas precisas a sítios e condições específicas de tecido, podem ser seguidas. Essa análise de dados pode usar adicionalmente processamento analítico dos resultados, e com o uso de abordagens padronizadas podem fornecer retroinformação padronizado benéfico tanto para confirmar tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião ou sugerir modificações aos tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião.[00162] Applying cloud computer data processing techniques to the data collected by devices 1a to 1n/2a to 2m, the surgical data network provides better surgical results, reduced costs, and improved patient satisfaction. At least some of the devices 1a to 1n/2a to 2m can be used to visualize tissue states to assess the occurrence of leaks or perfusion of sealed tissue following a tissue sealing and cutting procedure. At least some of the devices 1a to 1n/2a to 2m can be used to identify pathology, such as the effects of disease, using cloud-based computing to examine data including images of body tissue samples for diagnostic purposes. This includes confirmation of tissue location and margin and phenotypes. At least some of the devices 1a to 1n/2a to 2m can be used to identify anatomical structures of the body using a variety of sensors integrated with imaging devices and techniques such as superimposing images captured by multiple imaging devices. Data collected by devices 1a to 1n/2a to 2m, including image data, may be transferred to the cloud 204 or the local computer system 210 or both for data processing and manipulation including image processing and manipulation. The data can be analyzed to improve the results of the surgical procedure by determining whether additional treatment, such as application of endoscopic intervention, emerging technologies, targeted radiation, targeted intervention, precise robotics to specific tissue sites and conditions, can be followed. Such data analysis can additionally use analytical processing of the results, and with the use of standardized approaches can provide beneficial standardized feedback to either confirm surgical treatments and surgeon behavior or suggest modifications to surgical treatments and surgeon behavior.

[00163] Em uma implementação, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 através de um canal com fio ou um canal sem fio dependendo da configuração dos dispositivos 1a a 1n em um controlador central de rede. O controlador central de rede 207 pode ser implementado, em um aspecto, como um dispositivo de transmissão de rede local que atua sobre a camada física do modelo OSI ("open system interconnection", ou interconexão de sistemas abertos). O controlador central de rede fornece conectividade aos dispositivos 1a a 1n situados na mesma rede da sala de operação. O controlador central de rede 207 coleta dados sob a forma de pacotes e os envia para o roteador em modo "half-duplex". O controlador central de rede 207 não armazena nenhum controle de acesso a mídias/protocolo da Internet (MAC/IP) para transferir os dados de dispositivo. Apenas um dos dispositivos 1a a 1n por vez pode enviar dados através do controlador central de rede 207. O controlador central de rede 207 não tem tabelas de roteamento ou inteligência acerca de onde enviar informações e transmite todos os dados da rede através de cada conexão e a um servidor remoto 213 (Figura 9) na nuvem 204. O controlador central de rede 207 pode detectar erros básicos de rede, como colisões, mas ter todas as informações transmitidas para múltiplas portas de entrada pode ser um risco de segurança e provocar estrangulamentos.[00163] In one implementation, operating room devices 1a to 1n may be connected to the modular communication central controller 203 via a wired channel or a wireless channel depending on the configuration of devices 1a to 1n on a central operating room controller 203. network. The central network controller 207 may be implemented, in one aspect, as a local network transmission device that acts on the physical layer of the OSI ("open system interconnection") model. The central network controller provides connectivity to devices 1a through 1n located on the same network as the operating room. The central network controller 207 collects data in the form of packets and sends it to the router in "half-duplex" mode. The central network controller 207 does not store any media access control/Internet Protocol (MAC/IP) for transferring device data. Only one of devices 1a through 1n at a time can send data through the central network controller 207. The central network controller 207 has no routing tables or intelligence about where to send information and transmits all network data through each connection and to a remote server 213 (Figure 9) in cloud 204. The central network controller 207 can detect basic network errors such as collisions, but having all information transmitted to multiple input ports can be a security risk and cause bottlenecks.

[00164] Em uma outra implementação, os dispositivos de sala de operação 2a a 2m podem ser conectados a uma chave de rede 209 através de um canal com ou sem fio. A chave de rede 209 funciona na camada de conexão de dados do modelo OSI. A chave de rede 209 é um dispositivo multicast para conectar os dispositivos 2a a 2m localizados no mesmo centro de operação à rede. A chave de rede 209 envia dados sob a forma de quadros para o roteador de rede 211 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos 2a a 2m podem enviar dados ao mesmo tempo através da chave de rede 209. A chave de rede 209 armazena e usa endereços MAC dos dispositivos 2a a 2m para transferir dados.[00164] In another implementation, operating room devices 2a to 2m may be connected to a network switch 209 via a wired or wireless channel. Network key 209 works at the data connection layer of the OSI model. Network switch 209 is a multicast device for connecting devices 2a to 2m located in the same operation center to the network. The network switch 209 sends data in the form of frames to the network router 211 and operates in full duplex mode. Multiple devices 2a to 2m can send data at the same time via network switch 209. Network switch 209 stores and uses MAC addresses of devices 2a to 2m to transfer data.

[00165] O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 são acoplados ao roteador de rede 211 para uma conexão com a nuvem 204. O roteador de rede 211 funciona na camada de rede do modelo OSI. O roteador de rede 211 cria uma rota para transmitir pacotes de dados recebidos do controlador central de rede 207 e/ou da chave de rede 211 para um computador com recursos em nuvem para futuro processamento e manipulação dos dados coletados por qualquer um dentre ou todos os dispositivos 1a a 1n/ 2a a 2m. O roteador de rede 211 pode ser usado para conectar duas ou mais redes diferentes situadas em locais diferentes, como, por exemplo, diferentes salas de operação da mesma instalação de serviços de saúde ou diferentes redes localizadas em diferentes salas de operação das diferentes instalações de serviços de saúde. O roteador de rede 211 envia dados sob a forma de pacotes para a nuvem 204 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos podem enviar dados ao mesmo tempo. O roteador de rede 211 usa endereços IP para transferir dados.[00165] The central network controller 207 and/or the network switch 209 are coupled to the network router 211 for a connection to the cloud 204. The network router 211 functions at the network layer of the OSI model. The network router 211 creates a route to transmit data packets received from the central network controller 207 and/or the network switch 211 to a computer with cloud capabilities for further processing and manipulation of the data collected by any or all of the devices 1a to 1n/ 2a to 2m. Network router 211 can be used to connect two or more different networks located in different locations, such as different operating rooms of the same healthcare facility or different networks located in different operating rooms of different healthcare facilities. of health. The network router 211 sends data in the form of packets to the cloud 204 and operates in full duplex mode. Multiple devices can send data at the same time. The network router 211 uses IP addresses to transfer data.

[00166] Em um exemplo, o controlador central de rede 207 pode ser implementado como um controlador central USB, o que permite que múltiplos dispositivos USB sejam conectados a um computador hospedeiro. O controlador central de USB pode expandir uma única porta USB em vários níveis de modo que haja mais portas disponíveis para conectar os dispositivos ao computador hospedeiro do sistema. O controlador central de rede 207 pode incluir recursos com fio ou sem fio para receber informações sobre um canal com fio ou um canal sem fio. Em um aspecto, um protocolo sem fio de comunicação de rádio sem fio, de banda larga e de curto alcance USB sem fio pode ser usado para comunicação entre os dispositivos 1a a 1n e os dispositivos 2a a 2m situados na sala de operação.[00166] In one example, the network core controller 207 can be implemented as a USB core controller, which allows multiple USB devices to be connected to a host computer. The USB core controller can expand a single USB port by multiple levels so that more ports are available to connect devices to the system's host computer. The central network controller 207 may include wired or wireless capabilities for receiving information about a wired channel or a wireless channel. In one aspect, a wireless, broadband, short-range USB wireless radio communication protocol may be used for communication between devices 1a to 1n and devices 2a to 2m situated in the operating room.

[00167] Em outros exemplos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m pode se comunicar com ao controlador central de comunicação modular 203 através de tecnologia Bluetooth sem fio padrão para troca de dados ao longo de curtas distâncias (com o uso de ondas de rádio UHF de comprimento de onda curta na banda ISM de 2,4 a 2,485 GHz) de dispositivos fixos e móveis e construir redes de área pessoal (PANs, "personal area networks"). Em outros aspectos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m podem se comunicar com o controlador central de comunicação modular 203 através de um número de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), e Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, e derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.[00167] In other examples, operating room devices 1a to 1n/2a to 2m may communicate with the central modular communication controller 203 via standard wireless Bluetooth technology to exchange data over short distances (with the using short-wavelength UHF radio waves in the ISM band 2.4 to 2.485 GHz) from fixed and mobile devices and building personal area networks (PANs). In other aspects, operating room devices 1a to 1n/2a to 2m may communicate with the modular communication central controller 203 via a number of wireless and wired communication standards or protocols, including but not limited to a, Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, long-term evolution (LTE), and Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM , GPRS, CDMA, TDMA, DECT, and Ethernet derivatives thereof, as well as any other wireless and wired protocols that are designated as 3G, 4G, 5G, and beyond. The computing module may include a plurality of communication modules. For example, a first communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication module may be dedicated to longer-range wireless communications such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA , WiMAX, LTE, Ev-DO, and others.

[00168] O controlador central de comunicação modular 203 pode servir como uma conexão central para um ou todos os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m e lida com um tipo de dados conhecido como quadros. Os quadros transportam os dados gerados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. Quando um quadro é recebido pelo controlador central de comunicação modular 203, ele é amplificado e transmitido para o roteador de rede 211, que transfere os dados para os recursos de computação em nuvem com o uso de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio ou com fio, conforme aqui descrito.[00168] The central modular communications controller 203 can serve as a central connection for one or all of the operating room devices 1a to 1n/2a to 2m and handles a type of data known as frames. The frames carry data generated by devices 1a to 1n/2a to 2m. When a frame is received by the central modular communications controller 203, it is amplified and transmitted to the network router 211, which transfers the data to cloud computing resources using a series of wireless communication standards or protocols. or wired, as described here.

[00169] O controlador central de comunicação modular 203 pode ser usado como um dispositivo independente ou ser conectado a controladores centrais de rede e chaves de rede compatíveis para formar uma rede maior. O controlador central de comunicação modular 203 é, em geral, fácil de instalar, configurar e manter, o que o torna uma boa opção para operações em rede dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m da sala de operação.[00169] The modular communication core controller 203 can be used as a stand-alone device or be connected to compatible network core controllers and network switches to form a larger network. The Modular Communication Central Controller 203 is generally easy to install, configure and maintain, making it a good choice for networked operations of devices 1a to 1n/2a to 2m from the operating room.

[00170] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 200. O sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 é similar em muitos aspectos ao sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 100. Por exemplo, o sistema cirúrgico, interativo, implementado por computador 200 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 202, que são similares em muitos aspectos aos sistemas cirúrgicos 102. Cada sistema cirúrgico 202 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 206 em comunicação com uma nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213. Em um aspecto, o sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 compreende uma torre de controle modular 236 conectada a múltiplos dispositivos de sala de operação como, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operações. Conforme mostrado na Figura 10, a torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203 acoplado a um sistema de computador 210. Conforme ilustrado no exemplo da Figura 9, a torre de controle modular 236 é acoplada a um módulo de imageamento 238 que é acoplado a um endoscópio 239, um módulo gerador 240 que é acoplado a um dispositivo de energia 241, um módulo de evacuação de fumaça 226, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo de processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um dispositivo/instrumento inteligente 235 opcionalmente acoplado a uma tela 237, e um módulo de sensor sem contato 242. Os dispositivos da sala de operação são acoplados aos recursos de computação em nuvem e ao armazenamento de dados através da torre de controle modular 236. O controlador central robótico 222 também pode ser conectado à torre de controle modular 236 e aos recursos de computação em nuvem. Os dispositivos/instrumentos 235, sistemas de visualização 208, entre outros, podem ser acoplados à torre de controle modular 236 por meio de padrões ou protocoles de comunicação com fio ou sem fio, conforme descrito na presente invenção. A torre de controle modular 236 pode ser acoplada a uma tela do controlador central 215 (por exemplo, monitor, tela) para exibir e sobrepor imagens recebidas do módulo de imageamento, tela do dispositivo/instrumento e/ou outros sistemas de visualização 208. A tela do controlador central também pode exibir os dados recebidos dos dispositivos conectados à torre de controle modular em conjunto com imagens e imagens sobrepostas.[00170] Figure 9 illustrates a computer-implemented interactive surgical system 200. The computer-implemented interactive surgical system 200 is similar in many respects to the computer-implemented interactive surgical system 100. For example, the computer-implemented interactive surgical system per computer 200 includes one or more surgical systems 202, which are similar in many respects to surgical systems 102. Each surgical system 202 includes at least one central surgical controller 206 in communication with a cloud 204 that may include a remote server 213. In a In this aspect, the computer-implemented interactive surgical system 200 comprises a modular control tower 236 connected to multiple operating room devices, such as intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. As shown in Figure 10, the modular control tower 236 comprises a modular communications central controller 203 coupled to a computer system 210. As illustrated in the example of Figure 9, the modular control tower 236 is coupled to an imaging module 238 which is coupled to an endoscope 239, a generator module 240 which is coupled to a power device 241, a smoke evacuation module 226, a suction/irrigation module 228, a communication module 230, a processor module 232, a storage array 234, a smart device/instrument 235 optionally coupled to a display 237, and a contactless sensor module 242. The operating room devices are coupled to cloud computing resources and data storage via the tower modular control tower 236. The robotic central controller 222 can also be connected to the modular control tower 236 and cloud computing resources. Devices/instruments 235, visualization systems 208, among others, can be coupled to the modular control tower 236 through wired or wireless communication standards or protocols, as described in the present invention. The modular control tower 236 may be coupled to a central controller display 215 (e.g., monitor, display) to display and overlay images received from the imaging module, device/instrument display, and/or other display systems 208. The central controller's screen can also display data received from devices connected to the modular control tower together with images and superimposed images.

[00171] A Figura 10 ilustra um controlador cirúrgico central 206 que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular 236. A torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203, por exemplo, um dispositivo de conectividade de rede, e um sistema de computador 210 para fornecer processamento, visualização e imageamento locais, por exemplo. Conforme mostrado na Figura 10, o controlador central de comunicação modular 203 pode ser conectado em uma configuração em camadas para expandir o número de módulos (por exemplo, dispositivos) que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e transferir para o sistema de computador 210 dados associados aos módulos, recursos de computação em nuvem, ou ambos. Conforme mostrado na Figura 10, cada um dos controladores centrais/chaves de rede no controlador central de comunicação modular 203 inclui três portas a jusante e uma porta a montante. O controlador central/chave de rede a montante é conectado a um processador para fornecer uma conexão de comunicação com a recursos de computação em nuvem e uma tela local 217. A comunicação com a nuvem 204 pode ser feita através de um canal de comunicação com fio ou sem fio.[00171] Figure 10 illustrates a central surgical controller 206 comprising a plurality of modules coupled to the modular control tower 236. The modular control tower 236 comprises a modular central communication controller 203, e.g., a network connectivity device , and a computer system 210 for providing local processing, visualization and imaging, for example. As shown in Figure 10, the modular communications core controller 203 may be connected in a layered configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that can be connected to the modular communications core controller 203 and transfer to the system. computer 210 data associated with modules, cloud computing resources, or both. As shown in Figure 10, each of the central controllers/network switches in the modular communication central controller 203 includes three downstream ports and one upstream port. The central controller/upstream network switch is connected to a processor to provide a communication connection to the cloud computing resources and a local display 217. Communication with the cloud 204 may be done via a wired communication channel or wireless.

[00172] O controlador cirúrgico central 206 emprega um módulo de sensor sem contato 242 para medir as dimensões da sala de operação e gerar um mapa da sala cirúrgica com o uso de dispositivos de medição sem contato do tipo laser ou ultrassônico. Um módulo de sensor sem contato baseado em ultrassom escaneia a sala de operação transmitindo uma rajada de ultrassom e recebendo o eco quando este ricocheteia nas paredes circundantes de uma sala de operação, conforme descrito sob o título "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" no pedido de patente provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade, sendo o módulo de sensor configurado para determinar o tamanho da sala de operação e para ajustar os limites da distância de pareamento de Bluetooth. Um módulo de sensor sem contato baseado em laser escaneia a sala de operação transmitindo pulsos de luz laser, recebendo pulsos de luz laser que ricocheteiam das paredes do perímetro da sala de operação, e comparando a fase do pulso transmitido com o pulso recebido para determinar o tamanho da sala de operação e ajustar os limites de distância de pareamento de Bluetooth, por exemplo.[00172] The central surgical controller 206 employs a non-contact sensor module 242 to measure the dimensions of the operating room and generate a map of the operating room using laser or ultrasonic type non-contact measuring devices. An ultrasound-based contactless sensor module scans the operating room by transmitting a burst of ultrasound and receiving the echo as it bounces off the surrounding walls of an operating room, as described under the heading "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room." in US provisional patent application serial no. 62/611,341, entitled INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, filed on December 28, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety, the sensor module being configured to determine the size of the room operation and to adjust the Bluetooth pairing distance limits. A laser-based non-contact sensor module scans the operating room by transmitting pulses of laser light, receiving pulses of laser light that bounce off the perimeter walls of the operating room, and comparing the phase of the transmitted pulse with the received pulse to determine the operating room size and adjust Bluetooth pairing distance limits, for example.

[00173] O sistema de computador 210 compreende um processador 244 e uma interface de rede 245. O processador 244 é acoplado a um módulo de comunicação 247, armazenamento 248, memória 249, memória não volátil 250, e interface de entrada/saída 251 através de um barramento de sistema. O barramento do sistema pode ser qualquer um dos vários tipos de estruturas de barramento, incluindo o barramento de memória ou controlador de memória, um barramento periférico ou barramento externo, e/ou barramento local que usa qualquer variedade de arquiteturas de barramento disponíveis incluindo, mas não se limitando a, barramento de 9 bits, arquitetura de padrão industrial (ISA), Micro-Charmel Architecture (MSA), ISA estendida (EISA), circuitos eletrônicos de drives inteligentes (IDE), barramento local VESA (VLB), interconexão de componentes periféricos (PCI), USB, porta gráfica avançada (AGP), barramento PCMCIA (Associação internacional de cartões de memória para computadores pessoais, "Personal Computer Memory Card International Association"), interface de sistemas para pequenos computadores (SCSI), ou qualquer outro barramento proprietário.[00173] The computer system 210 comprises a processor 244 and a network interface 245. The processor 244 is coupled to a communication module 247, storage 248, memory 249, non-volatile memory 250, and input/output interface 251 through of a system bus. The system bus can be any of several types of bus structures, including the memory bus or memory controller, a peripheral bus or external bus, and/or local bus that uses any variety of available bus architectures including, but not limited to, not limited to, 9-bit bus, industry standard architecture (ISA), Micro-Charmel Architecture (MSA), extended ISA (EISA), intelligent drive electronics (IDE), VESA local bus (VLB), interconnect peripheral components (PCI), USB, advanced graphics port (AGP), PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) bus, small computer systems interface (SCSI), or any another proprietary bus.

[00174] O processador 244 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.[00174] Processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex available from Texas Instruments. In one aspect, the processor may be a Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM processor, available from Texas Instruments, for example, which comprises an integrated memory of 256 KB single-cycle flash memory, or other non-volatile memory, up to 40 MHz. , a look-ahead buffer to optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single-cycle serial random access memory (SRAM), an internal read-only memory (ROM) loaded with the StellarisWare® program, 2 KB electrically erasable programmable readout (EEPROM), one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more analog quadrature encoder inputs (QEI), one or more analog to digital converters (ADC) 12-bit with 12 analogue input channels, details of which are available in the product datasheet.

[00175] Em um aspecto, o processador 244 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias baseadas em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis junto à Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.[00175] In one aspect, the processor 244 may comprise a security controller comprising two controller-based families, such as TMS570 and RM4x, known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, also available from Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety-critical applications, among others, to provide advanced integrated safety features while providing scalable performance, connectivity, and memory options.

[00176] A memória de sistema inclui memória volátil e memória não volátil. O sistema básico de entrada/saída (BIOS), contendo as rotinas básicas para transferir informações entre elementos dentro do sistema de computador, como durante a partida, é armazenado em memória não volátil. Por exemplo, a memória não volátil pode incluir ROM, ROM programável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM), EEPROM ou memória flash. A memória volátil inclui memória de acesso aleatório (RAM), que atua como memória cache externo. Além disso, a RAM está disponível em muitas formas como SRAM, RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM taxa de dados dobrada (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), e RAM direta Rambus RAM (DRRAM).[00176] System memory includes volatile memory and non-volatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines for transferring information between elements within the computer system, such as during startup, is stored in non-volatile memory. For example, non-volatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory includes random access memory (RAM), which acts as external cache memory. Furthermore, RAM is available in many forms such as SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), and direct RAM. Rambus RAM (DRRAM).

[00177] O sistema de computador 210 inclui também mídia de armazenamento de computador removível/não removível, volátil/não volátil, como, por exemplo, armazenamento de disco. O armazenamento de disco inclui, mas não se limita a, dispositivos como uma unidade de disco magnético, unidade de disco flexível, acionador de fita, acionador Jaz, acionador Zip, acionador LS-60, cartão de memória flash ou memória stick (pen-drive). Além disso, o disco de armazenamento pode incluir mídias de armazenamento separadamente ou em combinação com outras mídias de armazenamento incluindo, mas não se limitam a, uma unidade de disco óptico como um dispositivo ROM de disco compacto (CD-ROM) unidade de disco compacto gravável (CD-R Drive), unidade de disco compacto regravável (CD-RW drive), ou uma unidade ROM de disco digital versátil (DVD-ROM). Para facilitar a conexão dos dispositivos de armazenamento de disco com o barramento de sistema, uma interface removível ou não removível pode ser usada.[00177] Computer system 210 also includes removable/non-removable, volatile/non-volatile computer storage media, such as, for example, disk storage. Disk storage includes, but is not limited to, devices such as a magnetic disk drive, floppy disk drive, tape drive, Jaz drive, Zip drive, LS-60 drive, flash memory card, or memory stick. drive). Additionally, the storage disk may include storage media separately or in combination with other storage media including, but not limited to, an optical disk drive such as a compact disk ROM device (CD-ROM) compact disk drive recordable (CD-R Drive), rewritable compact disc drive (CD-RW drive), or a digital versatile disk ROM drive (DVD-ROM). To facilitate the connection of disk storage devices to the system bus, a removable or non-removable interface can be used.

[00178] Deve-se considerar que o sistema de computador 210 inclui um software que age como intermediário entre os usuários e os recursos básicos do computador descritos em um ambiente operacional adequado. Tal software inclui um sistema operacional. O sistema operacional, que pode ser armazenado no armazenamento de disco, atua para controlar e alocar recursos do sistema de computador. As aplicações de sistemas se beneficiam dos recursos de gerenciamento pelo sistema operacional através de módulos de programa e dados de programa armazenadas na memória do sistema ou no disco de armazenamento. Deve-se considerar que vários componentes aqui descritos podem ser implementados com vários sistemas operacionais ou combinações de sistemas operacionais.[00178] It should be considered that computer system 210 includes software that acts as an intermediary between users and the basic computer resources described in a suitable operating environment. Such software includes an operating system. The operating system, which can be stored on disk storage, acts to control and allocate computer system resources. System applications benefit from management capabilities by the operating system through program modules and program data stored in system memory or disk storage. It should be considered that various components described here can be implemented with various operating systems or combinations of operating systems.

[00179] Um usuário insere comandos ou informações no sistema de computador 210 através do(s) dispositivo(s) de entrada acoplado(s) à interface de E/S 251. Os dispositivos de entrada incluem, mas não se limitam a, um dispositivo apontador como um mouse, trackball, stylus, touchpad, teclado, microfone, joystick, bloco de jogo, placa de satélite, escâner, cartão sintonizador de TV, câmera digital, câmera de vídeo digital, câmera de web, e similares. Esses e outros dispositivos de entrada se conectam ao processador através do barramento de sistema através da(s) porta(s) de interface. As portas de interface incluem, por exemplo, uma porta serial, uma porta paralela, uma porta de jogo e um USB. Os dispositivos de saída usam alguns dos mesmos tipos de portas que os dispositivos de entrada. Dessa forma, por exemplo, uma porta USB pode ser usada para fornecer entrada ao sistema de computador e para fornecer informações do sistema de computador para um dispositivo de saída. Um adaptador de saída é fornecido para ilustrar que existem alguns dispositivos de saída como monitores, telas, alto- falantes, e impressoras, entre outros dispositivos de saída, que precisam de adaptadores especiais. Os adaptadores de saída incluem, a título de Ilustração e não de limitação, cartões de vídeo e som que fornecem um meio de conexão entre o dispositivo de saída e o barramento de sistema. Deve ser observado que outros dispositivos e/ou sistemas de dispositivos, como computadores remotos, fornecem capacidades de entrada e de saída.[00179] A user enters commands or information into computer system 210 through input device(s) coupled to I/O interface 251. Input devices include, but are not limited to, a pointing device such as a mouse, trackball, stylus, touchpad, keyboard, microphone, joystick, game pad, satellite card, scanner, TV tuner card, digital camera, digital video camera, web camera, and the like. These and other input devices connect to the processor via the system bus through the interface port(s). Interface ports include, for example, a serial port, a parallel port, a game port, and a USB. Output devices use some of the same types of ports as input devices. Thus, for example, a USB port can be used to provide input to the computer system and to provide information from the computer system to an output device. An output adapter is provided to illustrate that there are some output devices such as monitors, screens, speakers, and printers, among other output devices, that require special adapters. Output adapters include, by way of illustration and not limitation, video and sound cards that provide a means of connection between the output device and the system bus. It should be noted that other devices and/or device systems, such as remote computers, provide input and output capabilities.

[00180] O sistema de computador 210 pode operar em um ambiente em rede com o uso de conexões lógicas com um ou mais computadores remotos, como os computadores em nuvem, ou os computadores locais. Os computadores remotos em nuvem podem ser um computador pessoal, servidor, roteador, computador pessoal de rede, estação de trabalho, aparelho baseado em microprocessador, dispositivo de pares, ou outro nó de rede comum, e similares, e tipicamente incluem muitos ou todos os elementos descritos em relação ao sistema de computador. Para fins de brevidade, apenas um dispositivo de armazenamento de memória é ilustrado com o computador remoto. Os computadores remotos são logicamente conectados ao sistema de computador através de uma interface de rede e então fisicamente conectados através de uma conexão de comunicação. A interface de rede abrange redes de comunicação como redes de áreas locais (LANs) e redes de áreas amplas (WANs). As tecnologias LAN incluem interface de dados distribuída por fibra (FDDI), interface de dados distribuídos por cobre (CDDI), Ethernet/IEEE 802,3, anel de Token/IEEE 802,5 e similares. As tecnologias WAN incluem, mas não se limitam a, links de ponto a ponto, redes de comutação de circuito como redes digitais de serviços integrados (ISDN) e variações nos mesmos, redes de comutação de pacotes e linhas digitas de assinante (DSL).[00180] Computer system 210 can operate in a networked environment using logical connections with one or more remote computers, such as cloud computers, or local computers. Remote cloud computers may be a personal computer, server, router, network personal computer, workstation, microprocessor-based device, peer device, or other common network node, and the like, and typically include many or all of the elements described in relation to the computer system. For brevity, only one memory storage device is illustrated with the remote computer. Remote computers are logically connected to the computer system through a network interface and then physically connected through a communications connection. The network interface encompasses communication networks such as local area networks (LANs) and wide area networks (WANs). LAN technologies include Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Copper Distributed Data Interface (CDDI), Ethernet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, and the like. WAN technologies include, but are not limited to, point-to-point links, circuit-switched networks such as integrated services digital networks (ISDN) and variations thereof, packet-switched networks, and digital subscriber lines (DSL).

[00181] Em vários aspectos, o sistema de computador 210 da Figura 10, o módulo de imageamento 238 e/ou sistema de visualização 208, e/ou o módulo de processador 232 das Figuras 9 a 10, pode compreender um processador de imagem, motor de processamento de imagem, processador de mídia, ou qualquer especializada processador de sinal digital (DSP) usado para o processamento de imagens digitais. O processador de imagem pode empregar computação paralela com tecnologias de instrução única de múltiplos dados (SIMD) ou de múltiplas instruções de múltiplos dados (MIMD) para aumentar a velocidade e a eficiência. O motor de processamento de imagem digital pode executar uma série de tarefas. O processador de imagem pode ser um sistema em um circuito integrado com arquitetura de processador de múltiplos núcleos.[00181] In various aspects, the computer system 210 of Figure 10, the imaging module 238 and/or display system 208, and/or the processor module 232 of Figures 9 to 10, may comprise an image processor, image processing engine, media processor, or any specialized digital signal processor (DSP) used for processing digital images. The image processor can employ parallel computing with single instruction multiple data (SIMD) or multiple instruction multiple data (MIMD) technologies to increase speed and efficiency. The digital image processing engine can perform a number of tasks. The image processor may be a system on an integrated circuit with multi-core processor architecture.

[00182] A(s) conexão(ões) de comunicação refere(m)-se ao hardware/software usado para conectar a interface de rede ao barramento. Embora a conexão de comunicação seja mostrada para clareza ilustrativa dentro do sistema de computador, ela também pode ser externa ao sistema de computador 210. O hardware/software necessário para a ligação à interface de rede inclui, apenas para fins ilustrativos, tecnologias internas e externas como modems, incluindo modems de série de telefone regulares, modems de cabo e modems DSL, adaptadores de ISDN e cartões Ethernet.[00182] The communication connection(s) refers to the hardware/software used to connect the network interface to the bus. Although the communications connection is shown for illustrative clarity within the computer system, it may also be external to the computer system 210. The hardware/software required for connection to the network interface includes, for illustrative purposes only, internal and external technologies such as modems, including regular telephone series modems, cable modems and DSL modems, ISDN adapters and Ethernet cards.

[00183] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos funcionais de um aspecto de um dispositivo de controlador central de rede USB 300, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. No aspecto ilustrado, o dispositivo de controlador central de rede USB 300 usa um controlador central de circuito integrado TUSB2036 disponível junto à Texas Instruments. O controlador central de rede USB 300 é um dispositivo CMOS que fornece uma porta de transceptor USB a montante 302 e até três portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 em conformidade com a especificação USB 2.0. A porta de transceptor USB a montante 302 é uma porta-raiz de dados diferenciais que compreende uma entrada de dados diferenciais "menos" (DM0) pareada com uma entrada de dados diferenciais "mais" (DP0). As três portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são portas de dados diferenciais, sendo que cada porta inclui saídas de dados diferenciais "mais" (DP1-DP3) pareadas com saídas de dados diferenciais "menos" (DM1-DM3).[00183] Figure 11 illustrates a functional block diagram of one aspect of a USB network central controller device 300, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In the illustrated aspect, the USB 300 network central controller device uses a TUSB2036 integrated circuit central controller available from Texas Instruments. The USB network core controller 300 is a CMOS device that provides one upstream USB transceiver port 302 and up to three downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 in compliance with the USB 2.0 specification. The upstream USB transceiver port 302 is a differential data root port comprising a "minus" differential data input (DM0) paired with a "plus" differential data input (DP0). The three downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 are differential data ports, with each port including "plus" differential data outputs (DP1-DP3) paired with "minus" differential data outputs (DM1-DM3). .

[00184] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 é implementado com uma máquina de estado digital em vez de um microcontrolador, e nenhuma programação de firmware é necessária. Os transceptores USB totalmente compatíveis são integrados no circuito para a porta do transceptor USB a montante 302 e todas as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308. As portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 suportam tanto os dispositivos de velocidade total como de baixa velocidade configurando automaticamente a taxa de varredura de acordo com a velocidade do dispositivo fixado às portas. O dispositivo de controlador central de rede USB 300 pode ser configurado em modo alimentado por barramento ou em modo autoalimentado e inclui uma lógica de energia do controlador central 312 para gerenciar a potência.[00184] The USB network core controller device 300 is implemented with a digital state machine instead of a microcontroller, and no firmware programming is required. Fully compatible USB transceivers are integrated into the circuitry for the upstream USB transceiver port 302 and all downstream USB transceiver ports 304, 306, 308. The downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 support both full speed or low speed by automatically configuring the scan rate according to the speed of the device attached to the ports. The USB network central controller device 300 may be configured in bus-powered mode or self-powered mode and includes central controller power logic 312 to manage power.

[00185] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 inclui um motor de interface serial 310 (SIE). O SIE 310 é a extremidade frontal do hardware do controlador central de rede USB 300 e lida com a maior parte do protocolo descrito no capítulo 8 da especificação USB. O SIE 310 tipicamente compreende a sinalização até o nível da transação. As funções que ele maneja poderiam incluir: reconhecimento de pacote, sequenciamento de transação, SOP, EOP, RESET, e RESUME a detecção/geração de sinais, separação de relógio/dados, codificação/descodificação de dados não retorno a zero invertido (NRZI), geração e verificação de CRC (token e dados), geração e verificação/descodificação de pacote ID (PID), e/ou conversão série- paralelo/paralelo-série. O SIE 310 recebe uma entrada de relógio 314 e é acoplado a um circuito de lógica suspender/retomar e temporizador de quadro 316 e a um circuito de repetição do controlador central 318 para controlar a comunicação entre a porta do transceptor USB a montante 302 e as portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 através dos circuitos de lógica de porta 320, 322, 324. O SIE 310 é acoplado a um decodificador de comando 326 através da lógica de interface para controlar os comandos a partir de uma memória EEPROM serial através de uma interface de EEPROM serial 330.[00185] The USB network core controller device 300 includes a serial interface engine 310 (SIE). The SIE 310 is the hardware front end of the USB 300 central network controller and handles most of the protocol described in chapter 8 of the USB specification. SIE 310 typically comprises signaling down to the transaction level. The functions it handles could include: packet recognition, transaction sequencing, SOP, EOP, RESET, and RESUME signal detection/generation, clock/data separation, non-reverse-zero data encoding/decoding (NRZI) , generation and verification of CRC (token and data), generation and verification/decoding of packet ID (PID), and/or series-parallel/parallel-series conversion. The SIE 310 receives a clock input 314 and is coupled to a suspend/resume and frame timer logic circuit 316 and a central controller replay circuit 318 to control communication between the upstream USB transceiver port 302 and the downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 via port logic circuits 320, 322, 324. The SIE 310 is coupled to a command decoder 326 via interface logic to control commands from an EEPROM memory serial via a 330 serial EEPROM interface.

[00186] Em vários aspectos, o controlador central de rede USB 300 pode conectar 127 as funções configuradas em até seis camadas (níveis) lógicas a um único computador. Além disso, o controlador central de rede USB 300 pode conectar todos os periféricos com o uso de um cabo de quatro fios padronizado que fornece tanto comunicação como distribuição de potência. As configurações de potência são modos alimentados por barramento e autoalimentados. O controlador central de rede USB 300 pode ser configurado para suportar quatro modos de gerenciamento de potência: um controlador central alimentado por barramento, com gerenciamento de potência de porta individual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas, e o controlador central autoalimentado, com gerenciamento de energia de porta individual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas. Em um aspecto, com o uso de um cabo USB, o controlador central de rede de USB 300, a porta de transceptor USB a montante 302 é plugada em um controlador de hospedeiro USB, e as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são expostas para conectar dispositivos compatíveis de USB, e assim por diante.[00186] In various aspects, the USB central network controller 300 can connect 127 functions configured in up to six logical layers (levels) to a single computer. Additionally, the USB 300 central network controller can connect all peripherals using a standardized four-wire cable that provides both communication and power distribution. The power settings are bus-powered and self-powered modes. The USB 300 network central controller can be configured to support four power management modes: a bus-powered central controller, with individual port power management or grouped port power management, and the self-powered central controller, with power management. individual port power or grouped port power management. In one aspect, using a USB cable, the USB network core controller 300, the upstream USB transceiver port 302 is plugged into a USB host controller, and the downstream USB transceiver ports 304, 306, 308 are exposed to connect compatible USB devices, and so on.

Hardware do instrumento cirúrgicoSurgical Instrument Hardware

[00187] A Figura 12 ilustra um diagrama lógico de um módulo de um sistema de controle 470 de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com um ou mais aspectos da presente revelação. O sistema 470 compreende um circuito de controle. O circuito de controle inclui um microcontrolador 461 que compreende um processador 462 e uma memória 468. Um ou mais dos sensores 472, 474, 476, por exemplo, fornecem retroinformação em tempo real para o processador 462. Um motor 482, acionado por um acionador do motor 492, acopla operacionalmente um membro de deslocamento longitudinalmente móvel para acionar um braço de aperto do membro de fechamento. Um sistema de rastreamento 480 é configurado para determinar a posição do membro de deslocamento longitudinalmente móvel. As informações de posição são fornecidas para o processador 462, que pode ser programado ou configurado para determinar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel bem como a posição do membro de fechamento. Motores adicionais podem ser fornecidos na interface do acionador de ferramenta para controlar a trajetória de fechamento do tubo, a rotação do eixo de acionamento, a articulação, ou o fechamento do braço de aperto, ou uma combinação dos mesmos. Uma tela 473 exibe uma variedade de condições de operação dos instrumentos e pode incluir funcionalidade de tela sensível ao toque para entrada de dados. As informações exibidas na tela 473 podem ser sobrepostas com imagens capturadas através de módulos de imageamento endoscópicos.[00187] Figure 12 illustrates a logical diagram of a module of a control system 470 of a surgical instrument or tool, in accordance with one or more aspects of the present disclosure. System 470 comprises a control circuit. The control circuit includes a microcontroller 461 comprising a processor 462 and a memory 468. One or more of sensors 472, 474, 476, for example, provide real-time feedback to the processor 462. A motor 482, driven by a driver of motor 492, operatively couples a longitudinally movable displacement member to drive a clamping arm of the closing member. A tracking system 480 is configured to determine the position of the longitudinally movable displacement member. Position information is provided to processor 462, which can be programmed or configured to determine the position of the longitudinally movable drive member as well as the position of the closure member. Additional motors may be provided at the tool driver interface to control the tube closing trajectory, drive shaft rotation, pivoting, or clamping arm closing, or a combination thereof. A screen 473 displays a variety of instrument operating conditions and may include touch screen functionality for data entry. Information displayed on screen 473 may be overlaid with images captured through endoscopic imaging modules.

[00188] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o microcontrolador principal 461 pode ser um processador LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório em série de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória programável e apagável eletricamente só de leitura (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), e/ou um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.[00188] In one aspect, the microcontroller 461 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex available from Texas Instruments. In one aspect, the main microcontroller 461 may be an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor, available from Texas Instruments, for example, which comprises an integrated memory of 256 KB single-cycle flash memory, or other non-volatile memory, up to 40 MHz, a look-ahead buffer to optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single-cycle serial random access memory (SRAM), an internal read-only memory (ROM) loaded with the StellarisWare® program, memory 2 KB programmable and erasable electrically read-only (EEPROM), one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more analogue quadrature encoder inputs (QEI), and/or one or more analog converters to 12-bit digital (ADC) with 12 analog input channels, details of which are available in the product datasheet.

[00189] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias à base de controladores, como TMS570 e RM4x conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.[00189] In one aspect, the microcontroller 461 may comprise a safety controller comprising two controller-based families, such as TMS570 and RM4x known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, also available from Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety-critical applications, among others, to provide advanced integrated safety features while providing scalable performance, connectivity, and memory options.

[00190] O microcontrolador 461 pode ser programado para realizar várias funções, como o controle preciso da velocidade e posição do bisturi, dos sistemas de articulação, do braço de aperto, ou uma combinação dos mesmos. Em um aspecto, o microcontrolador 461 inclui um processador 462 e uma memória 468. O motor elétrico 482 pode ser um motor de corrente contínua (CC) com escovas com uma caixa de câmbio e conexões mecânicas com um sistema de articulação ou bisturi. Em um aspecto, um acionador de motor 492 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto. Uma descrição detalhada de um sistema de posicionamento absoluto é feita na publicação de pedido de patente US n° 2017/0296213, intitulada SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, publicada em 19 de outubro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.[00190] The microcontroller 461 can be programmed to perform various functions, such as precisely controlling the speed and position of the scalpel, the articulation systems, the clamping arm, or a combination thereof. In one aspect, the microcontroller 461 includes a processor 462 and a memory 468. The electric motor 482 may be a brushed direct current (DC) motor with a gearbox and mechanical connections with a linkage or scalpel system. In one aspect, a motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. Other motor drivers may be readily substituted for use in the tracking system 480 comprising an absolute positioning system. A detailed description of an absolute positioning system is provided in US Patent Application Publication No. 2017/0296213, entitled SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, published October 19, 2017, which is incorporated herein into reference title in its entirety.

[00191] O microcontrolador 461 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição dos membros de deslocamento e sistemas de articulação. O microcontrolador 461 pode ser configurado para computar uma resposta no software do microcontrolador 461. A resposta computada é comparada a uma resposta medida do sistema real para se obter uma resposta "observada", que é usada para as decisões reais baseadas na realimentação. A resposta observada é um valor favorável e ajustado, que equilibra a natureza uniforme e contínua da resposta simulada com a resposta medida, o que pode detectar influências externas no sistema.[00191] The microcontroller 461 can be programmed to provide precise control of the speed and position of the travel members and linkage systems. The microcontroller 461 may be configured to compute a response in the microcontroller 461 software. The computed response is compared to a measured response of the real system to obtain an "observed" response, which is used for actual feedback-based decisions. The observed response is a favorable and adjusted value, which balances the uniform and continuous nature of the simulated response with the measured response, which can detect external influences on the system.

[00192] Em um aspecto, o motor 482 pode ser controlado pelo acionador de motor 492 e pode ser usado pelo sistema de disparo do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em várias formas, o motor 482 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua (CC) com escovas, com uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM, por exemplo. Em outras disposições, o motor 482 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O acionador de motor 492 pode compreender um acionador de ponte H que compreende transístores de efeito de campo (FETs), por exemplo. O motor 482 pode ser alimentado por um conjunto de alimentação montado de modo liberável no conjunto de empunhadura ou compartimento da ferramenta para fornecer poder de controle para o instrumento ou ferramenta cirúrgica. O conjunto de alimentação pode compreender uma bateria que pode incluir várias células de bateria conectadas em série, as quais podem ser usadas como a fonte de energia para energizar o instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em determinadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de alimentação pode ser células de bateria substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de íons de lítio que podem ser acopláveis e separáveis do conjunto de alimentação.[00192] In one aspect, the motor 482 can be controlled by the motor driver 492 and can be used by the firing system of the instrument or surgical tool. In various forms, the motor 482 may be a brushed direct current (DC) drive motor, with a maximum rotational speed of approximately 25,000 RPM, for example. In other arrangements, the motor 482 may include a brushless motor, a wireless motor, a synchronous motor, a stepper motor, or any other suitable type of electric motor. Motor driver 492 may comprise an H-bridge driver comprising field effect transistors (FETs), for example. Motor 482 may be powered by a power assembly releasably mounted in the grip assembly or tool housing to provide control power to the instrument or surgical tool. The power supply assembly may comprise a battery that may include a plurality of battery cells connected in series, which may be used as the power source to power the instrument or surgical tool. In certain circumstances, the power pack battery cells may be replaceable and/or rechargeable battery cells. In at least one example, the battery cells may be lithium-ion batteries that may be attachable and separable from the power pack.

[00193] O acionador do motor 492 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador 492 A3941 é um controlador de ponte inteira para uso com transístores de efeito de campo de óxido de metal semicondutor (MOSFET) de potência externa, de canal N, especificamente projetados para cargas indutivas, como motores de corrente contínua com escovas. O acionador 492 compreende um regulador de bomba de carga único que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para baterias com tensão até 7 V e permite que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser empregado para fornecer a tensão ultrapassante à fornecida pela bateria necessária para os MOSFETs de canal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima permite a operação em corrente contínua (100% ciclo de trabalho). A ponte inteira pode ser acionada nos modos de queda rápida ou lenta usando diodos ou retificação sincronizada. No modo de queda lenta, a recirculação da corrente pode se dar por meio dos FETs superior e inferior. Os FETs de energia são protegidos do efeito shoot-through por meio de resistores com tempo morto programável. Os diagnósticos integrados fornecem indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para proteger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto-circuito. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 compreendendo um sistema de posicionamento absoluto.[00193] The 492 motor driver may be an A3941, available from Allegro Microsystems, Inc. The 492 A3941 driver is a full bridge controller for use with external power semiconductor metal oxide field effect transistors (MOSFET). , N-channel, specifically designed for inductive loads such as brushed DC motors. The 492 driver comprises a unique charge pump regulator that provides full gate drive (>10 V) for batteries with voltages up to 7 V and allows the A3941 to operate with reduced gate drive, up to 5.5 V. A capacitor input drive can be employed to provide the over-battery voltage required for the N-channel MOSFETs. An internal charge pump for the top-side drive allows direct current operation (100% duty cycle). The entire bridge can be driven in fast or slow decay modes using diodes or synchronized rectification. In slow drop mode, current recirculation can occur through the upper and lower FETs. Power FETs are protected from the shoot-through effect by means of resistors with programmable dead time. Built-in diagnostics provide indication of undervoltage, overtemperature, and power bridge faults and can be configured to protect power MOSFETs under most short circuit conditions. Other motor drives can be readily substituted for use in the tracking system 480 comprising an absolute positioning system.

[00194] O sistema de rastreamento 480 compreende uma disposição de circuito de acionamento de motor controlado que compreende um sensor de posição 472 de acordo com um aspecto da presente revelação. O sensor de posição 472 para um sistema de posicionamento absoluto fornece um sinal de posição único que corresponde à localização de um membro de deslocamento. Em um aspecto, o membro de deslocamento representa um membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente de um conjunto redutor de engrenagem. Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa o membro de disparo, que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de deslocamento representa um membro de deslocamento longitudinal para abrir e fechar um braço de aperto, o qual pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa um membro de fechamento do braço de aperto configurado para fechar e abrir um braço de aperto de um dispositivo de grampeador, ultrassônico, ou eletrocirúrgico, ou combinações dos mesmos. Consequentemente, como usado na presente invenção, o termo membro de deslocamento é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento ou ferramenta cirúrgica como o membro de acionamento, o braço de aperto, ou qualquer elemento que possa ser deslocado. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto pode, com efeito, rastrear o deslocamento do braço de aperto por rastrear o deslocamento linear do membro de acionamento móvel longitudinalmente.[00194] The tracking system 480 comprises a controlled motor drive circuit arrangement comprising a position sensor 472 in accordance with an aspect of the present disclosure. Position sensor 472 for an absolute positioning system provides a unique position signal that corresponds to the location of a moving member. In one aspect, the displacement member represents a longitudinally movable drive member comprising a rack of drive teeth for engagement meshed with a corresponding drive gear of a gear reducer assembly. In other aspects, the displacement member represents the firing member, which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In yet another aspect, the displacement member represents a longitudinal displacement member for opening and closing a clamping arm, which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In other aspects, the displacement member represents a clamping arm closing member configured to close and open a clamping arm of a stapler, ultrasonic, or electrosurgical device, or combinations thereof. Accordingly, as used in the present invention, the term displacement member is used generically to refer to any movable member of the instrument or surgical tool such as the drive member, the gripping arm, or any element that can be displaced. Consequently, the absolute positioning system can, in effect, track the displacement of the clamping arm by tracking the linear displacement of the longitudinally movable drive member.

[00195] Em outros aspectos, o sistema de posicionamento absoluto pode ser configurado para rastrear a posição de um braço de aperto no processo de abertura ou fechamento. Em vários outros aspectos, o membro de deslocamento pode ser acoplado a qualquer sensor de posição 472 adequado para medir o deslocamento linear. Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, ou o braço de aperto, ou combinações dos mesmos, pode ser acoplado a qualquer sensor de deslocamento linear. Os sensores de deslocamento linear podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato. Sensores de deslocamento linear podem compreender Transformadores Lineares Diferenciais Variáveis (LVDT), Transdutores Diferenciais de Relutância Variável (DVRT), um potenciômetro, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto móvel e uma série linearmente disposta em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de móveis, dispostos linearmente em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção óptico móvel que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série móvel de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, ou qualquer combinação dos mesmos.[00195] In other aspects, the absolute positioning system can be configured to track the position of a clamping arm in the opening or closing process. In various other aspects, the displacement member may be coupled to any position sensor 472 suitable for measuring linear displacement. In this way, the longitudinally movable drive member, or clamping arm, or combinations thereof, can be coupled to any linear displacement sensor. Linear displacement sensors may include contact or non-contact displacement sensors. Linear displacement sensors may comprise Linear Variable Differential Transformers (LVDT), Differential Variable Reluctance Transducers (DVRT), a potentiometer, a magnetic detection system comprising a movable magnet and a linearly arranged array of Hall Effect Sensors, a magnetic detection system comprising a fixed magnet and a series of movable, linearly arranged Hall Effect Sensors, a movable optical detection system comprising a moving light source and a series of linearly arranged photodiodes or photodetectors, an optical detection system that comprises a fixed light source and a movable series of linearly arranged photodiodes or photodetectors, or any combination thereof.

[00196] O motor elétrico 482 pode incluir um eixo de acionamento giratório, que faz interface de modo operacional com um conjunto de engrenagem, que está montado em engate de acoplamento com um conjunto ou cremalheira de dentes de acionamento no membro de acionamento. Um elemento sensor pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de engrenagem de modo que uma única revolução do elemento sensor de posição 472 corresponda à alguma translação longitudinal linear do membro de deslocamento. Uma disposição de engrenagens e sensores pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição de cremalheira e pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de energia fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto e um indicador de saída pode exibir a saída do sistema de posicionamento absoluto. O membro de acionamento representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento formada na mesma para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente do conjunto redutor de engrenagem. O membro de deslocamento representa o membro de disparo longitudinalmente móvel para abrir e fechar um braço de aperto.[00196] The electric motor 482 may include a rotating drive shaft, which operatively interfaces with a gear assembly, which is mounted in coupling engagement with a set or rack of drive teeth on the drive member. A sensing element may be operatively coupled to a gear assembly such that a single revolution of the position sensing element 472 corresponds to some linear longitudinal translation of the displacement member. An arrangement of gears and sensors may be connected to the linear actuator through a rack and pinion arrangement, or to a rotary actuator, through a toothed wheel or other connection. A power source provides power to the absolute positioning system, and an output indicator can display the output of the absolute positioning system. The drive member represents the longitudinally movable drive member comprising a rack of drive teeth formed thereon for mesh engagement with a corresponding drive gear of the gear reducer assembly. The displacement member represents the longitudinally movable firing member for opening and closing a clamping arm.

[00197] Uma única revolução do elemento sensor associada ao sensor de posição 472 é equivalente a um deslocamento linear longitudinal de d1 do membro do deslocamento, onde d1 representa a distância linear longitudinal pela qual o membro de deslocamento se move do ponto "a" ao ponto "b" depois de uma única revolução do elemento sensor acoplado ao membro de deslocamento. A disposição do sensor pode ser conectada por meio de uma redução de engrenagem que resulta no sensor de posição 472 completando uma ou mais revoluções para o curso completo do membro de deslocamento. O sensor de posição 472 pode completar múltiplas revoluções para o curso completo do membro de deslocamento.[00197] A single revolution of the sensing element associated with position sensor 472 is equivalent to a longitudinal linear displacement of d1 of the displacement member, where d1 represents the longitudinal linear distance by which the displacement member moves from point "a" to point "b" after a single revolution of the sensing element coupled to the displacement member. The sensor arrangement may be connected via a gear reduction that results in the position sensor 472 completing one or more revolutions for the full stroke of the travel member. The position sensor 472 can complete multiple revolutions for the full stroke of the displacement member.

[00198] Uma série de chaves, onde n é um número inteiro maior que um, pode ser empregada sozinha ou em combinação com uma redução de engrenagem para fornecer um sinal de posição única para mais de uma revolução do sensor de posição 472. O estado das chaves é transmitido de volta ao microcontrolador 461 que aplica uma lógica para determinar um sinal de posição única correspondente ao deslocamento linear longitudinal de di + d2 + ... dn do membro de deslocamento. A saída do sensor de posição 472 é fornecida ao microcontrolador 461. Em várias modalidades, o sensor de posição 472 da disposição de sensor pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciômetro, ou uma série de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de posição de sinais ou valores.[00198] A series of switches, where n is an integer greater than one, may be employed alone or in combination with a gear reduction to provide a single position signal for more than one revolution of the position sensor 472. The state of the switches is transmitted back to the microcontroller 461 which applies logic to determine a single position signal corresponding to the longitudinal linear displacement of di + d2 + ... dn of the displacement member. The output of the position sensor 472 is provided to the microcontroller 461. In various embodiments, the position sensor 472 of the sensor array may comprise a magnetic sensor, an analog rotary sensor such as a potentiometer, or a series of analog Hall effect elements. , which output a unique combination of position signals or values.

[00199] O sensor de posição 472 pode compreender qualquer número de elementos de detecção magnética, como, por exemplo, sensores magnéticos classificados de acordo com se eles medem o campo magnético total ou os componentes vetoriais do campo magnético. As técnicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombeamento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresistência anisotrópica, magne- torresistência gigante, junções túnel magnéticas, magnetoimpedância gigante, compostos magnetostritivos/piezoelétricos, magnetodiodo, transístor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, dentre outros.[00199] The position sensor 472 may comprise any number of magnetic sensing elements, such as, for example, magnetic sensors classified according to whether they measure the total magnetic field or the vector components of the magnetic field. The techniques used to produce both types of magnetic sensors span many aspects of physics and electronics. Technologies used for magnetic field detection include flowmeter, saturated flow, optical pumping, nuclear precession, SQUID, Hall effect, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance, magnetic tunnel junctions, giant magnetoimpedance, magnetostrictive/piezoelectric compounds, magnetodiode, magnetic transistor , optical fiber, magneto-optics and magnetic sensors based on microelectromechanical systems, among others.

[00200] Em um aspecto, o sensor de posição 472 para o sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magnético. O sensor de posição 472 pode ser implementado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único, AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 472 faz interface com o microcontrolador 461 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. O sensor de posição 472 é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro elementos de efeito em uma área do sensor de posição 472 localizada acima de um imã. Um ADC de alta resolução e um controlador inteligente de gerenciamento de potência são também fornecidos no circuito integrado. Um processador CORDIC (computador digital para rotação de coordenadas), também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa. A posição do ângulo, os bits de alarme e as informações de campo magnético são transmitidos através de uma interface de comunicação serial padrão, como uma interface periférica serial (SPI), para o microcontrolador 461. O sensor de posição 472 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 472 pode ser um circuito integrado AS5055 fornecido em um pequeno encapsulamento QFN de 16 pinos com dimensões de 4 x 4 x 0,85 mm.[00200] In one aspect, the position sensor 472 for the tracking system 480 comprising an absolute positioning system comprises a magnetic rotating absolute positioning system. The 472 position sensor can be implemented as a single integrated circuit, magnetic, rotary position sensor, AS5055EQFT, available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 472 interfaces with the microcontroller 461 to provide an absolute positioning system. The position sensor 472 is a low voltage, low power component and includes four effect elements in an area of the position sensor 472 located above a magnet. A high-resolution ADC and an intelligent power management controller are also provided on the integrated circuit. A CORDIC processor (digital computer for coordinate rotation), also known as the digit-by-digit method and Volder's algorithm, is provided to implement a simple and efficient algorithm for calculating hyperbolic and trigonometric functions that require only addition, subtraction, shift operations bits and lookup table. Angle position, alarm bits, and magnetic field information are transmitted through a standard serial communications interface, such as a serial peripheral interface (SPI), to the 461 microcontroller. The 472 position sensor provides 12 or 14 bits of resolution. The position sensor 472 may be an AS5055 integrated circuit provided in a small 16-pin QFN package with dimensions of 4 x 4 x 0.85 mm.

[00201] O sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto pode compreender e/ou ser programado para implementar um controlador de feedback, como um PID, feedback de estado, e controlador adaptável. Uma fonte de energia converte o sinal do controlador de feedback em uma entrada física para o sistema, nesse caso a tensão. Outros exemplos incluem uma PWM de tensão, corrente e força. Outros sensores podem ser providenciados a fim de medir os parâmetros do sistema físico além da posição medida pelo sensor de posição 472. Em alguns aspectos, os outros sensores podem incluir disposições de sensor conforme aquelas descritas na patente US n° 9.345.481 intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, concedida em 24 de maio de 2016, que está incorporada por referência em sua totalidade neste documento; o pedido de patente US n° de série 2014/0263552, intitulado STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, publicado em 18 de setembro de 2014, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento; e o pedido de patente US n° de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, submetido em 20 de junho de 2017, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento. Em um sistema de processamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto é acoplado a um sistema de captura de dados digitais onde a saída do sistema de posicionamento absoluto terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto pode compreender um circuito de comparação e combinação para combinar uma resposta computada com uma resposta medida através do uso de algoritmos, como uma média ponderada e um laço de controle teórico, que acionam a resposta calculada em direção à resposta medida. A resposta computada sistema físico considera as propriedades como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever pelo conhecimento da entrada quais serão os estados e saídas do sistema físico.[00201] The tracking system 480 comprising an absolute positioning system may comprise and/or be programmed to implement a feedback controller, such as a PID, state feedback, and adaptive controller. A power source converts the feedback controller signal into a physical input to the system, in this case voltage. Other examples include a voltage, current, and power PWM. Other sensors may be provided to measure parameters of the physical system in addition to the position measured by position sensor 472. In some aspects, the other sensors may include sensor arrangements as described in US Patent No. 9,345,481 entitled STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, granted May 24, 2016, which is incorporated by reference in its entirety herein; US Patent Application Serial No. 2014/0263552, entitled STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, published September 18, 2014, is incorporated by reference in its entirety herein; and US Patent Application Serial No. 15/628,175, entitled TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, submitted on June 20, 2017, is incorporated by reference in its entirety herein. In a digital signal processing system, an absolute positioning system is coupled to a digital data capture system where the output of the absolute positioning system will have a finite resolution and sampling frequency. The absolute positioning system may comprise a comparison and combination circuit for combining a computed response with a measured response through the use of algorithms, such as a weighted average and a theoretical control loop, that drive the calculated response toward the measured response. The computed response to the physical system considers properties such as mass, inertia, viscous friction, inductance resistance, etc., to predict from knowledge of the input what the states and outputs of the physical system will be.

[00202] O sistema de posicionamento absoluto fornece um posicionamento absoluto do membro deslocado sobre a ativação do instrumento sem que seja preciso recolher ou avançar o membro de acionamento longitudinalmente móvel para a posição de reinício (zero ou inicial), como pode ser requerido pelos codificadores convencionais giratórios que meramente contam o número de passos progressivos ou regressivos que o motor 482 percorreu para inferir a posição de um atuador dispositivo, barra de acionamento, bisturi, e congêneres.[00202] The absolute positioning system provides absolute positioning of the displaced member upon activation of the instrument without having to retract or advance the longitudinally movable actuation member to the reset (zero or initial) position, as may be required by encoders conventional rotary devices that merely count the number of progressive or regressive steps that the motor 482 has traveled to infer the position of an actuator device, drive bar, scalpel, and the like.

[00203] Um sensor 474, como, por exemplo, um medidor de esforço ou um medidor de microesforço, está configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, como, por exemplo, a amplitude do esforço exercido sobre a bigorna durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa em relação à compressão do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462. Alternativamente, ou em adição ao sensor 474, um sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de fechamento aplicada pelo sistema de acionamento de fechamento à bigorna em um grampeador ou um braço de aperto em um instrumento eletrocirúrgico ou ultrassônico. O sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de disparo aplicada a um membro de fechamento acoplado a um braço de aperto do instrumento ou ferramenta cirúrgica ou a força aplicada por um braço de aperto ao tecido situado nas garras de um instrumento eletrocirúrgico ou ultrassônico. Alternativamente, um sensor de corrente 478 pode ser utilizado para medir a corrente drenada pelo motor 482. O membro de deslocamento também pode ser configurado para engatar um braço de aperto para abrir ou fechar o braço de aperto. O sensor de força pode ser configurado para medir a força de preensão sobre o tecido. A força necessária para avançar o membro de deslocamento pode corresponder à corrente drenada pelo motor 482, por exemplo. A força medida é convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.[00203] A sensor 474, such as, for example, a strain gauge or a microstress gauge, is configured to measure one or more parameters of the end actuator, such as, for example, the amplitude of the strain exerted on the anvil during a grasping operation, which may be indicative in relation to tissue compression. The measured effort is converted into a digital signal and provided to processor 462. Alternatively, or in addition to sensor 474, a sensor 476, such as a load sensor, can measure the closing force applied by the drive system. closure to the anvil on a stapler or a clamping arm on an electrosurgical or ultrasonic instrument. The sensor 476, such as a load sensor, may measure the triggering force applied to a closure member coupled to a clamping arm of the instrument or surgical tool or the force applied by a clamping arm to tissue located in the claws of an electrosurgical or ultrasonic instrument. Alternatively, a current sensor 478 may be used to measure the current drawn by the motor 482. The displacement member may also be configured to engage a clamping arm to open or close the clamping arm. The force sensor can be configured to measure the gripping force on the fabric. The force required to advance the displacement member may correspond to the current drawn by motor 482, for example. The measured force is converted into a digital signal and supplied to the 462 processor.

[00204] Em uma forma, um sensor medidor de esforço 474 pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremidade. Um medidor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extremidade para medir a força aplicada ao tecido que está sendo tratado pelo atuador de extremidade. Um sistema para medir forças aplicadas ao tecido preso pelo atuador de extremidade compreende um sensor medidor de esforço 474, como, por exemplo, um medidor de microesforço, que é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, por exemplo. Em um aspecto, o sensor medidor de esforço 474 pode medir a amplitude ou a magnitude da tensão mecânica exercida sobre um membro de garra de um atuador de extremidade durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa da compressão do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462 de um microcontrolador 461. Um sensor de carga 476 pode medir a força usada para operar o elemento de faca, por exemplo, para cortar o tecido capturado entre a bigorna e o cartucho de grampos. Um sensor de carga 476 pode medir a força usada para operar o elemento de braço de aperto, por exemplo, para capturar o tecido entre o braço de aperto e uma lâmina ultrassônica ou para capturar o tecido entre o braço de aperto e uma garra de um instrumento eletrocirúrgico. Um sensor de campo magnético pode ser usado para medir a espessura do tecido capturado. A medição do sensor de campo magnético também pode ser convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.[00204] In one form, a strain measuring sensor 474 can be used to measure the force applied to the fabric by the end actuator. A strain gauge may be attached to the end actuator to measure the force applied to the tissue being treated by the end actuator. A system for measuring forces applied to tissue secured by the end actuator comprises a strain gauge sensor 474, such as, for example, a microstrain meter, which is configured to measure one or more parameters of the end actuator, for example. In one aspect, the strain sensor 474 can measure the amplitude or magnitude of mechanical tension exerted on a gripper member of an end actuator during a grasping operation, which can be indicative of tissue compression. The measured effort is converted into a digital signal and provided to the processor 462 of a microcontroller 461. A load sensor 476 can measure the force used to operate the knife element, for example, to cut tissue captured between the anvil and the cartridge. of staples. A load sensor 476 can measure the force used to operate the gripping arm member, for example, to capture tissue between the gripping arm and an ultrasonic blade or to capture tissue between the gripping arm and a gripper of a electrosurgical instrument. A magnetic field sensor can be used to measure the thickness of captured tissue. The magnetic field sensor measurement can also be converted to a digital signal and provided to the 462 processor.

[00205] As medições da compressão do tecido, da espessura do tecido e/ou da força necessária para fechar o atuador de extremidade no tecido, conforme respectivamente medido pelos sensores 474, 476, podem ser usadas pelo microcontrolador 461 para caracterizar a posição selecionada do membro de disparo e/ou o valor correspondente da velocidade do membro de disparo. Em um caso, uma memória 468 pode armazenar uma técnica, uma equação e/ou uma tabela de consulta que pode ser usada pelo microcontrolador 461 na avaliação.[00205] Measurements of tissue compression, tissue thickness, and/or force required to close the end actuator to the tissue, as respectively measured by sensors 474, 476, may be used by microcontroller 461 to characterize the selected position of the firing member and/or the corresponding velocity value of the firing member. In one case, a memory 468 may store a technique, an equation, and/or a look-up table that may be used by the microcontroller 461 in evaluation.

[00206] O sistema de controle 470 do instrumento ou ferramenta cirúrgica também pode compreender circuitos de comunicação com fio ou sem fio para comunicação com o controlador central de comunicação modular mostrado nas Figuras 8 a 11.[00206] The control system 470 of the surgical instrument or tool may also comprise wired or wireless communication circuits for communicating with the central modular communication controller shown in Figures 8 to 11.

[00207] A Figura 13 ilustra um circuito de controle 500 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito de controle 500 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito de controle 500 pode compreender um microcontrolador que compreende um ou mais processadores 502 (por exemplo, microprocessador, microcontrolador) acoplado a ao menos um circuito de memória 504. O circuito de memória 504 armazena instruções executáveis em máquina que, quando executadas pelo processador 502, fazem com que o processador 502 execute instruções de máquina para implementar vários dos processos aqui descritos. O processador 502 pode ser qualquer um dentre inúmeros processadores de apenas um núcleo ou multinúcleo conhecidos na técnica. O circuito de memória 504 pode compreender mídia de armazenamento volátil e não volátil. O processador 502 pode incluir uma unidade de processamento de instruções 506 e uma unidade de aritmética 508. A unidade de processamento de instruções pode ser configurada para receber instruções a partir do circuito de memória 504 da presente revelação.[00207] Figure 13 illustrates a control circuit 500 configured to control aspects of the instrument or surgical tool in accordance with an aspect of the present disclosure. Control circuit 500 may be configured to implement various processes described herein. Control circuit 500 may comprise a microcontroller comprising one or more processors 502 (e.g., microprocessor, microcontroller) coupled to at least one memory circuit 504. Memory circuit 504 stores machine-executable instructions that, when executed by the processor 502, cause processor 502 to execute machine instructions to implement various of the processes described herein. Processor 502 may be any of a number of single-core or multi-core processors known in the art. The memory circuit 504 may comprise volatile and non-volatile storage media. The processor 502 may include an instruction processing unit 506 and an arithmetic unit 508. The instruction processing unit may be configured to receive instructions from the memory circuit 504 of the present disclosure.

[00208] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional 510 configurado para controlar aspectos do instrumento ou da ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito lógico combinacional 510 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito lógico combinacional 510 pode compreender uma máquina de estados finitos que compreende uma lógica combinacional 512 configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica em uma entrada 514, processar os dados pela lógica combinacional 512 e fornecer uma saída 516.[00208] Figure 14 illustrates a combinational logic circuit 510 configured to control aspects of the instrument or surgical tool in accordance with an aspect of the present disclosure. Combinational logic circuit 510 may be configured to implement various processes described herein. The combinational logic circuit 510 may comprise a finite state machine comprising a combinational logic 512 configured to receive data associated with the instrument or surgical tool at an input 514, process the data by the combinational logic 512, and provide an output 516.

[00209] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial 520 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito lógico sequencial 520 ou a lógica combinacional 522 pode ser configurado para implementar o processo aqui descrito. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma máquina de estados finitos. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma lógica combinacional 522, ao menos um circuito de memória 524, um relógio 529 e, por exemplo. O ao menos um circuito de memória 524 pode armazenar um estado atual da máquina de estados finitos. Em certos casos, o circuito lógico sequencial 520 pode ser síncrono ou assíncrono. A lógica combinacional 522 é configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica de uma entrada 526, processar os dados pela lógica combinacional 522, e fornecer uma saída 528. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação de um processador (por exemplo, processador 502, Figura 13) e uma máquina de estados finitos para implementar vários processos da presente invenção. Em outros aspectos, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação de um circuito lógico combinacional (por exemplo, um circuito lógico combinacional 510, Figura 14) e o circuito lógico sequencial 520.[00209] Figure 15 illustrates a sequential logic circuit 520 configured to control aspects of the instrument or surgical tool in accordance with an aspect of the present disclosure. Sequential logic circuit 520 or combinational logic 522 may be configured to implement the process described herein. The sequential logic circuit 520 may comprise a finite state machine. The sequential logic circuit 520 may comprise a combinational logic 522, at least one memory circuit 524, a clock 529, and, for example. The at least one memory circuit 524 may store a current state of the finite state machine. In certain cases, the sequential logic circuit 520 may be synchronous or asynchronous. Combinational logic 522 is configured to receive data associated with the instrument or surgical tool from an input 526, process the data by combinational logic 522, and provide an output 528. In other aspects, the circuit may comprise a combination of a processor (e.g. , processor 502, Figure 13) and a finite state machine for implementing various processes of the present invention. In other aspects, the finite state machine may comprise a combination of a combinational logic circuit (e.g., a combinational logic circuit 510, Figure 14) and the sequential logic circuit 520.

[00210] A Figura 16 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções. Em certos casos, um primeiro motor pode ser ativado para executar uma primeira função, um segundo motor pode ser ativado para executar uma segunda função, um terceiro motor pode ser ativado para executar uma terceira função, um quarto motor pode ser ativado para executar uma quarta função, e assim por diante. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 600 pode ser individualmente ativada para causar movimentos de disparo, fechamento, e/ou articulação no atuador de extremidade. Os movimentos de disparo, fechamento e/ou articulação podem ser transmitidos ao atuador de extremidade através de um conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.[00210] Figure 16 illustrates a surgical instrument or tool comprising a plurality of motors that can be activated to perform various functions. In certain cases, a first engine may be activated to perform a first function, a second engine may be activated to perform a second function, a third engine may be activated to perform a third function, a fourth engine may be activated to perform a fourth function, and so on. In certain cases, the plurality of motors of the robotic surgical instrument 600 may be individually activated to cause firing, closing, and/or pivoting movements in the end actuator. The firing, closing and/or articulation movements can be transmitted to the end actuator through a drive shaft assembly, for example.

[00211] Em certos casos, o sistema de instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de disparo 602. O motor de disparo 602 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de disparo 604, o qual pode ser configurado para transmitir movimentos de disparo, gerados pelo motor 602 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar o membro de fechamento do braço de aperto. O membro de fechamento pode ser retraído invertendo-se a direção do motor 602, o que também faz com que o braço de aperto se abra.[00211] In certain cases, the surgical instrument or tool system may include a trigger motor 602. The trigger motor 602 may be operatively coupled to a trigger motor drive assembly 604, which may be configured to transmit motion firing, generated by motor 602 to the end actuator, particularly to move the closing member of the clamping arm. The closing member can be retracted by reversing the direction of the motor 602, which also causes the clamping arm to open.

[00212] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de fechamento 603. O motor de fechamento 603 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de fechamento 605 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 603 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar a bigorna e comprimir o tecido entre a bigorna e o cartucho de grampos. O motor de fechamento 603 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de fechamento 605 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 603 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar o braço de aperto e comprimir o tecido entre o braço de aperto e uma lâmina ultrassônica ou o braço de aperto ou o membro de garra de um dispositivo eletrocirúrgico. Os movimentos de fechamento podem fazer com que o atuador de extremidade transicione de uma configuração aberta para uma configuração aproximada para capturar o tecido, por exemplo. O atuador de extremidade pode ser transicionado para uma posição aberta invertendo-se a direção do motor 603.[00212] In certain instances, the surgical instrument or tool may include a closing motor 603. The closing motor 603 may be operatively coupled to a closing motor drive assembly 605 that may be configured to transmit closing movements, generated by motor 603 to the end actuator, particularly to move a closing tube to close the anvil and compress the tissue between the anvil and the staple cartridge. The closing motor 603 may be operatively coupled to a closing motor drive assembly 605 that may be configured to transmit closing movements generated by the motor 603 to the end actuator, particularly to move a closing tube to close the closing arm. clamping and compressing tissue between the clamping arm and an ultrasonic blade or the clamping arm or gripper member of an electrosurgical device. Closing movements can cause the end actuator to transition from an open configuration to a rough configuration to capture tissue, for example. The end actuator can be transitioned to an open position by reversing the direction of the motor 603.

[00213] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um ou mais motores de articulação 606a, 606b, por exemplo. Os motores 606a, 606b podem ser operacionalmente acoplados aos conjuntos de acionamento do motor de articulação 608a, 608b, que podem ser configurados para transmitir movimentos de articulação gerados pelos motores 606a, 606b ao atuador de extremidade. Em certos casos, os movimentos de articulação podem fazer com que o atuador de extremidade seja articulado em relação ao conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.[00213] In certain cases, the instrument or surgical tool may include one or more joint motors 606a, 606b, for example. Motors 606a, 606b may be operatively coupled to linkage motor drive assemblies 608a, 608b, which may be configured to transmit linkage movements generated by motors 606a, 606b to the end actuator. In certain cases, pivoting movements may cause the end actuator to be pivoted relative to the drive shaft assembly, for example.

[00214] Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser configurados para executar várias funções independentes. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser ativada individualmente ou separadamente para executar uma ou mais funções, enquanto outros motores permanecem inativos. Por exemplo, os motores de articulação 606a, 606b podem ser ativados para fazer com que o atuador de extremidade seja articulado, enquanto o motor de disparo 602 permanece inativo. Alternativamente, o motor de disparo 602 pode ser ativado para disparar a pluralidade de grampos, e/ou avançar o gume cortante, enquanto o motor de articulação 606 permanece inativo. Além disso, o motor de fechamento 603 pode ser ativado simultaneamente com o motor de disparo 602 para fazer com que o tubo de fechamento ou membro de fechamento avance distalmente conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste documento.[00214] As described above, the surgical instrument or tool may include a plurality of motors that may be configured to perform various independent functions. In certain cases, the plurality of motors of the instrument or surgical tool may be activated individually or separately to perform one or more functions, while other motors remain inactive. For example, the linkage motors 606a, 606b may be activated to cause the end actuator to be articulated, while the trigger motor 602 remains inactive. Alternatively, the firing motor 602 may be activated to fire the plurality of staples, and/or advance the cutting edge, while the linkage motor 606 remains inactive. Furthermore, the closure motor 603 may be activated simultaneously with the trigger motor 602 to cause the closure tube or closure member to advance distally as described in more detail later in this document.

[00215] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um módulo de controle comum 610 que pode ser usado com uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode acomodar um dentre a pluralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser acoplável à e separável da pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico individualmente. Em certos casos, uma pluralidade dos motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode compartilhar um ou mais módulos de controle comuns, como o módulo de controle comum 610. Em certos casos, uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser individualmente e seletivamente engatada ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre fazer interface com um dentre uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica para fazer interface com um outro dentre a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica.[00215] In certain cases, the surgical instrument or tool may include a common control module 610 that may be used with a plurality of motors of the surgical instrument or tool. In certain cases, the common control module 610 may accommodate one of the plurality of motors at a time. For example, the common control module 610 may be attachable to and separable from the plurality of motors of the robotic surgical instrument individually. In certain cases, a plurality of motors of the instrument or surgical tool may share one or more common control modules, such as common control module 610. In certain cases, a plurality of motors of the instrument or surgical tool may be individually and selectively engaged to the common control module 610. In certain cases, the common control module 610 may be selectively switched between interfacing with one of a plurality of motors of the instrument or surgical tool to interfacing with another of the plurality of motors of the instrument or surgical tool.

[00216] Em ao menos um exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre o engate operacional com os motores de articulação 606a, 606B, e o engate operacional com o motor de disparo 602 ou o motor de fechamento 603. Em ao menos um exemplo, conforme ilustrado na Figura 16, uma chave 614 pode ser movida ou transicionada entre uma pluralidade de posições e/ou estados. Na primeira posição 616, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao motor de disparo 602; em uma segunda posição 617, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle 610 ao motor de fechamento 603; em uma terceira posição 618a, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao primeiro motor de articulação 606a; e em uma quarta posição 618b, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao segundo motor de articulação 606b, por exemplo. Em certos casos, módulos de controle comum 610 separados podem ser acoplados eletricamente ao motor de disparo 602, ao motor de fechamento 603, e aos motores de articulação 606a, 606b ao mesmo tempo. Em certos casos, a chave 614 pode ser uma chave mecânica, uma chave eletromecânica, uma chave em estado sólido ou qualquer mecanismo de chaveamento adequado.[00216] In at least one example, the common control module 610 may be selectively switched between operational engagement with linkage motors 606a, 606B, and operational engagement with firing motor 602 or closing motor 603. In In at least one example, as illustrated in Figure 16, a switch 614 may be moved or transitioned between a plurality of positions and/or states. In the first position 616, the switch 614 can electrically couple the common control module 610 to the trigger motor 602; in a second position 617, the switch 614 may electrically couple the control module 610 to the closing motor 603; in a third position 618a, the switch 614 may electrically couple the common control module 610 to the first linkage motor 606a; and in a fourth position 618b, the switch 614 may electrically couple the common control module 610 to the second linkage motor 606b, for example. In certain cases, separate common control modules 610 may be electrically coupled to the firing motor 602, the closing motor 603, and the linkage motors 606a, 606b at the same time. In certain cases, the switch 614 may be a mechanical switch, an electromechanical switch, a solid state switch, or any suitable switching mechanism.

[00217] Cada um dentre os motores 602, 603, 606a, 606b pode compreender um sensor de torque para medir o torque de saída no eixo de acionamento do motor. A força em um atuador de extremidade pode ser detectada de qualquer maneira convencional, como por meio de sensores de força nos lados exteriores das garras ou por um sensor de torque do motor que aciona as garras.[00217] Each of the motors 602, 603, 606a, 606b may comprise a torque sensor for measuring the output torque on the motor drive shaft. The force on an end actuator can be sensed in any conventional way, such as by means of force sensors on the outer sides of the grippers or by a torque sensor on the motor that drives the grippers.

[00218] Em vários casos, conforme ilustrado na Figura 16, o módulo de controle comum 610 pode compreender um acionador de motor 626 que pode compreender um ou mais FETs H-Bridge. O acionador do motor 626 pode modular a energia transmitida a partir de uma fonte de energia 628 a um motor acoplado ao módulo de controle comum 610, com base em uma entrada proveniente de um microcontrolador 620 (o "controlador"), por exemplo. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser usado para determinar a corrente drenada pelo motor, por exemplo, enquanto o motor está acoplado ao módulo de controle comum 610, conforme descrito acima.[00218] In various cases, as illustrated in Figure 16, the common control module 610 may comprise a motor driver 626 that may comprise one or more H-Bridge FETs. The motor driver 626 may modulate power transmitted from a power source 628 to a motor coupled to the common control module 610, based on an input from a microcontroller 620 (the "controller"), for example. In certain cases, the microcontroller 620 may be used to determine the current drawn by the motor, for example, while the motor is coupled to the common control module 610, as described above.

[00219] Em certos casos, o microcontrolador 620 pode incluir um microprocessador 622 (o "processador") e uma ou mais mídias legíveis por computador não transitórias ou unidades de memória 624 (a "memória"). Em certos casos, a memória 624 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 622 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Em certos casos, uma ou mais dentre as unidades de memória 624 podem ser acopladas ao processador 622, por exemplo. Em vários aspectos, o microcontrolador 620 pode se comunicar através de um canal com fio ou sem fio, ou combinações dos mesmos.[00219] In certain cases, the microcontroller 620 may include a microprocessor 622 (the "processor") and one or more non-transitory computer-readable media or memory units 624 (the "memory"). In certain cases, memory 624 may store various program instructions that, when executed, may cause processor 622 to perform a plurality of functions and/or calculations described herein. In certain cases, one or more of the memory units 624 may be coupled to the processor 622, for example. In various aspects, the microcontroller 620 may communicate over a wired or wireless channel, or combinations thereof.

[00220] Em certos casos, a fonte de energia 628 pode ser usada para fornecer energia ao microcontrolador 620, por exemplo. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode compreender uma bateria (ou "pacote de bateria" ou "fonte de energia"), como uma bateria de íons de Li, por exemplo. Em certos casos, o pacote de bateria pode ser configurado para ser montado de modo liberável à empunhadura para fornecer energia ao instrumento cirúrgico 600. Várias células de bateria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de energia 628. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode ser substituível e/ou recarregável, por exemplo.[00220] In certain cases, the power source 628 may be used to supply power to the microcontroller 620, for example. In certain cases, the power source 628 may comprise a battery (or "battery pack" or "power source"), such as a Li-ion battery, for example. In certain instances, the battery pack may be configured to be releasably mounted to the handle to provide power to the surgical instrument 600. Multiple battery cells connected in series may be used as the power source 628. In certain instances, the power supply 628 may be replaceable and/or rechargeable, for example.

[00221] Em vários casos, o processador 622 pode controlar o acionador do motor 626 para controlar a posição, a direção de rotação e/ou a velocidade de um motor que está acoplado ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o processador 622 pode sinalizar ao acionador do motor 626 para parar e/ou desativar um motor que esteja acoplado ao módulo de controle comum 610. Deve-se compreender que o termo "processador", conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, microcontrolador ou outro dispositivo de computação básica adequado que incorpora as funções de uma unidade de processamento central de computador (CPU) em um circuito integrado ou, no máximo, alguns circuitos integrados. O processador 622 é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, as processa de acordo com instruções armazenadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os processadores operam em números e símbolos representados no sistema binário de numerais.[00221] In various cases, the processor 622 may control the motor driver 626 to control the position, direction of rotation and/or speed of a motor that is coupled to the common control module 610. In certain cases, the processor 622 may signal motor driver 626 to stop and/or disable a motor that is coupled to common control module 610. It should be understood that the term "processor" as used herein includes any microprocessor, microcontroller, or other control device. Proper basic computing that incorporates the functions of a computer central processing unit (CPU) on an integrated circuit or, at most, a few integrated circuits. The 622 processor is a multipurpose programmable device that accepts digital data as input, processes it according to instructions stored in its memory, and provides results as output. This is an example of sequential digital logic, as it has internal memory. Processors operate on numbers and symbols represented in the binary numeral system.

[00222] Em um exemplo, o processador 622 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um núcleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória integrada do tipo flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, uma ROM interna carregada com o software StellarisWare®, EEPROM de 2 KB, um ou mais módulos de PWM, um ou mais análogos de QEI, um ou mais ADCs de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis para a folha de dados do produto. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo 4410. Consequentemente, a presente revelação não deve ser limitada nesse contexto.[00222] In one example, processor 622 may be any single-core or multi-core processor, such as those known by the trade name ARM Cortex from Texas Instruments. In certain cases, the 620 microcontroller may be an LM 4F230H5QR, available from Texas Instruments, for example. In at least one example, the Texas Instruments LM4F230H5QR is an ARM Cortex-M4F processor core comprising an integrated 256 KB single-cycle flash-type memory or other non-volatile memory, up to 40 MHz, a look-ahead buffer for optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single-cycle SRAM, an internal ROM loaded with StellarisWare® software, 2 KB EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analogs, one or more ADCs 12-bit with 12 analog input channels, among other features that are readily available in the product data sheet. Other microcontrollers can be readily substituted for use with the 4410 module. Accordingly, the present disclosure should not be limited in this context.

[00223] Em certos casos, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar cada um dos motores do instrumento cirúrgico 600 que são acopláveis ao módulo de controle comum 610. Por exemplo, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar o motor de disparo 602, o motor de fechamento 603 e os motores de articulação 606a, 606b. Tais instruções de programa podem fazer com que o processador 622 controle as funções de disparo, fechamento e articulação de acordo com as entradas a partir dos algoritmos ou programas de controle do instrumento ou ferramenta cirúrgica.[00223] In certain cases, memory 624 may include program instructions for controlling each of the motors of surgical instrument 600 that are attachable to common control module 610. For example, memory 624 may include program instructions for controlling the motor trigger 602, the closing motor 603 and the articulation motors 606a, 606b. Such program instructions may cause the processor 622 to control the firing, closing, and articulation functions in accordance with inputs from the control algorithms or programs of the instrument or surgical tool.

[00224] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores como, por exemplo, sensores 630, podem ser utilizados para alertar o processador 622 quanto às instruções de programa que precisam ser utilizadas em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 630 podem alertar o processador 622 para usar as instruções de programa associadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremidade. Em certos casos, os sensores 630 podem compreender sensores de posição que podem ser utilizados para detectar a posição da chave 614, por exemplo. Consequentemente, o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao disparo do membro de fechamento acoplado ao braço de aperto do atuador de extremidade mediante detecção, através dos sensores 630, por exemplo, que a chave 614 está na primeira posição 616; o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao fechamento da bigorna mediante detecção através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na segunda posição 617; e o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas com a articulação do atuador de extremidade mediante detecção através dos sensores 630, por exemplo, que a chave 614 está na terceira ou quarta posição 618a, 618b.[00224] In certain cases, one or more mechanisms and/or sensors, such as sensors 630, may be used to alert processor 622 to program instructions that need to be used in a specific configuration. For example, sensors 630 may alert processor 622 to use program instructions associated with triggering, closing, and articulating the end actuator. In certain cases, the sensors 630 may comprise position sensors that may be used to detect the position of the switch 614, for example. Accordingly, the processor 622 may use the program instructions associated with triggering the closure member coupled to the clamping arm of the end actuator upon detecting, through the sensors 630, for example, that the switch 614 is in the first position 616; the processor 622 may use the program instructions associated with closing the anvil upon detection through the sensors 630, for example, that the switch 614 is in the second position 617; and the processor 622 may use the program instructions associated with the end actuator linkage upon detection through the sensors 630, for example, that the switch 614 is in the third or fourth position 618a, 618b.

[00225] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 700 configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita neste documento, de acordo com um aspecto dessa revelação. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode ser programado ou configurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de deslocamento, o deslocamento distal/proximal de um tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento, e articulação, quer com um único tipo ou múltiplos enlaces de acionamento de articulação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 700 pode ser programado ou configurado para controlar individualmente um membro de disparo, um membro de fechamento, um membro de eixo de acionamento, ou um ou mais membros de articulação, ou combinações dos mesmos. O instrumento cirúrgico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar membros de disparo acionados por motor, membros de fechamento, membros de eixo de acionamento, ou um ou mais membros de articulação, ou combinações dos mesmos.[00225] Figure 17 is a schematic diagram of a robotic surgical instrument 700 configured to operate a surgical tool described herein, in accordance with an aspect of this disclosure. The robotic surgical instrument 700 may be programmed or configured to control the distal/proximal translation of a displacing limb, the distal/proximal displacement of a closure tube, the rotation of the drive shaft, and articulation, either with a single type or multiple articulation drive links. In one aspect, the surgical instrument 700 may be programmed or configured to individually control a firing member, a closing member, a drive shaft member, or one or more pivot members, or combinations thereof. Surgical instrument 700 comprises a control circuit 710 configured to control motor-driven firing members, closing members, drive shaft members, or one or more pivot members, or combinations thereof.

[00226] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar um braço de aperto 716 e um membro de fechamento 714, uma porção de um atuador de extremidade 702, uma lâmina ultrassônica 718 acoplada a um transdutor ultrassônico 719 excitado por um gerador ultrassônico 721, um eixo de acionamento 740, e um ou mais membros de articulação 742a, 742b através de uma pluralidade de motores 704a a 704e. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer retroinformação sobre a posição do membro de fechamento 714 ao circuito de controle 710. Outros sensores 738 podem ser configurados para fornecer retroinformação ao circuito de controle 710. Um temporizador/contador 731 fornece informações de temporização e contagem ao circuito de controle 710. Uma fonte de energia 712 pode ser fornecida para operar os motores 704a a 704e e um sensor de corrente 736 fornece retroinformação de corrente do motor ao circuito de controle 710. Os motores 704a a 704e podem ser operados individualmente pelo circuito de controle 710 em um controle de retroinformação de circuito aberto ou circuito fechado.[00226] In one aspect, the robotic surgical instrument 700 comprises a control circuit 710 configured to control a gripping arm 716 and a closing member 714, a portion of an end actuator 702, an ultrasonic blade 718 coupled to a transducer ultrasonic 719 excited by an ultrasonic generator 721, a drive shaft 740, and one or more pivot members 742a, 742b through a plurality of motors 704a to 704e. A position sensor 734 may be configured to provide feedback about the position of the closure member 714 to the control circuit 710. Other sensors 738 may be configured to provide feedback to the control circuit 710. A timer/counter 731 provides timing information and count to the control circuit 710. A power source 712 may be provided to operate the motors 704a to 704e and a current sensor 736 provides motor current feedback to the control circuit 710. The motors 704a to 704e may be operated individually by the control circuit 710 in an open-loop or closed-loop feedback control.

[00227] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar instruções que fazem com que o processador ou processadores executem uma ou mais tarefas. Em um aspecto, um temporizador/contador 731 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 710 para correlacionar a posição do membro de fechamento 714 conforme determinado pelo sensor de posição 734 com a saída do temporizador/contador 731 de modo que o circuito de controle 710 possa determinar a posição do membro de fechamento 714 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial ou o tempo (t) quando o membro de fechamento 714 está em uma posição específica em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 731 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos ou cronometrar eventos externos.[00227] In one aspect, the control circuit 710 may comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other processors suitable for executing instructions that cause the processor or processors to perform one or more tasks. In one aspect, a timer/counter 731 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to the control circuit 710 to correlate the position of the closure member 714 as determined by the position sensor 734 with the output of the timer. /counter 731 so that the control circuit 710 can determine the position of the closing member 714 at a specific time (t) relative to a starting position or the time (t) when the closing member 714 is in a specific position relative to an initial position. The 731 timer/counter can be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

[00228] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode ser programado para controlar funções do atuador de extremidade 702 com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 710 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 710 pode ser programado para selecionar um programa de controle de disparo ou programa de controle de fechamento com base nas condições do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade inferior e/ou com potência mais baixa. Quando um tecido mais fino está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência. Um programa de controle de fechamento pode controlar a força de fechamento aplicada ao tecido pelo braço de aperto 716. Outros programas de controle controlam a rotação do eixo de acionamento 740 e dos membros de articulação 742a, 742b.[00228] In one aspect, the control circuit 710 may be programmed to control functions of the end actuator 702 based on one or more tissue conditions. The control circuit 710 may be programmed to directly or indirectly sense tissue conditions, such as thickness, as described herein. Control circuit 710 may be programmed to select a firing control program or closing control program based on fabric conditions. A trigger control program can describe the distal movement of the displacement limb. Different trigger control programs can be selected to best address different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, control circuit 710 may be programmed to translate the travel member at a lower speed and/or with lower power. When finer tissue is present, control circuit 710 can be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with greater power. A closing control program can control the closing force applied to the fabric by the clamping arm 716. Other control programs control the rotation of the drive shaft 740 and the pivot members 742a, 742b.

[00229] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode gerar sinais de ponto de ajuste do motor. Os sinais de ponto de ajuste do motor podem ser fornecidos para vários controladores de motor 708a a 708e. Os controladores de motor 708a a 708e podem compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer sinais de acionamento do motor aos motores 704a a 704e para acionar os motores 704a a 704e, conforme descrito aqui. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos de corrente contínua com escovas. Por exemplo, a velocidade dos motores 704a a 704e pode ser proporcional aos respectivos sinais de acionamento do motor. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos CC sem escovas, e os respectivos sinais de acionamento do motor podem compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator dos motores 704a a 704e. Além disso, em alguns exemplos, os controladores de motor 708a a 708e podem ser omitidos e o circuito de controle 710 pode gerar diretamente os sinais de acionamento do motor.[00229] In one aspect, control circuit 710 can generate motor setpoint signals. Motor setpoint signals can be provided to multiple 708a through 708e motor controllers. The motor controllers 708a to 708e may comprise one or more circuits configured to provide motor drive signals to the motors 704a to 704e to drive the motors 704a to 704e as described herein. In some examples, motors 704a to 704e may be brushed direct current electric motors. For example, the speed of motors 704a to 704e may be proportional to respective motor drive signals. In some examples, motors 704a to 704e may be brushless DC electric motors, and respective motor drive signals may comprise a PWM signal provided to one or more stator windings of motors 704a to 704e. Furthermore, in some examples, the motor controllers 708a to 708e may be omitted and the control circuit 710 may directly generate the motor drive signals.

[00230] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode operar inicialmente cada um dentre os motores 704a a 704e em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto do curso do membro de deslocamento. Com base na resposta do instrumento cirúrgico robótico 700 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 710 pode selecionar um programa de controle de disparo em uma configuração de circuito fechado. A resposta do instrumento pode incluir uma tradução da distância do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida a um dos motores 704a a 704e durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 710 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante uma porção do curso de circuito fechado, o circuito de controle 710 pode modular um dos motores 704a a 704e com base na translação dos dados que descrevem uma posição do membro de deslocamento em circuito fechado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade constante.[00230] In one aspect, control circuit 710 may initially operate each of motors 704a to 704e in an open-loop configuration for a first open-loop portion of travel of the travel member. Based on the response of the robotic surgical instrument 700 during the open-loop portion of the stroke, the control circuit 710 may select a trigger control program in a closed-loop configuration. The instrument response may include a translation of the distance from the traveling member during the open-circuit portion, an elapsed time during the open-circuit portion, the energy supplied to one of the motors 704a to 704e during the open-circuit portion, a sum of pulse widths of a motor drive signal, etc. After the open circuit portion, control circuit 710 may implement the selected firing control program for a second portion of travel of the travel member. For example, during a portion of the closed-loop stroke, the control circuit 710 may modulate one of the motors 704a to 704e based on translating data describing a position of the closed-loop travel member to translate the travel member to a constant speed.

[00231] Em um aspecto, os motores 704a a 704e podem receber energia de uma fonte de energia 712. A fonte de energia 712 pode ser uma fonte de energia CC acionada por uma fonte de energia de corrente alternada principal, uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. Os motores 704a a 704e podem ser mecanicamente acoplados a elementos mecânicos individuais móveis como o membro de fechamento 714, o braço de aperto 716, eixo de acionamento 740, articulação 742a, e a articulação 742b, através das respectivas transmissões 706a a 706e. As transmissões 706a a 706e podem incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar os motores 704a a 704e aos elementos mecânicos móveis. Um sensor de posição 734 pode detectar uma posição do membro de fechamento 714. O sensor de posição 734 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indicam uma posição do membro de fechamento 714. Em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 710 conforme o membro de fechamento 714 translade distalmente e proximalmente. O circuito de controle 710 pode rastrear os pulsos para determinar a posição do membro de fechamento 714. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento do membro de fechamento 714. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode ser omitido. Quando qualquer dos motores 704a a 704e seja um motor de passo, o circuito de controle 710 pode rastrear a posição do membro de fechamento 714 ao agregar o número e a direção das etapas que o motor 704 foi instruído a executar. O sensor de posição 734 pode estar situado no atuador de extremidade 702 ou em qualquer outra porção do instrumento. As saídas de cada um dos motores 704a a 704e incluem um sensor de torque 744a a 744e para detectar força e possuem um codificador para detectar a rotação do eixo de acionamento.[00231] In one aspect, motors 704a to 704e may receive power from a power source 712. The power source 712 may be a DC power source driven by a main alternating current power source, a battery, a super capacitor, or any other suitable power source. Motors 704a to 704e may be mechanically coupled to individual movable mechanical elements such as the closure member 714, the clamping arm 716, drive shaft 740, linkage 742a, and the linkage 742b, through respective transmissions 706a to 706e. Transmissions 706a to 706e may include one or more gears or other linkage components for coupling motors 704a to 704e to movable mechanical elements. A position sensor 734 may detect a position of the closure member 714. The position sensor 734 may be or may include any type of sensor that is capable of generating position data that indicates a position of the closure member 714. In some examples , the position sensor 734 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuit 710 as the closure member 714 translates distally and proximally. The control circuit 710 may track the pulses to determine the position of the closure member 714. Other suitable position sensors may be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors may provide other signals that indicate movement of the closure member 714. Additionally, in some examples, the position sensor 734 may be omitted. When any of the motors 704a to 704e is a stepper motor, the control circuit 710 can track the position of the closure member 714 by aggregating the number and direction of steps that the motor 704 has been instructed to perform. The position sensor 734 may be located in the end actuator 702 or in any other portion of the instrument. The outputs of each of the motors 704a to 704e include a torque sensor 744a to 744e for detecting force and have an encoder for detecting the rotation of the drive shaft.

[00232] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de disparo como a porção do membro de fechamento 714 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708a, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704a. O eixo de acionamento de saída do motor 704a é acoplado a um sensor de torque 744a. O sensor de torque 744a é acoplado a uma transmissão 706a que é acoplada ao membro de fechamento 714. A transmissão 706a compreende elementos mecânicos móveis como elementos rotativos e um membro de disparo para controlar distalmente e proximalmente o movimento do membro de fechamento 714 ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702. Em um aspecto, o motor 704a pode ser acoplado ao conjunto de engrenagem de faca, que inclui um conjunto de redução de engrenagem de faca que inclui uma primeira engrenagem de acionamento de faca e uma segunda engrenagem de acionamento de faca. Um sensor de torque 744a fornece um sinal de retroinformação da força de disparo para o circuito de controle 710. O sinal de força de disparo representa a força necessária para disparar ou deslocar o membro de fechamento 714. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento 714 ao longo do curso de disparo ou da posição do membro de disparo como um sinal de retroinformação ao circuito de controle 710. O atuador de extremidade 702 pode incluir sensores adicionais 738 configurados para fornecer sinais de retroinformação para o circuito de controle 710. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de disparo ao controle do motor 708a. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 704a pode acionar o membro de disparo distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702 a partir de uma posição proximal inicial do curso para uma posição distal terminal do curso em relação à posição inicial de curso. Conforme o membro de fechamento 714 translada distalmente, o braço de aperto 716 se fecha em direção à lâmina ultrassônica 718.[00232] In one aspect, the control circuit 710 is configured to actuate a firing member such as the closure member portion 714 of the end actuator 702. The control circuit 710 provides a motor set point for a control of the motor 708a, which provides a drive signal to the motor 704a. The motor output drive shaft 704a is coupled to a torque sensor 744a. The torque sensor 744a is coupled to a transmission 706a which is coupled to the closure member 714. The transmission 706a comprises movable mechanical elements such as rotating elements and a firing member for distally and proximally controlling the movement of the closure member 714 along a longitudinal axis of the end actuator 702. In one aspect, the motor 704a may be coupled to the knife gear assembly, which includes a knife gear reduction assembly, which includes a first knife drive gear and a second gear. knife drive. A torque sensor 744a provides a trigger force feedback signal to the control circuit 710. The trigger force signal represents the force required to trigger or displace the closure member 714. A position sensor 734 can be configured to provide the position of the closure member 714 along the firing stroke or the position of the firing member as a feedback signal to the control circuit 710. The end actuator 702 may include additional sensors 738 configured to provide feedback signals to the control circuit 710. When ready for use, the control circuit 710 can provide a trigger signal to the motor control 708a. In response to the trigger signal, the motor 704a may drive the firing member distally along the longitudinal axis of the end actuator 702 from a stroke start proximal position to a stroke end distal position relative to the stroke start position. course. As the closing member 714 translates distally, the clamping arm 716 closes toward the ultrasonic blade 718.

[00233] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de fechamento como a porção do braço de aperto 716 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708b, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704b. O eixo de saída do motor 704b é acoplado a um sensor de torque 744b. O sensor de torque 744b é acoplado a uma transmissão 706b que é acoplada ao braço de aperto 716. A transmissão 706b compreende elementos mecânicos móveis como elementos rotativos e um membro de fechamento para controlar o movimento do braço de aperto 716 a partir das posições aberta e fechada. Em um aspecto, o motor 704b é acoplado a um conjunto de engrenagem de fechamento, que inclui um conjunto de engrenagem de redução de fechamento que é suportado em engate engrenado com a roda dentada de fechamento. O sensor de torque 744b fornece um sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de fechamento representa a força de fechamento aplicada ao braço de aperto 716. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738 no atuador de extremidade 702 podem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. O braço de aperto articulável 716 é posicionada oposta à lâmina ultrassônica 718. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de fechamento ao controle do motor 708b. Em resposta ao sinal de fechamento, o motor 704b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718.[00233] In one aspect, the control circuit 710 is configured to actuate a closure member such as the clamping arm portion 716 of the end actuator 702. The control circuit 710 provides a motor set point for a control of the motor 708b, which provides a drive signal to the motor 704b. The output shaft of the 704b motor is coupled to a 744b torque sensor. The torque sensor 744b is coupled to a transmission 706b which is coupled to the clamping arm 716. The transmission 706b comprises movable mechanical elements such as rotating elements and a closing member for controlling the movement of the clamping arm 716 from the open and closed. In one aspect, the motor 704b is coupled to a closing gear assembly, which includes a closing reduction gear assembly that is supported in mesh engagement with the closing gear wheel. Torque sensor 744b provides a closing force feedback signal to control circuit 710. The closing force feedback signal represents the closing force applied to clamping arm 716. Position sensor 734 can be configured to provide the position of the closing member as a feedback signal to the control circuit 710. Additional sensors 738 in the end actuator 702 can provide the closing force feedback signal to the control circuit 710. The pivotable clamping arm 716 is positioned opposite the ultrasonic blade 718. When ready for use, the control circuit 710 can provide a close signal to the motor control 708b. In response to the closing signal, the motor 704b advances a closing member to clamp the tissue between the clamping arm 716 and the ultrasonic blade 718.

[00234] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de acionamento 740, para girar o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708c, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704c. O eixo de saída do motor 704c é acoplado a um sensor de torque 744c. O sensor de torque 744c é acoplado a uma transmissão 706c que é acoplada ao eixo 740. A transmissão 706c compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos, para controlar a rotação do eixo de acionamento 740 no sentido horário ou no sentido anti-horário até e acima de 360°. Em um aspecto, o motor 704c é acoplado ao conjunto de transmissão giratório, que inclui um segmento de engrenagem de tubo que é formado sobre (ou fixado a) a extremidade proximal do tubo de fechamento proximal para engate operável por um conjunto de engrenagem rotacional que é suportado operacionalmente na placa de montagem de ferramenta. O sensor de torque 744c fornece um sinal de retroinformação de força de rotação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de rotação representa a força de rotação aplicada ao eixo de acionamento 740. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738, como um codificador de eixo de acionamento, podem fornecer a posição rotacional do eixo de acionamento 740 para o circuito de controle 710.[00234] In one aspect, the control circuit 710 is configured to rotate a drive shaft member, such as the drive shaft 740, to rotate the end actuator 702. The control circuit 710 provides a motor set point to a motor control 708c, which provides a drive signal to the motor 704c. The output shaft of the 704c engine is coupled to a 744c torque sensor. The torque sensor 744c is coupled to a transmission 706c which is coupled to the shaft 740. The transmission 706c comprises movable mechanical elements, such as rotating elements, to control the rotation of the drive shaft 740 clockwise or counterclockwise until and above 360°. In one aspect, the motor 704c is coupled to the rotary drive assembly, which includes a tube gear segment that is formed over (or attached to) the proximal end of the proximal closure tube for engagement operable by a rotational gear assembly that is operationally supported on the tool mounting plate. The torque sensor 744c provides a rotational force feedback signal to the control circuit 710. The rotational force feedback signal represents the rotational force applied to the drive shaft 740. The position sensor 734 can be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to the control circuit 710. Additional sensors 738, such as a drive shaft encoder, may provide the rotational position of the drive shaft 740 to the control circuit 710.

[00235] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para articular o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708d, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704d. O eixo de saída do motor 704d é acoplado a um sensor de torque 744d. O sensor de torque 744d é acoplado a uma transmissão 706d que é acoplada a um membro de articulação 742a. A transmissão 706d compreende elementos mecânicos móveis, como elementos de articulação, para controlar a articulação do atuador de extremidade 702 ± 65°. Em um aspecto, o motor 704d é acoplada a uma porca de articulação, que é assentada de modo giratório sobre a porção de extremidade proximal da porção de coluna distal e é acionada de modo giratória na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação. O sensor de torque 744d fornece um sinal de retroinformação da força de articulação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de articulação representa a força de articulação aplicada ao atuador de extremidade 702. Os sensores 738, como um codificador de articulação, pode fornecer a posição de articulação do atuador de extremidade 702 para o circuito de controle 710.[00235] In one aspect, the control circuit 710 is configured to articulate the end actuator 702. The control circuit 710 provides a motor set point for a motor control 708d, which provides a drive signal to the motor 704d. The output shaft of the 704d engine is coupled to a 744d torque sensor. Torque sensor 744d is coupled to a transmission 706d which is coupled to a pivot member 742a. The transmission 706d comprises movable mechanical elements, such as linkage elements, to control the articulation of the end actuator 702 ± 65°. In one aspect, the motor 704d is coupled to a pivot nut, which is pivotally seated on the proximal end portion of the distal column portion and is pivotably driven therein by a pivot gear assembly. The torque sensor 744d provides a linkage force feedback signal to the control circuit 710. The linkage force feedback signal represents the linkage force applied to the end actuator 702. The sensors 738, such as a linkage encoder , may provide the pivot position of the end actuator 702 to the control circuit 710.

[00236] Em um outro aspecto, a função de articulação do sistema cirúrgico robótico 700 pode compreender dois membros de articulação, ou ligações, 742a, 742b. Esses membros de articulação 742a, 742b são acionados por discos separados na interface de robô (a cremalheira), que são acionados pelos dois motores 708d, 708e. Quando o motor de disparo separado 704a é fornecido, cada ligação de articulação 742a, 742b pode ser antagonicamente acionada em relação à outra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à cabeça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articulação 742a, 742b se fixam à cabeça em um raio fixo quando a cabeça é girada. Consequentemente, a vantagem mecânica do link de empurrar e puxar se altera quando a cabeça é girada. Esta alteração na vantagem mecânica pode ser mais pronunciada com outros sistemas de acionamento da ligação de articulação.[00236] In another aspect, the articulation function of the robotic surgical system 700 may comprise two articulation members, or links, 742a, 742b. These articulation members 742a, 742b are driven by separate discs in the robot interface (the rack), which are driven by the two motors 708d, 708e. When the separate firing motor 704a is provided, each pivot link 742a, 742b may be antagonistically driven relative to the other link to provide a resistive holding movement and load to the head when it is not moving and to provide a resistive holding movement. articulation when the head is articulated. Pivot members 742a, 742b attach to the head at a fixed radius when the head is rotated. Consequently, the mechanical advantage of the push-pull link changes when the head is rotated. This change in mechanical advantage may be more pronounced with other linkage drive systems.

[00237] Em um aspecto, o um ou mais motores 704a a 704e podem compreender um motor CC com escovas com uma caixa de câmbio e ligações mecânicas a um membro de disparo, membro de fechamento ou membro de articulação. Um outro exemplo inclui motores elétricos 704a a 704e que operam os elementos mecânicos móveis como o membro de deslocamento, as ligações de articulação, o tubo de fechamento e o eixo de acionamento. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que atua em oposição a um dos motores elétricos 704a a 704e. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.[00237] In one aspect, the one or more motors 704a to 704e may comprise a brushed DC motor with a gearbox and mechanical connections to a firing member, closure member, or pivot member. Another example includes electric motors 704a to 704e that operate movable mechanical elements such as the displacement member, pivot links, shut-off tube and drive shaft. An external influence is an unmeasured and unpredictable influence of things such as tissue, surrounding bodies, and friction in the physical system. This external influence can be called drag, which acts in opposition to one of the electric motors 704a to 704e. External influence, such as drag, can cause the operation of the physical system to deviate from a desired operation of the physical system.

[00238] Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto. Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode compreender um sistema de posicionamento magnético giratório absoluto implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 734 pode fazer interface com o circuito de controle 710 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.[00238] In one aspect, the position sensor 734 can be implemented as an absolute positioning system. In one aspect, the position sensor 734 may comprise an absolute rotary magnetic positioning system implemented as a single integrated circuit rotary magnetic position sensor AS5055EQFT, available from Austria Microsystems, AG. The position sensor 734 may interface with the control circuit 710 to provide an absolute positioning system. The position may include multiple Hall effect elements located above a magnet and coupled to a CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and Volder's algorithm, which is provided to implement a simple and efficient algorithm for calculating hyperbolic and trigonometric functions which require only addition, subtraction, bit shift, and lookup table operations.

[00239] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 738. Os sensores 738 podem ser posicionados no atuador de extremidade 702 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico robótico 700 para medir a vários parâmetros derivados como a distância de vão em função do tempo, a compressão do tecido em função do tempo, e deformação da bigorna em função do tempo. Os sensores 738 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, uma célula de carga, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor de torque, um sensor indutivo como um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 702. Os sensores 738 podem incluir um ou mais sensores. Os sensores 738 podem estar localizados no braço de aperto 716 para determinar a localização de tecido com o uso de eletrodos segmentados. Os sensores de torque 744a a 744e podem ser configurados para detectar força como força de disparo, força de fechamento, e/ou força de articulação, entre outros. Consequentemente, o circuito de controle 710 pode detectar (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua posição, (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posição, (3) qual porção da lâmina ultrassônica 718 tem tecido na mesma, e (4) a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.[00239] In one aspect, the control circuit 710 may be in communication with one or more sensors 738. The sensors 738 may be positioned on the end actuator 702 and adapted to work with the robotic surgical instrument 700 to measure various derived parameters. such as span distance as a function of time, tissue compression as a function of time, and anvil deformation as a function of time. The sensors 738 may comprise a magnetic sensor, a magnetic field sensor, a strain gauge, a load cell, a pressure sensor, a force sensor, a torque sensor, an inductive sensor such as an eddy current sensor, a resistive sensor, a capacitive sensor, an optical sensor, and/or any other sensor suitable for measuring one or more parameters of the end actuator 702. The sensors 738 may include one or more sensors. Sensors 738 may be located on clamping arm 716 to determine tissue location using segmented electrodes. Torque sensors 744a to 744e can be configured to detect forces such as trigger force, closing force, and/or pivot force, among others. Accordingly, the control circuit 710 can detect (1) the closing load experienced by the distal closing tube and its position, (2) the firing member in the rack and its position, (3) which portion of the ultrasonic blade 718 has tissue in it, and (4) the load and position on both pivot rods.

[00240] Em um aspecto, o um ou mais sensores 738 podem compreender um medidor de esforço como, por exemplo, um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 716 durante uma condição pinçada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 738 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718. Os sensores 738 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718 que é indicativa da espessura e/ou da totalidade do tecido situado entre os mesmos.[00240] In one aspect, the one or more sensors 738 may comprise a strain gauge, such as a microstrain gauge, configured to measure the magnitude of strain on anvil 716 during a pinched condition. The voltage meter provides an electrical signal whose amplitude varies with the magnitude of the voltage. The sensors 738 may comprise a pressure sensor configured to detect a pressure generated by the presence of tissue compressed between the gripping arm 716 and the ultrasonic blade 718. The sensors 738 may be configured to detect the impedance of a section of tissue situated between the clamping arm 716 and the ultrasonic blade 718 which is indicative of the thickness and/or totality of the tissue located between them.

[00241] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser implementadas como uma ou mais chaves de limite, dispositivos eletromecânicos, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos magneto-resistivos (MR) dispositivos magneto-resistivos gigantes (GMR), magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 738 podem ser implementados como chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar, e similares). Em outras implementações, os sensores 738 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros e sensores de inércia, entre outros.[00241] In one aspect, sensors 738 may be implemented as one or more limit switches, electromechanical devices, solid state switches, Hall effect devices, magneto-resistive (MR) devices, giant magneto-resistive (GMR) devices, magnetometers, among others. In other implementations, sensors 738 can be implemented as solid-state switches that operate under the influence of light, such as optical sensors, infrared sensors, ultraviolet sensors, among others. Furthermore, the switches can be solid-state devices such as transistors (e.g., FET, junction FET, MOSFET, bipolar, and the like). In other implementations, sensors 738 may include conductorless electrical switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.

[00242] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre o braço de aperto 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 738 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e o braço de aperto 716 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento ao braço de aperto 716. As forças exercidas sobre o braço de aperto 716 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturado entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718. O um ou mais sensores 738 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 738 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão pelo processador do circuito de controle 710. O circuito de controle 710 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 716.[00242] In one aspect, sensors 738 can be configured to measure the forces exerted on the clamping arm 716 by the closing drive system. For example, one or more sensors 738 may be at a point of interaction between the closure tube and clamping arm 716 to detect closing forces applied by the closing tube to clamping arm 716. The forces exerted on the clamping arm clamping 716 may be representative of the tissue compression experienced by the section of tissue captured between the clamping arm 716 and the ultrasonic blade 718. The one or more sensors 738 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closing forces applied to the clamping arm 716 by the closing drive system. The one or more sensors 738 may be sampled in real-time during a grasping operation by the control circuit processor 710. The control circuit 710 receives real-time sample measurements to provide and analyze time-based information and evaluate timely real, the closing forces applied to the clamping arm 716.

[00243] Em um aspecto, um sensor de corrente 736 pode ser usado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 704a a 704e. A força necessária para avançar qualquer dos elementos mecânicos móveis como o membro de fechamento 714 corresponde à corrente drenada por um dos motores 704a a 704e. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 710. O circuito de controle 710 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover o membro de fechamento 714 no atuador de extremidade 702 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, quadrático linear (LQR) e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo. Detalhes adicionais são revelados no pedido de patente US n° de série 15/636.829, intitulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.[00243] In one aspect, a current sensor 736 can be used to measure the current drawn by each of the motors 704a to 704e. The force required to advance any of the movable mechanical elements such as the closure member 714 corresponds to the current drawn by one of the motors 704a to 704e. The force is converted to a digital signal and supplied to the control circuit 710. The control circuit 710 can be configured to simulate the response of the actual instrument system in the controller software. A displacement member may be actuated to move the closure member 714 in the end actuator 702 at or near a target speed. The robotic surgical instrument 700 may include a feedback controller, which may be one or any of the feedback controllers, including, but not limited to, a PID, state feedback, linear quadratic (LQR) controller, and/or an adaptive controller. , for example. The robotic surgical instrument 700 may include a power source for converting the feedback controller signal into a physical input such as case voltage, PWM voltage, frequency modulated voltage, current, torque, and/or force, for example. Additional details are disclosed in US Patent Application Serial No. 15/636,829, entitled CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, filed on June 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00244] A Figura 18 ilustra um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 750 configurado para controlar a translação distal do membro de deslocamento de acordo com um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 750 é programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento como o membro de fechamento 764. O instrumento cirúrgico 750 compreende um atuador de extremidade 752 que pode compreender um braço de aperto 766, um membro de fechamento 764 e uma lâmina ultrassônica 768 acoplada a um transdutor ultrassônico 769 acionado por um gerador ultrassônico 771.[00244] Figure 18 illustrates a schematic diagram of a surgical instrument 750 configured to control distal translation of the displacement member in accordance with an aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 750 is programmed to control the distal translation of the displacement member as the closing member 764. The surgical instrument 750 comprises an end actuator 752 which may comprise a clamping arm 766, a closing member 764 and an ultrasonic blade 768 coupled to an ultrasonic transducer 769 driven by an ultrasonic generator 771.

[00245] A posição, movimento, deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como o membro de fechamento 764, podem ser medidas por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor, e um sensor de posição 784. Devido ao membro de fechamento 764 ser acoplado a um membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição do membro de fechamento 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel empregando o sensor de posição 784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, deslocamento e/ou a translação do membro de fechamento 764 podem ser obtidas pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como o membro de fechamento 764. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores, ou outros processadores adequados para executar instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, o membro de fechamento 764, da maneira descrita. Em um aspecto, um temporizador/contador 781 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 760 para correlacionar a posição do membro de fechamento 764 conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/contador 781 de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posição do membro de fechamento 764 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos eternos.[00245] The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member, such as closure member 764, can be measured by an absolute positioning system, sensor arrangement, and a position sensor 784. Because the closure member 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of the closure member 764 can be determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member employing the position sensor 784. Accordingly, in the following description , the position, displacement and/or translation of the closure member 764 can be obtained by the position sensor 784, as described in the present invention. A control circuit 760 may be programmed to control the translation of the displacement member, such as the closure member 764. The control circuit 760, in some examples, may comprise one or more microcontrollers, microprocessors, or other processors suitable for executing instructions. which cause the processor or processors to control the displacement member, e.g., the closure member 764, in the manner described. In one aspect, a timer/counter 781 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to the control circuit 760 to correlate the position of the closure member 764 as determined by the position sensor 784 with the output of the timer. /counter 781 so that the control circuit 760 can determine the position of the closure member 764 at a specific time (t) relative to an initial position. The 781 timer/counter can be configured to measure elapsed time, count external events, or measure eternal events.

[00246] O circuito de controle 760 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 772. O sinal do ponto de ajuste do motor 772 pode ser fornecido a um controlador do motor 758. O controlador do motor 758 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 774 ao motor 754 para acionar o motor 754, conforme descrito aqui. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor CC com motor elétrico CC com escovas. Por exemplo, a velocidade do motor 754 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 774. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor elétrico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor 774 pode compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.[00246] The control circuit 760 may generate a motor setpoint signal 772. The motor setpoint signal 772 may be provided to a motor controller 758. The motor controller 758 may comprise one or more circuits configured to provide a drive signal from engine 774 to engine 754 to drive engine 754 as described herein. In some examples, the motor 754 may be a DC motor with brushed DC electric motor. For example, the speed of the motor 754 may be proportional to the motor drive signal 774. In some examples, the motor 754 may be a brushless DC electric motor and the motor drive signal 774 may comprise a PWM signal supplied to a or more stator windings of the motor 754. Furthermore, in some examples, the motor controller 758 may be omitted, and the control circuit 760 may generate the motor drive signal 774 directly.

[00247] O motor 754 pode receber energia de uma fonte de energia 762. A fonte de energia 762 pode ser ou incluir uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. O motor 754 pode ser mecanicamente acoplado ao membro de fechamento 764 por meio de uma transmissão 756. A transmissão 756 pode incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 754 ao membro de fechamento 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição do membro de fechamento 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indicar uma posição do membro de fechamento 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 760 conforme a viga com perfil em I 764 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição do membro de fechamento 764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento do membro de fechamento 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 é um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição do membro de fechamento 764 ao agregar o número e a orientação das etapas que o motor 754 foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 752 ou em qualquer outra porção do instrumento.[00247] The motor 754 may receive power from a power source 762. The power source 762 may be or include a battery, a super capacitor, or any other suitable power source. The motor 754 may be mechanically coupled to the closure member 764 via a transmission 756. The transmission 756 may include one or more gears or other linkage components for coupling the motor 754 to the closure member 764. A position sensor 784 may detect a position of the closure member 764. The position sensor 784 may be or may include any type of sensor that is capable of generating position data that indicates a position of the closure member 764. In some examples, the position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to the control circuit 760 as the I-beam 764 translates distally and proximally. The control circuit 760 may track the pulses to determine the position of the closure member 764. Other suitable position sensors may be used, including, for example, a proximity sensor. Other types of position sensors may provide other signals that indicate movement of the closure member 764. Additionally, in some examples, the position sensor 784 may be omitted. When the motor 754 is a stepper motor, the control circuit 760 may track the position of the closure member 764 by aggregating the number and orientation of steps that the motor 754 has been instructed to perform. The position sensor 784 may be located in the end actuator 752 or in any other portion of the instrument.

[00248] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 752 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 750 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em função do tempo, compressão do tecido em função do tempo e tensão da bigorna em função do tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 752. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.[00248] The control circuit 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be positioned on the end actuator 752 and adapted to work with the surgical instrument 750 to measure various derived parameters, such as span distance. as a function of time, tissue compression as a function of time and anvil tension as a function of time. The sensors 788 may comprise a magnetic sensor, a magnetic field sensor, a strain gauge, a pressure sensor, a force sensor, an inductive sensor such as an eddy current sensor, a resistive sensor, a capacitive sensor, a optical and/or any other sensors suitable for measuring one or more parameters of the end actuator 752. The sensors 788 may include one or more sensors.

[00249] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medidor de esforço como, por exemplo, um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 766 durante uma condição apertada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 788 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768 que é indicativa da espessura e/ou da totalidade do tecido situado entre os mesmos.[00249] The one or more sensors 788 may comprise a strain gauge, such as a microstress gauge, configured to measure the magnitude of strain on anvil 766 during a tight condition. The voltage meter provides an electrical signal whose amplitude varies with the magnitude of the voltage. The sensors 788 may comprise a pressure sensor configured to detect a pressure generated by the presence of tissue compressed between the gripping arm 766 and the ultrasonic blade 768. The sensors 788 may be configured to detect the impedance of a section of tissue situated between the clamping arm 766 and the ultrasonic blade 768 which is indicative of the thickness and/or totality of the tissue located between them.

[00250] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre o braço de aperto 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e o braço de aperto 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fechamento ao braço de aperto 766. As forças exercidas sobre o braço de aperto 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por um processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 766.[00250] Sensors 788 can be configured to measure the forces exerted on the clamping arm 766 by the closing drive system. For example, one or more sensors 788 may be at a point of interaction between the closure tube and clamping arm 766 to detect closing forces applied by a clamping tube to clamping arm 766. The forces exerted on the clamping arm 766. The clamping arm 766 may be representative of the tissue compression experienced by the section of tissue captured between the clamping arm 766 and the ultrasonic blade 768. The one or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system. to detect the closing forces applied to the clamping arm 766 by the closing drive system. The one or more sensors 788 may be sampled in real time during a grasping operation by a processor of the control circuit 760. The control circuit 760 receives real-time sample measurements to provide and analyze time-based information and evaluate, in in real time, the closing forces applied to the clamping arm 766.

[00251] Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar o membro de fechamento 764 corresponde à corrente drenada pelo motor 754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.[00251] A current sensor 786 can be employed to measure the current drawn by the motor 754. The force required to advance the closing member 764 corresponds to the current drawn by the motor 754. The force is converted into a digital signal and supplied to the circuit control 760.

[00252] O circuito de controle 760 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover um membro de fechamento 764 no atuador de extremidade 752 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, LQR, e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.[00252] Control circuit 760 can be configured to simulate the response of the actual instrument system in the controller software. A displacement member may be actuated to move a closure member 764 in the end actuator 752 at or near a target speed. The surgical instrument 750 may include a feedback controller, which may be one or any of the feedback controllers, including, but not limited to, a PID controller, status feedback, LQR, and/or an adaptive controller, for example. Surgical instrument 750 may include a power source to convert the feedback controller signal into a physical input such as case voltage, PWM voltage, frequency modulated voltage, current, torque, and/or force, for example.

[00253] O sistema de acionamento real do instrumento cirúrgico 750 é configurado para acionar o membro de deslocamento, o membro de corte ou o membro de fechamento 764, por um motor CC com escovas com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de articulação e/ou faca. Um outro exemplo é o motor elétrico 754 que opera o membro de deslocamento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que atua em oposição ao motor elétrico 754. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.[00253] The actual drive system of the surgical instrument 750 is configured to drive the moving member, the cutting member, or the closing member 764, by a brushed DC motor with gearbox and mechanical linkages to a linkage system. and/or knife. Another example is the electric motor 754 that operates the travel member and the pivot driver, for example, of an interchangeable drive shaft assembly. An external influence is an unmeasured and unpredictable influence of things such as tissue, surrounding bodies, and friction in the physical system. This external influence can be called drag, which acts in opposition to the 754 electric motor. External influence, such as drag, can cause the operation of the physical system to deviate from a desired operation of the physical system.

[00254] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um instrumento cirúrgico 750 que compreende um atuador de extremidade 752 com implementos cirúrgicos de vedação e de corte acionados por motor. Por exemplo, um motor 754 pode acionar um membro de deslocamento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752. O atuador de extremidade 752 pode compreender um braço de aperto articulável 766 e, quando configurado para o uso, uma lâmina ultrassônica 768 posicionada do lado oposto do braço de aperto 766. Um clínico pode segurar o tecido entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768, conforme descrito na presente invenção. Quando pronto para usar o instrumento 750, o médico pode fornecer um sinal de disparo, por exemplo, pressionando um gatilho do instrumento 750. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 754 pode acionar o membro de deslocamento distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752 a partir de uma posição de início de curso proximal para uma posição de fim de curso distal da posição de início de curso. À medida que o membro de deslocamento se desloca distalmente, o membro de fechamento 764 com um membro de corte posicionado em uma extremidade distal, pode cortar o tecido entre a lâmina ultrassônica 768 e o braço de aperto 766.[00254] Various exemplary aspects are directed to a surgical instrument 750 comprising an end actuator 752 with motor-driven sealing and cutting surgical implements. For example, a motor 754 may drive a displacement member distally and proximally along a longitudinal axis of the end actuator 752. The end actuator 752 may comprise a pivotable clamping arm 766 and, when configured for use, a ultrasonic blade 768 positioned on the opposite side of the clamping arm 766. A clinician can hold tissue between the clamping arm 766 and the ultrasonic blade 768 as described in the present invention. When ready to use the instrument 750, the practitioner may provide a trigger signal, for example, by pressing a trigger of the instrument 750. In response to the trigger signal, the motor 754 may drive the displacement member distally along the longitudinal axis. of end actuator 752 from a proximal start-of-stroke position to an end-of-stroke position distal to the start-of-stroke position. As the displacement member moves distally, the closing member 764 with a cutting member positioned at a distal end, can cut the tissue between the ultrasonic blade 768 and the clamping arm 766.

[00255] Em vários exemplos, o instrumento cirúrgico 750 pode compreender um circuito de controle 760 programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, como o membro de fechamento 764, por exemplo, com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 760 pode ser programado para detectar, direta ou indiretamente, as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760 pode ser programado para selecionar um programa de controle com base nas condições do tecido. Um programa de controle pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle podem ser selecionados para tratar, melhor as diferentes condições de tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 760 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade inferior e/ou com potência mais baixa. Quando um tecido mais fino está presente, o circuito de controle 760 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência.[00255] In various examples, the surgical instrument 750 may comprise a control circuit 760 programmed to control the distal translation of the displacement member, such as the closing member 764, for example, based on one or more tissue conditions. Control circuit 760 may be programmed to detect, directly or indirectly, fabric conditions, such as thickness, as described herein. Control circuit 760 may be programmed to select a control program based on tissue conditions. A control program can describe the distal movement of the displacement limb. Different control programs can be selected to best treat different tissue conditions. For example, when thicker tissue is present, control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a lower speed and/or with lower power. When finer tissue is present, control circuit 760 can be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with greater power.

[00256] Em alguns exemplos, o circuito de controle 760 pode, inicialmente, operar o motor 754 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do instrumento 750 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 760 pode selecionar um programa de controle de disparo. A resposta do instrumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 754 durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 760 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 760 pode modular o motor 754 com base nos dados de translação que descrevem uma posição do membro de deslocamento em uma forma de circuito fechado para transladar o membro de deslocamento em uma velocidade constante. Detalhes adicionais são revelados no pedido de patente US n° de série 15/720.852, intitulado SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de setembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.[00256] In some examples, control circuit 760 may initially operate motor 754 in an open-loop configuration for a first open-loop portion of a stroke of the travel member. Based on a response from instrument 750 during the open circuit portion of the stroke, control circuit 760 may select a firing control program. The instrument response may include a translational distance of the travel member during the open-circuit portion, an elapsed time during the open-circuit portion, the power supplied to motor 754 during the open-circuit portion, a sum of pulse widths of a motor drive signal, etc. After the open circuit portion, control circuit 760 may implement the selected firing control program for a second portion of travel of the travel member. For example, during the closed-loop portion of the stroke, control circuit 760 may modulate motor 754 based on translational data describing a position of the travel member in a closed-loop fashion to translate the travel member in a constant speed. Additional details are disclosed in US Patent Application Serial No. 15/720,852, entitled SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, filed on September 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00257] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 790 configurado para controlar várias funções de acordo com um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 790 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento como o membro de fechamento 764. O instrumento cirúrgico 790 compreende um atuador de extremidade 792 que pode compreender um braço de aperto 766, um membro de fechamento 764, e uma lâmina ultrassônica 768 que podem ser intercambiados com ou funcionar em conjunto com um ou mais eletrodos de RF 796 (mostrado em linha tracejada). A lâmina ultrassônica 768 é acoplada a um transdutor ultrassônico 769 acionado por um gerador ultrassônico 771.[00257] Figure 19 is a schematic diagram of a surgical instrument 790 configured to control various functions in accordance with an aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instrument 790 is programmed to control the distal translation of a displacement member such as the closing member 764. The surgical instrument 790 comprises an end actuator 792 which may comprise a clamping arm 766, a closing member 764, and an ultrasonic blade 768 that can be interchanged with or function in conjunction with one or more RF electrodes 796 (shown in dashed line). The ultrasonic blade 768 is coupled to an ultrasonic transducer 769 driven by an ultrasonic generator 771.

[00258] Em um aspecto, os sensores 788 podem ser implementados como uma chave limite, dispositivo eletromecânico, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos de RM, dispositivos GMR, magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 638 podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar, e similares). Em outras implementações, os sensores 788 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia e, entre outros.[00258] In one aspect, sensors 788 can be implemented as a limit switch, electromechanical device, solid state switches, Hall effect devices, MR devices, GMR devices, magnetometers, among others. In other implementations, sensors 638 may be solid-state switches that operate under the influence of light, such as optical sensors, infrared sensors, ultraviolet sensors, among others. Furthermore, the switches can be solid-state devices such as transistors (e.g., FET, junction FET, MOSFET, bipolar, and the like). In other implementations, sensors 788 may include conductorless electrical switches, ultrasonic switches, accelerometers, inertial sensors, and so on.

[00259] Em um aspecto, o sensor de posição 784 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto, que compreende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 784 pode fazer interface com o circuito de controle 760 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.[00259] In one aspect, the position sensor 784 can be implemented as an absolute positioning system, which comprises a rotary magnetic absolute positioning system implemented as a single integrated circuit rotary magnetic position sensor AS5055EQFT, available from Austria Microsystems , AG. The position sensor 784 may interface with the control circuit 760 to provide an absolute positioning system. The position may include multiple Hall effect elements located above a magnet and coupled to a CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and Volder's algorithm, which is provided to implement a simple and efficient algorithm for calculating hyperbolic and trigonometric functions which require only addition, subtraction, bit shift, and lookup table operations.

[00260] Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 é um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição do membro de fechamento 764 ao agregar o número e a orientação das etapas que o motor foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 792 ou em qualquer outra porção do instrumento.[00260] In some examples, position sensor 784 may be omitted. When the motor 754 is a stepper motor, the control circuit 760 can track the position of the closure member 764 by aggregating the number and orientation of the steps that the motor has been instructed to perform. The position sensor 784 may be located in the end actuator 792 or in any other portion of the instrument.

[00261] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 792 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 790 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em função do tempo, compressão do tecido em função do tempo e tensão da bigorna em função do tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 792. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.[00261] The control circuit 760 may be in communication with one or more sensors 788. The sensors 788 may be positioned on the end actuator 792 and adapted to work with the surgical instrument 790 to measure various derived parameters, such as span distance. as a function of time, tissue compression as a function of time and anvil tension as a function of time. The sensors 788 may comprise a magnetic sensor, a magnetic field sensor, a strain gauge, a pressure sensor, a force sensor, an inductive sensor such as an eddy current sensor, a resistive sensor, a capacitive sensor, a optical and/or any other sensors suitable for measuring one or more parameters of the end actuator 792. The sensors 788 may include one or more sensors.

[00262] Uma fonte de energia de RF 794 é acoplada ao atuador de extremidade 792 e é aplicada ao eletrodo de RF 796 quando o eletrodo de RF 796 é fornecido no atuador de extremidade 792 no lugar da lâmina ultrassônica 768 ou para funcionar em conjunto com a lâmina ultrassônica 768. Por exemplo, a lâmina ultrassônica é produzida a partir de metal eletricamente condutivo e pode ser empregada como a trajetória de retorno para a corrente eletrocirúrgica de RF. O circuito de controle 760 controla o fornecimento da energia de RF ao eletrodo de RF 796.[00262] An RF energy source 794 is coupled to the end actuator 792 and is applied to the RF electrode 796 when the RF electrode 796 is provided in the end actuator 792 in place of the ultrasonic blade 768 or to work in conjunction with the 768 ultrasonic blade. For example, the ultrasonic blade is produced from electrically conductive metal and can be employed as the return path for RF electrosurgical current. Control circuit 760 controls the delivery of RF energy to RF electrode 796.

[00263] Detalhes adicionais são revelados no pedido de patente US n° de série 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, depositado em 28 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.[00263] Additional details are disclosed in US Patent Application Serial No. 15/636,096, entitled SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, filed June 28, 2017, which is incorporated herein for reference in its entirety.

Hardware do geradorGenerator Hardware Algoritmos de controle de lâminas ultrassónicas adaptáveisAdaptive ultrasonic blade control algorithms

[00264] Em vários aspectos, os dispositivos de energia ultrassônica inteligentes podem compreender algoritmos adaptáveis para controlar a operação da lâmina ultrassônica. Em um aspecto, os algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis são configurados para identificar o tipo de tecido e ajustar os parâmetros do dispositivo. Em um aspecto, os algoritmos de controle da lâmina ultrassônica são configurados para parametrizar o tipo de tecido. Um algoritmo para detectar a razão colágeno/elastina do tecido para ajustar a amplitude da ponta distal da lâmina ultrassônica é descrito na seção a seguir da presente revelação. Vários aspectos dos dispositivos de energia ultrassônicos inteligentes são aqui descritos em conexão com as Figuras 1 a 85, por exemplo. Consequentemente, a descrição a seguir dos algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis deve ser lida em conjunto com as Figuras 1 a 85 e suas descrições associadas.[00264] In various aspects, intelligent ultrasonic power devices may comprise adaptive algorithms to control the operation of the ultrasonic blade. In one aspect, adaptive ultrasonic blade control algorithms are configured to identify tissue type and adjust device parameters. In one aspect, the ultrasonic blade control algorithms are configured to parameterize the tissue type. An algorithm for detecting the tissue collagen/elastin ratio to adjust the amplitude of the distal tip of the ultrasonic blade is described in the following section of the present disclosure. Various aspects of intelligent ultrasonic power devices are described herein in connection with Figures 1 to 85, for example. Consequently, the following description of adaptive ultrasonic blade control algorithms should be read in conjunction with Figures 1 through 85 and their associated descriptions.

Identificação do tipo de tecido e ajustes do parâmetro do dispositivoTissue Type Identification and Device Parameter Adjustments

[00265] Em certos procedimentos cirúrgicos seria desejável usar algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis. Em um aspecto, os algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis podem ser usados para ajustar os parâmetros do dispositivo ultrassônico com base no tipo de tecido em contato com a lâmina ultrassônica. Em um aspecto, os parâmetros do dispositivo ultrassônico podem ser ajustados com base na localização do tecido dentro das garras do atuador de extremidade ultrassônico, por exemplo, a localização do tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica. A impedância do transdutor ultrassônico pode ser usada para diferenciar a porcentagem do tecido que está situado na extremidade distal ou proximal do atuador de extremidade. As reações do dispositivo ultrassônico podem ser com base no tipo de tecido ou na compressibilidade do tecido. Em um outro aspecto, os parâmetros do dispositivo ultrassônico podem ser ajustados com base no tipo de tecido identificado ou na parametrização. Por exemplo, a amplitude do deslocamento mecânico da ponta distal da lâmina ultrassônica pode ser ajustada com base na razão entre colágeno e elastina no tecido detectada durante o procedimento de identificação de tecido. A razão entre colágeno e elastina do tecido pode ser detectada com o uso de uma variedade de técnicas incluindo refletância e emissividade de superfície no infravermelho (IV). A força aplicada ao tecido pelo braço de aperto e/ou o curso do braço de aperto para produzir vão e compressão. A continuidade elétrica através de uma garra equipada com eletrodos pode ser usada para determinar a porcentagem da garra que é coberta com tecido.[00265] In certain surgical procedures it would be desirable to use adaptive ultrasonic blade control algorithms. In one aspect, adaptive ultrasonic blade control algorithms can be used to adjust the parameters of the ultrasonic device based on the type of tissue in contact with the ultrasonic blade. In one aspect, the parameters of the ultrasonic device can be adjusted based on the location of the tissue within the jaws of the ultrasonic end actuator, e.g., the location of the tissue between the gripping arm and the ultrasonic blade. The impedance of the ultrasonic transducer can be used to differentiate the percentage of tissue that is situated at the distal or proximal end of the tip actuator. Ultrasonic device reactions can be based on tissue type or tissue compressibility. In another aspect, the parameters of the ultrasonic device can be adjusted based on the identified tissue type or parameterization. For example, the amplitude of the mechanical displacement of the distal tip of the ultrasonic blade can be adjusted based on the ratio of collagen to elastin in the tissue detected during the tissue identification procedure. The ratio of tissue collagen to elastin can be detected using a variety of techniques including infrared (IR) reflectance and surface emissivity. The force applied to the fabric by the clamping arm and/or the travel of the clamping arm to produce gap and compression. Electrical continuity across a gripper equipped with electrodes can be used to determine the percentage of the gripper that is covered with tissue.

[00266] A Figura 20 é um sistema 800 configurado para executar algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis em uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, o módulo gerador 240 é configurado para executar os algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis 802, conforme aqui descrito com referência às Figuras 43A a 54. Em outro aspecto, o dispositivo/instrumento 235 é configurado para executar os algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis 804, conforme aqui descrito com referência às Figuras 43A a 54. Em um outro aspecto, o dispositivo/instrumento 235 é configurado para executar os algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis 802, 804 conforme aqui descrito com referência às Figuras 43A a 54.[00266] Figure 20 is a system 800 configured to execute adaptive ultrasonic blade control algorithms in a surgical data network comprising a modular communication central controller, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In one aspect, the generator module 240 is configured to execute the adaptive ultrasonic blade control algorithms 802, as described herein with reference to Figures 43A to 54. In another aspect, the device/instrument 235 is configured to execute the control algorithms of adaptive ultrasonic blades 804, as described herein with reference to Figures 43A to 54. In another aspect, the device/instrument 235 is configured to execute the adaptive ultrasonic blade control algorithms 802, 804 as described herein with reference to Figures 43A at 54.

[00267] O módulo gerador 240 pode compreender um estágio isolado de paciente em comunicação com um estágio não isolado por meio de um transformador de potência. Um enrolamento secundário do transformador de potência está contido no estágio isolado e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento, de modo a entregar sinais de acionamento a diferentes instrumentos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico ultrassônico e um instrumento eletrocirúrgico de RF, e um instrumento cirúrgico multifuncional que inclui modos de energia ultrassônica e de RF que podem ser liberados sozinhos ou simultaneamente. Em particular, as saídas do sinal de acionamento podem emitir um sinal de acionamento ultrassônico (por exemplo, um sinal de acionamento quadrado médio da raiz (RMS) de 420 V para um instrumento cirúrgico ultrassônico 241, e as saídas do sinal de acionamento podem emitir um sinal de acionamento eletrocirúrgico de RF (por exemplo, um sinal de acionamento eletrocirúrgico de 100 V) para um instrumento eletrocirúrgico de RF 241. Aspectos do módulo gerador 240 são aqui descritos com referência às Figuras 21 a 28B.[00267] Generator module 240 may comprise an isolated patient stage in communication with a non-isolated stage via a power transformer. A secondary winding of the power transformer is contained in the isolated stage and may comprise a tapped configuration (e.g., a center-tapped or non-center-tapped configuration) to define drive signal outputs to deliver drive signals. to different surgical instruments, such as an ultrasonic surgical device and an RF electrosurgical instrument, and a multifunctional surgical instrument that includes ultrasonic and RF energy modes that can be delivered alone or simultaneously. In particular, the drive signal outputs may output an ultrasonic drive signal (e.g., a 420 V root mean square (RMS) drive signal for an ultrasonic surgical instrument 241, and the drive signal outputs may output 21 to 28B.

[00268] O módulo gerador 240 ou o dispositivo/instrumento 235 ou ambos são acoplados à torre de controle modular 236 conectada a múltiplos dispositivos de sala de operação como, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operação, conforme descrito com referência às Figuras 8 a 11, por exemplo.[00268] The generator module 240 or the device/instrument 235 or both are coupled to the modular control tower 236 connected to multiple operating room devices such as, for example, intelligent surgical instruments, robots and other computerized devices located in the operating room , as described with reference to Figures 8 to 11, for example.

[00269] A Figura 21 ilustra um exemplo de um gerador 900, que é uma forma de um gerador configurado para se acoplar a um instrumento ultrassônico e configurado adicionalmente para executar algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis em uma rede de dados cirúrgicos compreendendo um controlador central de comunicação modular conforme mostrado na Figura 20. O gerador 900 é configurado para fornecer múltiplas modalidades de energia a um instrumento cirúrgico. O gerador 900 fornece sinais ultrassônicos e de RF para fornecer energia a um instrumento cirúrgico, independentemente ou simultaneamente. Os sinais ultrassônicos e de RF podem ser fornecidos sozinhos ou em combinação e podem ser fornecidos simultaneamente. Conforme indicado acima, ao menos uma saída de gerador pode fornecer múltiplas modalidades de energia (por exemplo, ultrassônica, bipolar ou monopolar de RF, de eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras) através de uma única porta, e esses sinais podem ser fornecidos separadamente ou simultaneamente ao atuador de extremidade para tratar tecido. O gerador 900 compreende um processador 902 acoplado a um gerador de forma de onda 904. O processador 902 e o gerador de forma de onda 904 são configurados para gerar diversas formas de onda de sinal com base em informações armazenadas em uma memória acoplada ao processador 902, não mostrada para fins de clareza da revelação. As informações digitais associadas a uma forma de onda são fornecidas ao gerador de forma de onda 904 que inclui um ou mais circuitos DAC para converter a entrada digital em uma saída analógica. A saída analógica é alimentada a um amplificador 1106 para condicionamento e amplificação de sinal. A saída condicionada e amplificada do amplificador 906 é acoplada a um transformador de potência 908. Os sinais são acoplados através do transformador de potência 908 ao lado secundário, que é o lado de isolamento de paciente. Um primeiro sinal de uma primeira modalidade de energia é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA1 e RETORNO. Um segundo sinal de uma segunda modalidade de energia é acoplado através de um capacitor 910 e é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA2 e RETORNO. Será reconhecido que mais do que duas modalidades de energia podem ser emitidas e, portanto, o subscrito "n" pode ser usado para designar que até n terminais ENERGIAn podem ser fornecidos, sendo que n é um número inteiro positivo maior que 1. Também será reconhecido que até "n" trajetórias de retorno, RETORNOn podem ser fornecidas sem que se afaste do escopo da presente revelação.[00269] Figure 21 illustrates an example of a generator 900, which is a form of a generator configured to couple to an ultrasonic instrument and further configured to execute adaptive ultrasonic blade control algorithms in a surgical data network comprising a controller modular communication center as shown in Figure 20. Generator 900 is configured to provide multiple modalities of power to a surgical instrument. Generator 900 provides ultrasonic and RF signals to power a surgical instrument, independently or simultaneously. Ultrasonic and RF signals can be provided alone or in combination and can be provided simultaneously. As indicated above, at least one generator output can provide multiple modalities of energy (e.g., ultrasonic, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others) through a single port, and these signals can be provided separately or simultaneously to the end actuator to treat tissue. The generator 900 comprises a processor 902 coupled to a waveform generator 904. The processor 902 and the waveform generator 904 are configured to generate various signal waveforms based on information stored in a memory coupled to the processor 902 , not shown for clarity of revelation. Digital information associated with a waveform is provided to waveform generator 904 which includes one or more DAC circuits for converting the digital input to an analog output. The analog output is fed to a 1106 amplifier for signal conditioning and amplification. The conditioned and amplified output of the amplifier 906 is coupled to a power transformer 908. Signals are coupled through the power transformer 908 to the secondary side, which is the patient isolation side. A first signal of a first power modality is supplied to the surgical instrument between the terminals labeled POWER1 and RETURN. A second signal of a second energy modality is coupled through a capacitor 910 and is supplied to the surgical instrument between the terminals labeled POWER2 and RETURN. It will be recognized that more than two modes of energy may be emitted and therefore the subscript "n" may be used to designate that up to n ENERGIAn terminals may be provided, where n is a positive integer greater than 1. It will also be It is recognized that up to "n" return trajectories, RETURNn may be provided without departing from the scope of the present disclosure.

[00270] Um primeiro circuito de detecção de tensão 912 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA1 e à trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um segundo circuito de detecção de tensão 924 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA2 e à trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um circuito de detecção de corrente 914 é disposto em série com o ramo RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908, conforme mostrado, para medir a corrente de saída para qualquer modalidade de energia. Se diferentes trajetórias de retorno são fornecidas para cada modalidade de energia, então um circuito de detecção de corrente separado seria fornecido em cada ramo de retorno. As saídas do primeiro e do segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas aos respectivos transformadores de isolamento 916, 922, e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida a outro transformador de isolamento 918. As saídas dos transformadores de isolamento 916, 928, 922 no lado primário do transformador de potência 908 (lado não isolado do paciente) são fornecidas a um ou mais circuitos ADC 926. A saída digitalizada do circuito ADC 926 é fornecida para o processador 902 para processamento adicional e cálculos. As tensões de saída e as informações de realimentação de corrente de saída podem ser empregadas para ajustar a tensão de saída e a corrente fornecida para o instrumento cirúrgico, e para computar a impedância de saída, entre outros parâmetros. As comunicações de entrada/saída entre o processador 902 e os circuitos isolados do paciente são fornecidas através de um circuito de interface 920. Os sensores podem, também, estar em comunicação elétrica com o processador 902 por meio do circuito de interface 920.[00270] A first voltage detection circuit 912 is coupled across the terminals labeled POWER1 and the RETURN path to measure the output voltage between them. A second voltage detection circuit 924 is coupled across the terminals labeled POWER2 and the RETURN path to measure the output voltage between them. A current sensing circuit 914 is arranged in series with the RETURN branch of the secondary side of the power transformer 908, as shown, to measure the output current for any power modality. If different return paths are provided for each power modality, then a separate current detection circuit would be provided on each return branch. The outputs of the first and second voltage sensing circuits 912, 924 are supplied to respective isolation transformers 916, 922, and the output of the current sensing circuit 914 is supplied to another isolation transformer 918. isolation 916, 928, 922 on the primary side of the power transformer 908 (non-isolated patient side) are provided to one or more ADC circuits 926. The digitized output of the ADC circuit 926 is provided to the processor 902 for further processing and calculations. The output voltages and output current feedback information can be employed to adjust the output voltage and current supplied to the surgical instrument, and to compute the output impedance, among other parameters. Input/output communications between the processor 902 and the patient's isolated circuits are provided through an interface circuit 920. The sensors may also be in electrical communication with the processor 902 through the interface circuit 920.

[00271] Em um aspecto, a impedância pode ser determinada pelo processador 902 dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 acoplado sobre os terminais identificados como ENERGIA1/RETORNO ou do segundo circuito de detecção de tensão 924 acoplado sobre os terminais identificados como ENERGIA2/RETORNO pela saída do circuito de detecção de corrente 914 disposto em série com o ramo de RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908. As saídas do primeiro e do segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas para separar os isolamentos transformadores 916, 922, e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida para um outro transformador de isolamento 916. As medições de detecção de tensão e corrente digitalizadas do circuito ADC 926 são fornecidas ao processador 902 para calcular a impedância. Como um exemplo, a primeira modalidade de energia ENERGIA1 pode ser a energia ultrassônica e a segunda modalidade de energia ENERGIA2 pode ser a energia de RF. No entanto, além das modalidades de energia de RF ultrassônica e bipolar ou monopolar, outras modalidades de energia incluem eletroporação irreversível e/ou reversível e/ou energia de micro-ondas, entre outras. Além disso, embora o exemplo ilustrado na Figura 21 mostra uma única trajetória de retorno RETORNO que pode ser fornecida para duas ou mais modalidades de energia, em outros aspectos, várias trajetórias de retorno RETORNOn podem ser fornecidas para cada modalidade de energia ENERGIAn. Assim, como aqui descrito, a impedância do transdutor ultrassônico pode ser medida dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 pelo circuito de detecção de corrente 914, e a impedância de tecido pode ser medida dividindose a saída do segundo circuito de detecção de tensão 924 pelo circuito de detecção de corrente 914.[00271] In one aspect, the impedance may be determined by the processor 902 by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 coupled over the terminals labeled POWER1/RETURN or the second voltage sensing circuit 924 coupled over the terminals identified as POWER2/RETURN by the output of the current sensing circuit 914 disposed in series with the RETURN branch of the secondary side of the power transformer 908. The outputs of the first and second voltage sensing circuits 912, 924 are provided to separate the isolation transformers 916, 922, and the output of the current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 916. Digitized voltage and current sensing measurements from the ADC circuit 926 are provided to the processor 902 to calculate the impedance. As an example, the first energy modality ENERGY1 may be ultrasonic energy and the second energy modality ENERGY2 may be RF energy. However, in addition to ultrasonic and bipolar or monopolar RF energy modalities, other energy modalities include irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave energy, among others. Furthermore, although the example illustrated in Figure 21 shows a single RETURN return trajectory that may be provided for two or more energy modalities, in other aspects, multiple RETURN return trajectories may be provided for each energy modality ENERGIAn. Thus, as described herein, the impedance of the ultrasonic transducer can be measured by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914, and the tissue impedance can be measured by dividing the output of the second sensing circuit 912. voltage detection 924 by current detection circuit 914.

[00272] Conforme mostrado na Figura 21, o gerador 900 compreendendo ao menos uma porta de saída pode incluir um transformador de potência 908 com uma única saída e com múltiplas derivações para fornecer potência sob a forma de uma ou mais modalidades de energia, como ultrassônica, RF bipolar ou monopolar, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras, por exemplo, ao atuador de extremidade dependendo do tipo de tratamento de tecido que é executado. Por exemplo, o gerador 900 pode fornecer energia com maior tensão e menor corrente para conduzir um transdutor ultrassônico, com menor tensão e maior corrente para conduzir eletrodos de RF para vedar o tecido ou com uma forma de onda de coagulação para coagulação pontual usando eletrodos eletrocirúrgicos RF monopolar ou bipolar. A forma de onda de saída do gerador 900 pode ser orientada, chaveada ou filtrada para fornecer a frequência ao atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. A conexão de um transdutor ultrassônico à saída do gerador 900 seria de preferência localizada entre a saída identificada como ENERGIA1 e RETORNO, conforme mostrado na Figura 21. Em um exemplo, uma conexão de eletrodos bipolares de RF à saída do gerador 900 estaria preferencialmente situada entre a saída identificada como ENERGIA2 e o RETORNO. No caso de saída monopolar, as conexões preferenciais seriam eletrodo ativo (por exemplo, feixe luminoso ou outra sonda) para a saída ENERGIA2 e um bloco de retorno adequado conectada à saída RETORNO.[00272] As shown in Figure 21, the generator 900 comprising at least one output port may include a power transformer 908 with a single output and with multiple taps for providing power in the form of one or more energy modalities, such as ultrasonic , bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave energy, among others, for example, to the end actuator depending on the type of tissue treatment that is performed. For example, generator 900 may provide power at higher voltage and lower current to drive an ultrasonic transducer, at lower voltage and higher current to drive RF electrodes to seal tissue, or with a coagulation waveform for spot coagulation using electrosurgical electrodes. Monopolar or bipolar RF. The output waveform of the generator 900 may be steered, switched, or filtered to provide the frequency to the end actuator of the surgical instrument. The connection of an ultrasonic transducer to the output of the generator 900 would preferably be located between the output labeled POWER1 and RETURN, as shown in Figure 21. In one example, a connection of bipolar RF electrodes to the output of the generator 900 would preferably be located between the output identified as ENERGY2 and the RETURN. In the case of a monopolar output, the preferred connections would be active electrode (e.g. light beam or other probe) to the POWER2 output and a suitable return block connected to the RETURN output.

[00273] Detalhes adicionais são revelados na publicação de pedido de patente US n° 2017/0086914 intitulada TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, que foi publicada em 30 de março de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.[00273] Additional details are disclosed in US Patent Application Publication No. 2017/0086914 entitled TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, which was published on March 30, 2017, which is incorporated herein by title reference in its entirety.

[00274] Conforme usado ao longo desta descrição, o termo "sem fio" e seus derivados podem ser usados para descrever circuitos, dispositivos, sistemas, métodos, técnicas, canais de comunicação etc., que podem comunicar dados através do uso de radiação eletromagnética modulada através de um meio não sólido. O termo não implica que os dispositivos associados não contêm quaisquer fios, embora em alguns aspectos eles podem não ter. O módulo de comunicação pode implementar qualquer de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), Ev- DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.[00274] As used throughout this description, the term "wireless" and its derivatives may be used to describe circuits, devices, systems, methods, techniques, communication channels, etc., that can communicate data through the use of electromagnetic radiation modulated through a non-solid medium. The term does not imply that the associated devices do not contain any wires, although in some respects they may not. The communication module may implement any of a number of wireless and wired communication standards or protocols, including, but not limited to, Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, evolution (LTE, "long-term evolution"), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ethernet derivatives thereof, as well as any other protocols without wired and wired which are designated as 3G, 4G, 5G, and beyond. The computing module may include a plurality of communication modules. For example, a first communication module may be dedicated to short-range wireless communications such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication module may be dedicated to longer-range wireless communications such as GPS, EDGE, GPRS, CDMA , WiMAX, LTE, Ev-DO, and others.

[00275] Como usado aqui, um processador ou unidade de processamento é um circuito eletrônico que executa operações em alguma fonte de dados externa, geralmente a memória ou algum outro fluxo de dados. O termo é usado na presente invenção para se referir ao processador central (unidade de processamento central) em um sistema ou sistemas de computador (especificamente sistemas em um chip (SoCs)) que combinam vários "processadores" especializados.[00275] As used herein, a processor or processing unit is an electronic circuit that performs operations on some external data source, usually memory or some other data stream. The term is used in the present invention to refer to the central processor (central processing unit) in a computer system or systems (specifically systems on a chip (SoCs)) that combine several specialized "processors".

[00276] Como usado aqui, um sistema em um chip ou sistema no chip (SoC ou SOC) é um circuito integrado (também conhecido como um "IC" ou "chip") que integra todos os componentes de um computador ou outros sistemas eletrônicos. Pode conter funções digitais, analógicas, misturadas e frequentemente de radiofrequência — todos sobre um único substrato. Um SoC integra um microcontrolador (ou microprocessador) com periféricos avançados como unidade de processamento gráfico (GPU), módulo Wi-Fi, ou coprocessador. Um SoC pode ou não conter memória interna.[00276] As used herein, a system on a chip or system on chip (SoC or SOC) is an integrated circuit (also known as an "IC" or "chip") that integrates all of the components of a computer or other electronic systems . It can contain digital, analog, mixed and often radio frequency functions — all on a single substrate. An SoC integrates a microcontroller (or microprocessor) with advanced peripherals such as a graphics processing unit (GPU), Wi-Fi module, or coprocessor. An SoC may or may not contain internal memory.

[00277] Como usado aqui, um microcontrolador ou controlador é um sistema que integra um microprocessador com circuitos periféricos e memória. Um microcontrolador (ou MCU para unidade do microcontrolador) pode ser implementado como um computador pequeno em um único circuito Integrado. Pode ser similar a um SoC; um SoC pode incluir um microcontrolador como um de seus componentes. Um microcontrolador pode conter uma ou mais unidades de processamento de núcleo (CPUs) juntamente com memória e periféricos de entrada/saída programáveis. A memória do programa na forma de RAM ferroelétrica, NOR flash ou ROM OTP também é muitas vezes incluída no chip, bem como uma pequena quantidade de RAM. Os microcontroladores podem ser usados para aplicações integradas, em contraste com os microprocessadores usados em computadores pessoais ou outras aplicações de propósitos gerais que consiste em vários circuitos integrados distintos.[00277] As used herein, a microcontroller or controller is a system that integrates a microprocessor with peripheral circuits and memory. A microcontroller (or MCU for microcontroller unit) can be implemented as a small computer on a single integrated circuit. It can be similar to an SoC; an SoC may include a microcontroller as one of its components. A microcontroller may contain one or more core processing units (CPUs) along with memory and programmable input/output peripherals. Program memory in the form of ferroelectric RAM, NOR flash, or OTP ROM is also often included on the chip, as well as a small amount of RAM. Microcontrollers can be used for integrated applications, in contrast to microprocessors used in personal computers or other general-purpose applications that consist of several discrete integrated circuits.

[00278] Como usado aqui, o termo controlador ou microcontrolador pode ser um dispositivo de chip ou IC (circuito integrado) independente que faz interface com um dispositivo periférico. Essa pode ser uma ligação entre duas partes de um computador ou um controlador em um dispositivo externo que gerencia a operação de (e conexão com) daquele dispositivo.[00278] As used herein, the term controller or microcontroller may be an independent chip or IC (integrated circuit) device that interfaces with a peripheral device. This may be a link between two parts of a computer or a controller on an external device that manages the operation of (and connection to) that device.

[00279] Qualquer um dos processadores ou microcontrolador na presente invenção pode ser qualquer implementado por qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.[00279] Any of the processors or microcontrollers in the present invention can be any implemented by any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be a Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM processor, available from Texas Instruments, for example, which comprises an integrated memory of 256 KB single-cycle flash memory, or other non-volatile memory, up to 40 MHz. , a look-ahead buffer to optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single-cycle serial random access memory (SRAM), an internal read-only memory (ROM) loaded with the StellarisWare® program, 2 KB electrically erasable programmable readout (EEPROM), one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more analog quadrature encoder inputs (QEI), one or more analog to digital converters (ADC) 12-bit with 12 analogue input channels, details of which are available in the product datasheet.

[00280] Em um aspecto, o processador pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias com base em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.[00280] In one aspect, the processor may comprise a security controller comprising two controller-based families, such as TMS570 and RM4x, known under the trade name Hercules ARM Cortex R4, also by Texas Instruments. The safety controller can be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety-critical applications, among others, to provide advanced integrated safety features while providing scalable performance, connectivity, and memory options.

[00281] Os dispositivos modulares incluem os módulos (conforme descrito em conexão com Figuras 3 e 9, por exemplo) que são recebíveis dentro de um controlador cirúrgico central e os dispositivos ou instrumentos cirúrgicos que podem ser conectados aos vários módulos a fim de conectar ou parear com o controlador cirúrgico central correspondente. Os dispositivos modulares incluem, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, dispositivos de imageamento médicos, dispositivos de sucção/irrigação, evacuadores de fumaça, geradores de energia, ventiladores, insufladores e exibições. Os dispositivos modulares aqui descritos podem ser controlados por algoritmos de controle. Os algoritmos de controle podem ser executados no próprio dispositivo modular, no controlador cirúrgico central com o qual o dispositivo modular específico está pareado, ou tanto no dispositivo modular como no controlador cirúrgico central (por exemplo, através de uma arquitetura de computação distribuída). Em algumas exemplificações, os algoritmos de controle dos dispositivos modulares controlam os dispositivos com base nos dados detectados pelo próprio dispositivo modular (isto é, por sensores em, sobre ou conectados ao dispositivo modular). Esses dados podem ser relacionados ao paciente sendo operado (por exemplo, propriedades de tecido ou pressão de insuflação) ou ao dispositivo modular em si (por exemplo, a taxa na qual uma faca está sendo avançada, a corrente do motor, ou os níveis de energia). Por exemplo, um algoritmo de controle para um instrumento de grampeamento e corte cirúrgico pode controlar a taxa na qual o motor do instrumento aciona sua faca através do tecido de acordo com a resistência encontrada pela faca à medida que avança.[00281] Modular devices include modules (as described in connection with Figures 3 and 9, for example) that are receivable within a central surgical controller and surgical devices or instruments that can be connected to the various modules in order to connect or pair with the corresponding surgical core controller. Modular devices include, for example, smart surgical instruments, medical imaging devices, suction/irrigation devices, smoke evacuators, power generators, ventilators, insufflators, and displays. The modular devices described here can be controlled by control algorithms. The control algorithms may be executed on the modular device itself, on the central surgical controller with which the specific modular device is paired, or on both the modular device and the central surgical controller (e.g., through a distributed computing architecture). In some exemplifications, the modular device control algorithms control the devices based on data sensed by the modular device itself (i.e., by sensors in, on, or connected to the modular device). This data may be related to the patient being operated on (e.g., tissue properties or inflation pressure) or to the modular device itself (e.g., the rate at which a knife is being advanced, the motor current, or the levels of energy). For example, a control algorithm for a surgical stapling and cutting instrument may control the rate at which the instrument's motor drives its knife through tissue according to the resistance encountered by the knife as it advances.

[00282] A Figura 22 ilustra uma forma de um sistema cirúrgico 1000 que compreende um gerador 1100 e vários instrumentos cirúrgicos 1104, 1106 e 1108 que podem ser usados com o gerador, sendo que o instrumento cirúrgico 1104 é um instrumento cirúrgico ultrassônico, o instrumento cirúrgico 1106 é um instrumento eletrocirúrgico de RF, e o instrumento cirúrgico multifuncional 1108 é uma combinação de instrumento eletrocirúrgico ultrassônico/ RF. O gerador 1100 é configurável para uso com uma variedade de instrumentos cirúrgicos. De acordo com várias formas, o gerador 1100 pode ser configurável para uso com instrumentos cirúrgicos diferentes de diferentes tipos, incluindo, por exemplo, o instrumento cirúrgico ultrassônico 1104, os instrumentos eletrocirúrgicos de RF 1106 e o instrumento cirúrgico multifuncional 1108 que integra energias ultrassônicas e de RF fornecidas simultaneamente a partir do gerador 1100. Embora na forma da Figura 22 o gerador 1100 seja mostrado separado dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 em uma forma, o gerador 1100 pode ser formado integralmente com quaisquer dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106 e 1108 para formar um sistema cirúrgico unitário. O gerador 1100 compreende um dispositivo de entrada 1110 situado em um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 1110 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programar o funcionamento do gerador 1100. O gerador 1100 pode ser configurado para comunicação com fio ou sem fio.[00282] Figure 22 illustrates one form of a surgical system 1000 comprising a generator 1100 and various surgical instruments 1104, 1106 and 1108 that can be used with the generator, the surgical instrument 1104 being an ultrasonic surgical instrument, the instrument surgical instrument 1106 is an RF electrosurgical instrument, and the multifunctional surgical instrument 1108 is a combination ultrasonic/RF electrosurgical instrument. The 1100 generator is configurable for use with a variety of surgical instruments. In various ways, the generator 1100 may be configurable for use with different surgical instruments of different types, including, for example, the ultrasonic surgical instrument 1104, the RF electrosurgical instruments 1106, and the multifunctional surgical instrument 1108 that integrates ultrasonic and 22 the generator 1100 is shown separately from the surgical instruments 1104, 1106, 1108 in one form, the generator 1100 may be formed integrally with any of the surgical instruments 1104, 1106 and 1108 to form a unitary surgical system. The generator 1100 comprises an input device 1110 located on a front panel of the generator 1100 console. The input device 1110 may comprise any suitable device that generates signals suitable for programming the operation of the generator 1100. The generator 1100 may be configured for communication wired or wireless.

[00283] O gerador 1100 é configurado para acionar múltiplos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108. O primeiro instrumento cirúrgico é um instrumento cirúrgico ultrassônico 1104 e compreende uma empunhadura 1105 (HP), um transdutor ultrassônico 1120, um eixo de acionamento 1126 e um atuador de extremidade 1122. O atuador de extremidade 1122 compreende uma lâmina ultrassônica 1128 acoplada acusticamente ao transdutor ultrassônico 1120 e um braço de aperto 1140. A empunhadura 1105 compreende um gatilho 1143 para operar o braço de aperto 1140 e uma combinação de botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c para energizar e acionar a lâmina ultrassônica 1128 ou outra função. Os botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c podem ser configurados para energizar o transdutor ultrassônico 1120 com o gerador 1100.[00283] The generator 1100 is configured to drive multiple surgical instruments 1104, 1106, 1108. The first surgical instrument is an ultrasonic surgical instrument 1104 and comprises a handle 1105 (HP), an ultrasonic transducer 1120, a drive shaft 1126, and a end actuator 1122. The end actuator 1122 comprises an ultrasonic blade 1128 acoustically coupled to the ultrasonic transducer 1120 and a grip arm 1140. The grip 1105 comprises a trigger 1143 for operating the grip arm 1140 and a combination of toggle buttons 1134a , 1134b, 1134c to energize and drive the ultrasonic blade 1128 or other function. Toggle buttons 1134a, 1134b, 1134c can be configured to energize the ultrasonic transducer 1120 with the generator 1100.

[00284] O gerador 1100 é também configurado para acionar um segundo instrumento cirúrgico 1106. O segundo instrumento cirúrgico 1106 é um instrumento eletrocirúrgico de RF e compreende uma empunhadura 1107 (HP), um eixo de acionamento 1127 e um atuador de extremidade 1124. O atuador de extremidade 1124 compreende eletrodos nos braços de aperto 1142a e 1142b e retorno através da porção de condutor elétrico do eixo de acionamento 1127. Os eletrodos são acoplados a e energizados por uma fonte de energia bipolar dentro do gerador 1100. A empunhadura 1107 compreende um gatilho 1145 para operar os braços de aperto 1142a, 1142b e um botão de energia 1135 para atuar uma chave de energia para energizar os eletrodos no atuador de extremidade 1124.[00284] The generator 1100 is also configured to drive a second surgical instrument 1106. The second surgical instrument 1106 is an RF electrosurgical instrument and comprises a handle 1107 (HP), a drive shaft 1127 and an end actuator 1124. The end actuator 1124 comprises electrodes on gripping arms 1142a and 1142b and return via the electrical conductor portion of the drive shaft 1127. The electrodes are coupled to and energized by a bipolar power source within the generator 1100. The grip 1107 comprises a trigger. 1145 to operate the clamping arms 1142a, 1142b and a power button 1135 to actuate a power switch to energize the electrodes on the end actuator 1124.

[00285] O gerador 1100 é também configurado para acionar um instrumento cirúrgico multifuncional 1108. O instrumento cirúrgico multifuncional 1108 compreende uma empunhadura 1109, um eixo de acionamento 1129 e um atuador de extremidade 1125. O atuador de extremidade 1125 compreende uma lâmina ultrassônica 1149 e um braço de aperto 1146. A lâmina ultrassônica 1149 é acusticamente acoplada ao transdutor ultrassônico 1120. A empunhadura 1109 compreende um gatilho 1147 para operar o braço de aperto 1146 e uma combinação de botões de alternância 1137a, 1137b, 1137c para energizar e acionar a lâmina ultrassônica 1149 ou outra função. Os botões de alternância 1137a, 1137b, 1137c podem ser configurados para energizar o transdutor ultrassônico 1120 com o gerador 1100 e energizar a lâmina ultrassônica 1149 com uma fonte de energia bipolar também contida dentro do gerador 1100.[00285] The generator 1100 is also configured to drive a multifunctional surgical instrument 1108. The multifunctional surgical instrument 1108 comprises a handle 1109, a drive shaft 1129 and an end actuator 1125. The end actuator 1125 comprises an ultrasonic blade 1149 and a gripping arm 1146. The ultrasonic blade 1149 is acoustically coupled to the ultrasonic transducer 1120. The handle 1109 comprises a trigger 1147 for operating the gripping arm 1146 and a combination of toggle buttons 1137a, 1137b, 1137c for energizing and actuating the blade ultrasonic 1149 or other function. Toggle buttons 1137a, 1137b, 1137c may be configured to energize the ultrasonic transducer 1120 with the generator 1100 and energize the ultrasonic blade 1149 with a bipolar power source also contained within the generator 1100.

[00286] O gerador 1100 é configurável para uso com uma variedade de instrumentos cirúrgicos. De acordo com várias formas, o gerador 1100 pode ser configurável para uso com instrumentos cirúrgicos diferentes de diferentes tipos, incluindo, por exemplo, o instrumento cirúrgico ultrassônico 1104, o instrumento cirúrgico de RF 1106 e o instrumento cirúrgico multifuncional 1108 que integra energias ultrassônicas e de RF fornecidas simultaneamente a partir do gerador 1100. Embora na forma da Figura 22 o gerador 1100 seja mostrado separado dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 em uma outra forma, o gerador 1100 pode ser formado integralmente com qualquer um dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 para formar um sistema cirúrgico unitário. Conforme discutido acima, o gerador 1100 compreende um dispositivo de entrada 1110 situado em um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 1110 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programar o funcionamento do gerador 1100. O gerador 1100 pode também compreender um ou mais dispositivos de saída 1112. Outros aspectos de geradores para gerar digitalmente formas de onda de sinal elétrico e instrumentos cirúrgicos são descritos na publicação de patente US-2017-0086914-A1, que está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.[00286] Generator 1100 is configurable for use with a variety of surgical instruments. In various ways, the generator 1100 may be configurable for use with different surgical instruments of different types, including, for example, the ultrasonic surgical instrument 1104, the RF surgical instrument 1106, and the multifunctional surgical instrument 1108 that integrates ultrasonic and 22 the generator 1100 is shown separate from the surgical instruments 1104, 1106, 1108 in another form, the generator 1100 may be formed integrally with any of the surgical instruments 1104, 1106, 1108 to form a unitary surgical system. As discussed above, the generator 1100 comprises an input device 1110 situated on a front panel of the generator 1100 console. The input device 1110 may comprise any suitable device that generates signals suitable for programming the operation of the generator 1100. The generator 1100 may also comprise one or more output devices 1112. Other aspects of generators for digitally generating electrical signal waveforms and surgical instruments are described in patent publication US-2017-0086914-A1, which is incorporated herein by reference, in its entirety.

[00287] A Figura 23 é um atuador de extremidade 1122 do dispositivo ultrassônico exemplificador 1104, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O atuador de extremidade 1122 pode compreender uma lâmina 1128 que pode ser acoplado ao transdutor ultrassônico 1120 através de um guia de Ondas. Quando acionada pelo transdutor ultrassônico 1120, a lâmina 1128 pode vibrar e, quando colocada em contato com tecidos, pode cortar e/ou coagular os mesmos, conforme descrito na presente invenção. De acordo com vários aspectos, e conforme ilustrado na Figura 23, o atuador de extremidade 1122 pode compreender também um braço de aperto 1140 que pode ser configurado para ação cooperativa com a lâmina 1128 do atuador de extremidade 1122. Com a lâmina 1128, o braço de aperto 1140 pode compreender um conjunto de garras. O braço de aperto 1140 pode ser conectado de forma articulada em uma extremidade distal de um eixo de acionamento 1126 da porção instrumental 1104. O braço de aperto 1140 pode incluir um bloco para tecido do braço de aperto 1163, o qual pode ser formado de Teflon® ou outro material de baixo atrito adequado. O bloco 1163 pode ser montado para cooperação com a lâmina 1128, com movimento pivotante do braço de aperto 1140 que posiciona o bloco de aperto 1163 em uma relação substancialmente paralela a, e em contato com, a lâmina 1128. Para essa construção, uma porção tecidual a ser apertada pode ficar presa entre o bloco para tecido 1163 e a lâmina 1128. O bloco para tecido 1163 pode ser dotado de uma configuração semelhante a dente de serra incluindo uma pluralidade de dentes de preensão 1161 axialmente espaçados e que se estendem proximalmente para melhorar a preensão do tecido em cooperação com a lâmina 1128. O braço de aperto 1140 pode fazer a transição da posição aberta mostrada na Figura 23 para uma posição fechada (com o braço de aperto 1140 em contato com ou próximo à lâmina 1128) de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a empunhadura 1105 pode compreender um gatilho de fechamento de garra. Quando acionado por um clínico, o gatilho de fechamento de garra pode girar braço de aperto 1140 de qualquer maneira adequada.[00287] Figure 23 is an end actuator 1122 of the exemplary ultrasonic device 1104, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The end actuator 1122 may comprise a blade 1128 that may be coupled to the ultrasonic transducer 1120 via a waveguide. When activated by the ultrasonic transducer 1120, the blade 1128 can vibrate and, when placed in contact with tissues, can cut and/or coagulate them, as described in the present invention. In various aspects, and as illustrated in Figure 23, the end actuator 1122 may also comprise a clamping arm 1140 that may be configured for cooperative action with the blade 1128 of the end actuator 1122. With the blade 1128, the arm gripper 1140 may comprise a set of claws. The clamping arm 1140 may be pivotally connected to a distal end of a drive shaft 1126 of the instrumental portion 1104. The clamping arm 1140 may include a clamping arm tissue block 1163, which may be formed from Teflon. ® or other suitable low friction material. The block 1163 may be assembled for cooperation with the blade 1128, with pivoting movement of the clamping arm 1140 positioning the clamping block 1163 in a relationship substantially parallel to, and in contact with, the blade 1128. For this construction, a portion tissue block 1163 and blade 1128. The tissue block 1163 may be provided with a sawtooth-like configuration including a plurality of axially spaced and proximally extending gripping teeth 1161. improve tissue grip in cooperation with the blade 1128. The clamping arm 1140 can transition from the open position shown in Figure 23 to a closed position (with the clamping arm 1140 in contact with or near the blade 1128) of any appropriate way. For example, the grip 1105 may comprise a claw closing trigger. When actuated by a clinician, the jaw closing trigger can rotate gripping arm 1140 in any suitable manner.

[00288] O gerador 1100 pode ser ativado para fornecer o sinal de acionamento ao transdutor ultrassônico 1120 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o gerador 1100 pode compreender uma chave de pedal 1430 (Figura 24) acoplada ao gerador 1100 por meio de um cabo de chave de pedal 1432. Um clínico pode ativar o transdutor ultrassônico 1120 e, desse modo, o transdutor ultrassônico 1120 e a lâmina 1128, pressionando a chave de pedal 1430. Além disso, ou em vez da chave de pedal 1430, alguns aspectos do dispositivo ultrassônico 1104 podem utilizar uma ou mais chaves posicionadas na empunhadura 1105 que, quando ativadas, podem fazer com que o gerador 1100 ative o transdutor ultrassônico 1120. Em um aspecto, por exemplo, a uma ou mais chaves podem compreender um par de botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c (Figura 22), por exemplo, para determinar um modo de operação do dispositivo 1104. Quando o botão de alternância 1134a é pressionado, por exemplo, o gerador ultrassônico 1100 pode fornecer um sinal de acionamento máximo ao transdutor 1120, fazendo com que o mesmo produza um máximo de saída de energia ultrassônica. Pressionar o botão de alternância 1134b pode fazer com que o gerador ultrassônico 1100 forneça um sinal de acionamento selecionável pelo usuário ao transdutor ultrassônico 1120, fazendo com que este produza menos que a máxima saída de energia ultrassônica. O dispositivo 1104 adicional ou alternativamente pode compreender uma segunda chave para, por exemplo, indicar uma posição de um gatilho de fechamento de garra para operar as garras através do braço de aperto 1140 do atuador de extremidade 1122. Além disso, em alguns aspectos, o gerador ultrassônico 1100 pode ser ativado com base na posição do gatilho de fechamento da garra, (por exemplo, conforme o clínico pressiona o gatilho de fechamento da garra para fechar através do braço de aperto 1140, pode ser aplicada uma energia ultrassônica).[00288] The generator 1100 may be activated to provide the drive signal to the ultrasonic transducer 1120 in any suitable manner. For example, the generator 1100 may comprise a foot switch 1430 (Figure 24) coupled to the generator 1100 via a foot switch cable 1432. A clinician may activate the ultrasonic transducer 1120 and thereby the ultrasonic transducer 1120 and the blade 1128 by pressing the foot switch 1430. In addition, or instead of the foot switch 1430, some aspects of the ultrasonic device 1104 may utilize one or more switches positioned on the handle 1105 which, when activated, may cause the generator to 1100 activates the ultrasonic transducer 1120. In one aspect, for example, the one or more switches may comprise a pair of toggle buttons 1134a, 1134b, 1134c (Figure 22), for example, to determine a mode of operation of the device 1104. When the toggle button 1134a is pressed, for example, the ultrasonic generator 1100 can provide a maximum drive signal to the transducer 1120, causing it to produce a maximum ultrasonic energy output. Pressing the toggle button 1134b may cause the ultrasonic generator 1100 to provide a user-selectable drive signal to the ultrasonic transducer 1120, causing it to produce less than the maximum ultrasonic power output. The device 1104 additionally or alternatively may comprise a second switch to, for example, indicate a position of a gripper closing trigger for operating the grippers via the clamping arm 1140 of the end actuator 1122. Furthermore, in some aspects, the ultrasonic generator 1100 may be activated based on the position of the clamp closing trigger, (e.g., as the clinician presses the clamp closing trigger to close through the gripping arm 1140, ultrasonic energy may be applied).

[00289] Adicional ou alternativamente, a uma ou mais chaves podem compreender um botão de alternância 1134c que, quando pressionado, faz com que o gerador 1100 forneça uma saída em pulsos (Figura 22). Os pulsos podem ser fornecidos a qualquer frequência e agrupamento adequados, por exemplo. Em certos aspectos, o nível de potência dos pulsos pode consistir nos níveis de potência associados aos botões de alternância 1134a, 1134b (máximo, menos que máximo), por exemplo.[00289] Additionally or alternatively, the one or more switches may comprise a toggle button 1134c which, when pressed, causes the generator 1100 to provide an output in pulses (Figure 22). Pulses can be delivered at any suitable frequency and grouping, e.g. In certain aspects, the power level of the pulses may consist of the power levels associated with toggle buttons 1134a, 1134b (maximum, less than maximum), for example.

[00290] Será reconhecido que um dispositivo 1104 pode compreender qualquer combinação dos botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c (Figura 22). Por exemplo, o dispositivo 1104 poderia ser configurado de modo a ter apenas dois botões de alternância: um botão de alternância 1134a para produzir uma saída de energia ultrassônica máxima, e um botão de alternância 1134c para produzir uma saída pulsada, seja no nível de potência máximo ou menor que o máximo. Desse modo, a configuração de saída do sinal de acionamento do gerador 1100 poderia ser cinco sinais contínuos, ou qualquer número discreto de sinais pulsados individuais (1, 2, 3, 4 ou 5). Em certos aspetos, a configuração específica de sinal de acionamento pode ser controlada com base, por exemplo, nas configurações de EEPROM no gerador 1100 e/ou seleções do nível de potência pelo usuário.[00290] It will be recognized that a device 1104 may comprise any combination of toggle buttons 1134a, 1134b, 1134c (Figure 22). For example, device 1104 could be configured to have only two toggle buttons: a toggle button 1134a to produce a maximum ultrasonic power output, and a toggle button 1134c to produce a pulsed output, either at the power level maximum or less than maximum. Thus, the drive signal output configuration of the generator 1100 could be five continuous signals, or any discrete number of individual pulsed signals (1, 2, 3, 4 or 5). In certain aspects, the specific drive signal configuration may be controlled based on, for example, EEPROM settings in generator 1100 and/or user power level selections.

[00291] Em certos aspectos, uma chave de duas posições pode ser oferecida como alternativa a um botão de alternância 1134c (Figura 22). Por exemplo, um dispositivo 1104 pode incluir um botão de alternância 1134a para produzir uma saída contínua em um nível de potência máximo e um botão de alternância de duas posições 1134b. Em uma primeira posição predeterminada, o botão de alternância 1134b pode produzir uma saída contínua em um nível de potência menor que o máximo, e em uma segunda posição de detenção, o botão de alternância 1134b pode produzir uma saída em pulsos (por exemplo, em um nível de potência máximo ou menor que o máximo, dependendo da configuração da EEPROM).[00291] In certain aspects, a two-position switch may be offered as an alternative to a toggle button 1134c (Figure 22). For example, a device 1104 may include a toggle switch 1134a for producing a continuous output at a maximum power level and a two-position toggle switch 1134b. In a first predetermined position, the toggle button 1134b may produce a continuous output at a power level less than the maximum, and in a second detent position, the toggle button 1134b may produce a pulsed output (e.g., at a maximum or less than maximum power level, depending on the EEPROM configuration).

[00292] Em alguns aspectos, o atuador de extremidade eletrocirúrgico de RF 1124, 1125 (Figura 22) pode compreender também um par de eletrodos. Os eletrodos podem estar em comunicação com o gerador 1100, por exemplo, através de um cabo. Os eletrodos podem ser usados, por exemplo, para medir uma impedância de uma porção tecidual presente entre o braço de aperto 1142a, 1146 e a lâmina 1142b, 1149. O gerador 1100 pode fornecer um sinal (por exemplo, um sinal não terapêutico) aos eletrodos. A impedância da porção de tecido pode ser encontrada, por exemplo, pelo monitoramento da corrente, tensão, etc. do sinal.[00292] In some aspects, the RF electrosurgical end actuator 1124, 1125 (Figure 22) may also comprise a pair of electrodes. The electrodes may be in communication with the generator 1100, for example, via a cable. The electrodes can be used, for example, to measure an impedance of a tissue portion present between the clamping arm 1142a, 1146 and the blade 1142b, 1149. The generator 1100 can provide a signal (e.g., a non-therapeutic signal) to the electrodes. The impedance of the tissue portion can be found, for example, by monitoring current, voltage, etc. of the signal.

[00293] Em vários aspectos, o gerador 1100 pode compreender vários elementos funcionais separados, como módulos e/ou blocos, conforme mostrado na Figura 24, um diagrama do sistema cirúrgico 1000 da Figura 22. Diferentes módulos ou elementos funcionais podem ser configurados para acionar diferentes tipos de dispositivos cirúrgicos 1104, 1106, 1108. Por exemplo, um módulo gerador ultrassônico pode acionar um dispositivo ultrassônico, como o instrumento ultrassônico 1104. Um módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode acionar o dispositivo eletrocirúrgico 1106. Os módulos podem gerar os respectivos sinais de acionamento para acionar os dispositivos cirúrgicos 1104, 1106, 1108. Em vários aspectos, cada um dentre o módulo gerador ultrassônico e/ou o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode ser formado integralmente com o gerador 1100. Alternativamente, um ou mais dos módulos podem ser fornecidos como um módulo de circuito separado eletricamente acoplado ao gerador 1100. (Os módulos são mostrados em linha tracejada para ilustrar essa opção.) Além disso, em alguns aspectos o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode ser formado integralmente com o módulo gerador ultrassônico, ou vice-versa.[00293] In various aspects, the generator 1100 may comprise several separate functional elements, such as modules and/or blocks, as shown in Figure 24, a diagram of the surgical system 1000 of Figure 22. Different modules or functional elements may be configured to drive different types of surgical devices 1104, 1106, 1108. For example, an ultrasonic generator module can drive an ultrasonic device, such as ultrasonic instrument 1104. An electrosurgery/RF generator module can drive the electrosurgical device 1106. The modules can generate respective drive signals for driving the surgical devices 1104, 1106, 1108. In various aspects, each of the ultrasonic generator module and/or the electrosurgery/RF generator module may be formed integrally with the generator 1100. Alternatively, one or more of the modules may be provided as a separate circuit module electrically coupled to the generator 1100. (The modules are shown in dashed line to illustrate this option.) Additionally, in some aspects the electrosurgery/RF generator module may be integrally formed with the ultrasonic generator, or vice versa.

[00294] De acordo com os aspectos descritos, o módulo gerador ultrassônico pode produzir um ou mais sinais de acionamento com tensões, correntes e frequências específicas (por exemplo, 55.500 ciclos por segundo, ou Hz). O um ou mais sinais de acionamento podem ser fornecidos ao dispositivo ultrassônico 1104, e especificamente ao transdutor 1120, o qual pode operar, por exemplo, conforme descrito acima. Em um aspecto, o gerador 1100 pode ser configurado para produzir um sinal de acionamento de uma tensão, corrente e/ou sinal de saída de frequência específicos que podem ser executados com alta resolução, exatidão e repetitividade.[00294] According to the aspects described, the ultrasonic generator module can produce one or more drive signals with specific voltages, currents and frequencies (for example, 55,500 cycles per second, or Hz). The one or more drive signals may be provided to the ultrasonic device 1104, and specifically to the transducer 1120, which may operate, for example, as described above. In one aspect, the generator 1100 can be configured to produce a drive signal of a specific voltage, current, and/or frequency output signal that can be performed with high resolution, accuracy, and repeatability.

[00295] De acordo com os aspectos descritos, o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode gerar um ou mais sinais de acionamento com saída de energia suficiente para realizar eletrocirurgia bipolar com o uso de energia de radiofrequência (RF). Em aplicações de eletrocirurgia bipolar, o sinal de acionamento pode ser fornecido, por exemplo, aos eletrodos do dispositivo eletrocirúrgico 1106, por exemplo, conforme descrito acima. Consequentemente, o gerador 1100 pode ser configurado para propósitos terapêuticos mediante a aplicação, ao tecido, de energia elétrica suficiente para tratamento do dito tecido (por exemplo, coagulação, cauterização, soldagem de tecidos, etc.).[00295] According to the aspects described, the generator module for electrosurgery/RF can generate one or more drive signals with sufficient energy output to perform bipolar electrosurgery using radiofrequency (RF) energy. In bipolar electrosurgery applications, the drive signal may be provided, for example, to the electrodes of the electrosurgical device 1106, for example, as described above. Accordingly, the generator 1100 can be configured for therapeutic purposes by applying electrical energy to the tissue sufficient to treat said tissue (e.g., coagulation, cauterization, tissue welding, etc.).

[00296] O gerador 1100 pode compreender um dispositivo de entrada 2150 (Figura 27B) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 2150 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programar o funcionamento do gerador 1100. Em operação, o usuário pode programar ou, de outro modo, controlar a operação do gerador 1100 com o uso do dispositivo de entrada 2150. O dispositivo de entrada 2150 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais que possam ser usados pelo gerador (por exemplo, por um ou mais processadores contidos no gerador) para controlar o funcionamento do gerador 1100 (por exemplo, o funcionamento do módulo gerador ultrassônico e/ou do módulo gerador para eletrocirurgia/RF). Em vários aspectos, o dispositivo de entrada 2150 inclui um ou mais dentre botões, chaves, controles giratórios, teclado, teclado numérico, monitor com tela sensível ao toque, dispositivo apontador e conexão remota a um computador de uso geral ou dedicado. Em outros aspectos, dispositivo de entrada 2150 pode compreender uma interface de usuário adequada, como uma ou mais telas de interface de usuário exibidas em um monitor com tela sensível ao toque, por exemplo. Consequentemente, por meio do dispositivo de entrada 2150, o usuário pode ajustar ou programar vários parâmetros operacionais do gerador, como corrente (I), tensão (V), frequência (f) e/ou período (T) de um ou mais sinais de acionamento gerados pelo módulo gerador ultrassônico e/ou pelo módulo gerador para eletrocirurgia/RF.[00296] The generator 1100 may comprise an input device 2150 (Figure 27B) located, for example, on a front panel of the generator console 1100. The input device 2150 may comprise any suitable device that generates signals suitable for programming operation. of the generator 1100. In operation, the user may program or otherwise control the operation of the generator 1100 using the input device 2150. The input device 2150 may comprise any suitable device that generates signals that can be used by the generator (e.g., by one or more processors contained in the generator) to control the operation of the generator 1100 (e.g., the operation of the ultrasonic generator module and/or the electrosurgery/RF generator module). In various aspects, input device 2150 includes one or more of buttons, switches, rotary controls, keyboard, numeric keypad, touch screen monitor, pointing device, and remote connection to a general-purpose or dedicated computer. In other aspects, input device 2150 may comprise a suitable user interface, such as one or more user interface screens displayed on a touch screen monitor, for example. Consequently, through input device 2150, the user can adjust or program various operating parameters of the generator, such as current (I), voltage (V), frequency (f), and/or period (T) of one or more input signals. drives generated by the ultrasonic generator module and/or the electrosurgery/RF generator module.

[00297] O gerador 1100 pode compreender um dispositivo de saída 2140 (Figura 27B) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de saída 2140 inclui um ou mais dispositivos para fornecer ao usuário uma retroinformação sensorial. Esses dispositivos podem compreender, por exemplo, dispositivos de retroinformação visual (por exemplo, um monitor com tela de LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação de áudio (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de retroinformação tátil (por exemplo, atuadores hápticos).[00297] The generator 1100 may comprise an output device 2140 (Figure 27B) located, for example, on a front panel of the generator console 1100. The output device 2140 includes one or more devices for providing the user with sensory feedback. Such devices may comprise, for example, visual feedback devices (e.g., an LCD monitor, LED indicators), audio feedback devices (e.g., a speaker, a buzzer), or tactile feedback devices. (e.g. haptic actuators).

[00298] Embora certos módulos e/ou blocos do gerador 1100 possam ser descritos a título de exemplo, deve-se considerar que se pode usar um número maior ou menor de módulos e/ou blocos e, ainda assim, estar no escopo dos aspectos. Adicionalmente, embora vários aspectos possam ser descritos em termos de módulos e/ou blocos para facilitar a descrição, estes módulos e/ou blocos podem ser implementados por um ou mais componentes de hardware, por exemplo, processadores, processadores de sinal digital (DSPs), dispositivos de lógica programável (PLDs), circuitos integrados específicos da aplicação (ASICs), circuitos, registradores e/ou componentes de software, por exemplo, programas, sub-rotinas, lógicas e/ou combinações de componentes de hardware e software.[00298] Although certain modules and/or blocks of generator 1100 may be described by way of example, it should be considered that a greater or lesser number of modules and/or blocks may be used and still be within the scope of aspects . Additionally, although various aspects may be described in terms of modules and/or blocks for ease of description, these modules and/or blocks may be implemented by one or more hardware components, e.g., processors, digital signal processors (DSPs) , programmable logic devices (PLDs), application-specific integrated circuits (ASICs), circuits, registers and/or software components, e.g., programs, subroutines, logic and/or combinations of hardware and software components.

[00299] Em um aspecto, o módulo de acionamento do gerador ultrassônico e o módulo de acionamento para eletrocirurgia/RF 1110 (Figura 22) podem compreender uma ou mais aplicações integradas, implementadas como firmware, software, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Os módulos podem compreender vários módulos executáveis, como software, programas, dados, acionadores e interfaces de programa de aplicativos (API, de "application program interfaces"), entre outros. O firmware pode estar armazenado em memória não volátil (NVM, de "non-volatile memory"), como em memória só de leitura (ROM) com máscara de bits, ou memória flash. Em várias implementações, o armazenamento do firmware na ROM pode preservar a memória flash. A NVM pode compreender outros tipos de memória incluindo, por exemplo, ROM programável (PROM, de "programmable ROM"), ROM programável apagável (EPROM, de "erasable programmable ROM"), ROM programável eletricamente apagável (EEPROM, de "electrically erasable programmable ROM"), ou battery backed random-memória de acesso aleatório (RAM, de "random-access memory") como RAM dinâmica (DRAM, de "dynamic RAM"), DRAM com dupla taxa de dados (DDRAM, de "Double-Data- Rate DRAM"), e/ou DRAM síncrona (SDRAM, de "synchronous DRAM").[00299] In one aspect, the ultrasonic generator drive module and the electrosurgery/RF drive module 1110 (Figure 22) may comprise one or more integrated applications, implemented as firmware, software, hardware, or any combination thereof. Modules can comprise various executable modules, such as software, programs, data, triggers, and application program interfaces (APIs), among others. The firmware may be stored in non-volatile memory (NVM), such as read-only memory (ROM) with a bit mask, or flash memory. In many implementations, storing firmware in ROM can preserve flash memory. The NVM may comprise other types of memory including, for example, programmable ROM (PROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM). programmable ROM"), or battery backed random-access memory (RAM, "random-access memory") such as dynamic RAM (DRAM, "dynamic RAM"), DRAM with double data rate (DDRAM, "Double -Data- Rate DRAM"), and/or synchronous DRAM (SDRAM, for "synchronous DRAM").

[00300] Em um aspecto, os módulos compreendem um componente de hardware implementado como um processador para execução de instruções de programa para monitoramento de várias características mensuráveis dos dispositivos 1104, 1106, 1108 e gerando um sinal ou sinais de acionamento de saída correspondente para a operação dos dispositivos 1104, 1106, 1108. Em aspectos nos quais o gerador 1100 é usado em conjunto com o dispositivo 1104, o sinal de acionamento pode acionar o transdutor ultrassônico 1120 nos modos cirúrgicos de corte e/ou coagulação. As características elétricas do dispositivo 1104 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 1100 e/ou ser fornecidas como retroinformação ao usuário. Em aspectos nos quais o gerador 1100 é usado em conjunto com o dispositivo 1106, o sinal de acionamento pode fornecer energia elétrica (por exemplo, energia de RF) ao atuador de extremidade 1124 nos modos de corte, coagulação e/ou dessecação. As características elétricas do dispositivo 1106 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 1100 e/ou ser fornecidas como retroinformação ao usuário. Em vários aspectos, conforme anteriormente discutido, os componentes de hardware podem ser implementados como PSD, PLD, ASIC, circuitos e/ou registradores. Em um aspecto, o processador pode ser configurado para armazenar e executar instruções de programa de software para computador, de modo a gerar os sinais de saída de função de passo para acionamento de vários componentes dos dispositivos 1104, 1106, 1108, como o transdutor ultrassônico 1120 e os atuadores de extremidade 1122, 1124, 1125.[00300] In one aspect, the modules comprise a hardware component implemented as a processor for executing program instructions for monitoring various measurable characteristics of devices 1104, 1106, 1108 and generating a corresponding output drive signal or signals for the operation of devices 1104, 1106, 1108. In aspects in which generator 1100 is used in conjunction with device 1104, the drive signal may drive ultrasonic transducer 1120 in cutting and/or coagulation surgical modes. The electrical characteristics of the device 1104 and/or the tissue may be measured and used to control the operational aspects of the generator 1100 and/or be provided as feedback to the user. In aspects in which the generator 1100 is used in conjunction with the device 1106, the drive signal may provide electrical energy (e.g., RF energy) to the end actuator 1124 in cutting, coagulation, and/or desiccation modes. The electrical characteristics of the device 1106 and/or the tissue may be measured and used to control the operational aspects of the generator 1100 and/or be provided as feedback to the user. In many aspects, as previously discussed, hardware components can be implemented as PSD, PLD, ASIC, circuits and/or registers. In one aspect, the processor may be configured to store and execute computer software program instructions to generate step function output signals for driving various components of devices 1104, 1106, 1108, such as the ultrasonic transducer. 1120 and end actuators 1122, 1124, 1125.

[00301] Um sistema ultrassônico eletromecânico inclui um transdutor ultrassônico, um guia de onda, e uma lâmina ultrassônica. O sistema ultrassônico eletromecânico tem uma frequência de ressonância inicial definida pelas propriedades físicas do transdutor ultrassônico, o guia de ondas, e a lâmina ultrassônica. O transdutor ultrassônico é excitado por um sinal de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) alternada igual à frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. Quando o sistema ultrassônico eletromecânico está em ressonância, a diferença de fase entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) é zero. Dito de outra forma, na ressonância a impedância indutiva é igual à impedância capacitiva. Conforme a lâmina ultrassônica aquece, a conformidade da lâmina ultrassônica (modelada como uma capacitância equivalente) faz com que a frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico se desloque. Dessa forma, a impedância indutiva já não é igual à impedância capacitiva causando uma diferença entre a frequência de acionamento e a frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. O sistema está agora operando "fora de ressonância". A diferença entre a frequência de acionamento e a frequência de ressonância é manifestada como uma diferença de fase entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. Os circuitos eletrônicos do gerador podem facilmente monitorar a diferença de fase entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) e podem continuamente ajustar a frequência de acionamento até que a diferença de fase é mais uma vez igual a zero. Nesse ponto, a nova frequência de acionamento é igual à frequência de ressonância do novo sistema ultrassônico eletromecânico. A mudança na fase e/ou frequência pode ser usada como uma medição indireta da temperatura da lâmina ultrassônica.[00301] An electromechanical ultrasonic system includes an ultrasonic transducer, a waveguide, and an ultrasonic blade. The electromechanical ultrasonic system has an initial resonance frequency defined by the physical properties of the ultrasonic transducer, the waveguide, and the ultrasonic blade. The ultrasonic transducer is excited by an alternating voltage signal Vg(t) and current Ig(t) equal to the resonant frequency of the electromechanical ultrasonic system. When the electromechanical ultrasonic system is in resonance, the phase difference between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals is zero. In other words, at resonance the inductive impedance is equal to the capacitive impedance. As the ultrasonic blade heats up, the compliance of the ultrasonic blade (modeled as an equivalent capacitance) causes the resonant frequency of the electromechanical ultrasonic system to shift. Therefore, the inductive impedance is no longer equal to the capacitive impedance causing a difference between the drive frequency and the resonance frequency of the electromechanical ultrasonic system. The system is now operating "out of resonance". The difference between the drive frequency and the resonance frequency is manifested as a phase difference between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer. The generator's electronic circuits can easily monitor the phase difference between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals and can continually adjust the drive frequency until the phase difference is once again equal to zero. At this point, the new drive frequency is equal to the resonant frequency of the new electromechanical ultrasonic system. The change in phase and/or frequency can be used as an indirect measurement of the temperature of the ultrasonic blade.

[00302] Conforme mostrado na Figura 25, as propriedades eletromecânicas do transdutor ultrassônico podem ser modeladas como um circuito equivalente que compreende uma primeira ramificação que tem uma capacitância estática e uma segunda ramificação "em movimento" que tem uma indutância, resistência e capacitância conectadas em série que definem as propriedades eletromecânicas de um ressonador. Os geradores ultrassônicos conhecidos podem incluir um indutor de sintonia para cancelar a capacitância estática a uma frequência de ressonância de modo que substancialmente toda a corrente do sinal de acionamento do gerador flua para a ramificação em movimento. Consequentemente, mediante o uso de um indutor de sintonia, a corrente do sinal de acionamento do gerador representa a corrente da ramificação em movimento, e o gerador é dessa forma capaz de controlar seu sinal de acionamento para manter a frequência de ressonância do transdutor ultrassônico. O indutor de sintonia pode também transformar a curva da impedância de fase do transdutor ultrassônico para otimizar as capacidades de travamento de frequência do gerador. Entretanto, o indutor de sintonia precisa ser combinado com a capacitância estática específica de um transdutor ultrassônico na frequência de ressonância operacional. Em outras palavras, um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente precisa de um indutor de sintonia.[00302] As shown in Figure 25, the electromechanical properties of the ultrasonic transducer can be modeled as an equivalent circuit comprising a first branch that has a static capacitance and a second "moving" branch that has an inductance, resistance and capacitance connected in series that define the electromechanical properties of a resonator. Known ultrasonic generators may include a tuning inductor to cancel static capacitance at a resonant frequency so that substantially all of the generator drive signal current flows to the moving branch. Consequently, through the use of a tuning inductor, the generator drive signal current represents the moving branch current, and the generator is thus able to control its drive signal to maintain the resonant frequency of the ultrasonic transducer. The tuning inductor can also transform the phase impedance curve of the ultrasonic transducer to optimize the frequency locking capabilities of the generator. However, the tuning inductor needs to be matched to the specific static capacitance of an ultrasonic transducer at the operating resonance frequency. In other words, a different ultrasonic transducer having a different static capacitance needs a tuning inductor.

[00303] A Figura 25 ilustra um circuito equivalente 1500 de um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, de acordo com um aspecto. O circuito 1500 compreende uma primeira ramificação "de movimento" tendo, conectadas em série, indutância Ls, resistência Rs e capacitância Cs que definem as propriedades eletromecânicas do ressonador, e uma segunda ramificação capacitiva tendo uma capacitância estática C0. A corrente de acionamento Ig(t)pode ser recebida de um gerador a uma tensão de acionamento Vg(t), com a corrente de movimento Im(t) fluindo através da primeira ramificação e a corrente Ig(t)-Im(t) que flui através da ramificação capacitiva. O controle das propriedades eletromecânicas do transdutor ultrassônico pode ser obtido controlando-se adequadamente Ig(t) e Vg(t). Conforme explicado acima, as arquiteturas de gerador convencionais podem incluir um indutor de sintonia Lt (mostrado em linha tracejada na Figura 25) para cancelar, em um circuito de ressonância paralelo, a capacitância estática C0 em uma frequência de ressonância, de modo que substancialmente toda a saída de corrente do gerador Ig(t) flua através da ramificação de movimento. Desse modo, o controle da corrente da ramificação de movimento Im(t) é obtido mediante o controle da saída de corrente do gerador Ig(t). O indutor de sintonia Lt é específico para a capacitância estática C0 de um transdutor ultrassônico, porém, e um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente exige um indutor de sintonia diferente Lt. Além disso, como o indutor de sintonia Lt correlaciona-se ao valor nominal da capacitância estática C0 em uma única frequência de ressonância, o controle acurado da corrente de ramificação de movimento Im(t) é garantido apenas naquela frequência. Conforme a frequência se desloca para baixo com a temperatura do transdutor, o controle exato da corrente da ramificação de movimento fica comprometido.[00303] Figure 25 illustrates an equivalent circuit 1500 of an ultrasonic transducer, such as the ultrasonic transducer 1120, according to one aspect. The circuit 1500 comprises a first "motion" branch having, connected in series, inductance Ls, resistance Rs and capacitance Cs that define the electromechanical properties of the resonator, and a second capacitive branch having a static capacitance C0. The drive current Ig(t) can be received from a generator at a drive voltage Vg(t), with the motion current Im(t) flowing through the first branch and the current Ig(t)-Im(t) that flows through the capacitive branch. Controlling the electromechanical properties of the ultrasonic transducer can be achieved by adequately controlling Ig(t) and Vg(t). As explained above, conventional generator architectures may include a tuning inductor Lt (shown in dashed line in Figure 25) to cancel, in a parallel resonant circuit, the static capacitance C0 at a resonant frequency so that substantially all the current output of the Ig(t) generator flows through the motion branch. In this way, control of the current of the movement branch Im(t) is obtained by controlling the current output of the generator Ig(t). The tuning inductor Lt is specific to the static capacitance C0 of an ultrasonic transducer, however, and a different ultrasonic transducer having a different static capacitance requires a different tuning inductor Lt. Furthermore, how does the tuning inductor Lt correlate to the nominal value of the static capacitance C0 at a single resonant frequency, accurate control of the motion branch current Im(t) is guaranteed only at that frequency. As frequency shifts downward with transducer temperature, accurate control of motion branch current becomes compromised.

[00304] Vários aspectos do gerador 1100 podem não contar com um indutor de sintonia Lt para monitorar a corrente de ramificação de movimento Im(t). Em vez disso, o gerador 1100 pode usar o valor medido da capacitância estática C0 entre aplicações de potência para um dispositivo cirúrgico ultrassônico 1104 específico (juntamente com dados de retroinformação de tensão do sinal de acionamento e de corrente) para determinar os valores da corrente de ramificação de movimento Im(t) em uma base dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Essas formas do gerador 1100 são, portanto, capazes de fornecer sintonia virtual para simular um sistema que é sintonizado ou ressonante com qualquer valor de capacitância estática C0 em qualquer frequência, e não apenas em uma única frequência de ressonância imposta por um valor nominal da capacitância estática C0.[00304] Various aspects of the generator 1100 may not feature a tuning inductor Lt to monitor the motion branch current Im(t). Instead, generator 1100 may use the measured value of static capacitance C0 between applications of power to a specific ultrasonic surgical device 1104 (along with drive signal voltage and current feedback data) to determine output current values. movement branch Im(t) on a dynamic and continuous basis (e.g. in real time). These forms of the generator 1100 are therefore capable of providing virtual tuning to simulate a system that is tuned or resonant with any value of static capacitance C0 at any frequency, and not just at a single resonant frequency imposed by a nominal value of the capacitance. static C0.

[00305] A Figura 26 é um diagrama de blocos simplificado de um aspecto do gerador 1100, para fornecer a sintonia sem indutor, conforme descrito acima, entre outros benefícios. As Figuras 27A a 27C ilustram uma arquitetura do gerador 1100 da Figura 26, de acordo com um aspecto. Com referência à Figura 26, o gerador 1100 pode compreender um estágio isolado do paciente 1520 em comunicação com um estágio não isolado 1540 por meio de um transformador de potência 1560. Um enrolamento secundário 1580 do transformador de potência 1560 está contido no estágio isolado 1520 e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b, 1600c, de modo a fornecer sinais de acionamento de saída a diferentes dispositivos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico ultrassônico 1104 e um dispositivo eletrocirúrgico 1106. Em particular, as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 420 V RMS) a um instrumento ultrassônico 1104, e as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 100 V RMS) a um dispositivo eletrocirúrgico 1106, com a saída 1600b correspondendo à derivação central do transformador de potência 1560. O estágio não isolado 1540 pode compreender um amplificador de potência 1620 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 1640 do transformador de potência 1560. Em certos aspectos, o amplificador de potência 1620 pode compreender um amplificador do tipo push-pull, por exemplo. O estágio não isolado 1540 pode compreender, ainda, um dispositivo lógico programável 1660 para fornecer uma saída digital a um conversor de digital para analógico (DAC) 1680 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 1620. Em certos aspectos, o dispositivo lógico programável 1660 pode compreender uma matriz de portas programável em campo (FPGA), por exemplo. O dispositivo lógico programável 1660, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 1620 através do DAC 1680 pode, portanto, controlar qualquer dentre um certo número de parâmetros (por exemplo, frequência, formato da onda, amplitude da forma de onda) de sinais de acionamento aparecendo nas saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c. Em certos aspectos e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico programável 1660, em conjunto com um processador (por exemplo, o processador 1740 discutido abaixo), pode implementar um certo número de algoritmos de controle baseados em processamento de sinal digital (DSP) e/ou outros algoritmos de controle para parâmetros de controle dos sinais de acionamento fornecidos pelo gerador 1100.[00305] Figure 26 is a simplified block diagram of one aspect of the generator 1100, to provide inductorless tuning as described above, among other benefits. Figures 27A to 27C illustrate an architecture of the generator 1100 of Figure 26, in accordance with one aspect. Referring to Figure 26, the generator 1100 may comprise a patient isolated stage 1520 in communication with a non-isolated stage 1540 via a power transformer 1560. A secondary winding 1580 of the power transformer 1560 is contained in the isolated stage 1520 and may comprise a tapped configuration (e.g., a center tapped or a non-center tapped configuration) for defining drive signal outputs 1600a, 1600b, 1600c so as to provide output drive signals to different surgical devices, such as an ultrasonic surgical device 1104 and an electrosurgical device 1106. In particular, the drive signal outputs 1600a, 1600b and 1600c may provide a drive signal (e.g., a drive signal at 420 V RMS) to an ultrasonic instrument 1104, and the drive signal outputs 1600a, 1600b, and 1600c may provide a drive signal (e.g., a drive signal at 100 V RMS) to an electrosurgical device 1106, with the output 1600b corresponding to the center tap of the power transformer 1560 The non-isolated stage 1540 may comprise a power amplifier 1620 that has an output connected to a primary winding 1640 of the power transformer 1560. In certain aspects, the power amplifier 1620 may comprise a push-pull type amplifier, e.g. . The non-isolated stage 1540 may further comprise a programmable logic device 1660 for providing a digital output to a digital-to-analog converter (DAC) 1680 which, in turn, provides a corresponding analog signal to an input of the power amplifier 1620 In certain aspects, the programmable logic device 1660 may comprise a field programmable gate array (FPGA), for example. The programmable logic device 1660, by controlling the input of the power amplifier 1620 through the DAC 1680, can therefore control any of a number of parameters (e.g., frequency, waveform, waveform amplitude) of drive signals appearing at drive signal outputs 1600a, 1600b and 1600c. In certain aspects and as discussed below, the programmable logic device 1660, in conjunction with a processor (e.g., the processor 1740 discussed below), may implement a number of control algorithms based on digital signal processing (DSP) and/or or other control algorithms for control parameters of drive signals provided by generator 1100.

[00306] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 1620 por um regulador de modo de chave 1700. Em certos aspectos, o regulador de modo de chave 1700 pode compreender um regulador ajustável de tensão, por exemplo. Conforme discutido acima, o estágio não isolado 1540 pode compreender, ainda, um processador 1740 que, em um aspecto pode compreender um processador DSP como um ADSP-21469 SHARC DSP, disponível junto à Analog Devices, Norwood, Mass., EUA, por exemplo. Em certos aspectos, o processador 1740 pode controlar a operação do conversor de potência de modo de chave 1700 responsivo a dados de retroinformação da tensão recebidos do amplificador de potência 1620 pelo processador 1740 por meio de um conversor analógico-para-digital (DAC) 1760. Em um aspecto, por exemplo, o processador 1740 pode receber como entrada, através do ADC 1760, o envelope de forma de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) sendo amplificado pelo amplificador de potência 1620. O processador 1740 pode, então, controlar o regulador de modo de chave 1700 (por exemplo, através de uma saída modulada de largura de pulso ("PWM" - pulse-width modulated) de modo que a tensão de trilho provida ao amplificador de potência 1620 siga o envelope de forma de onda do sinal amplificado. Modulando-se dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 1620 com base no envelope de forma de onda, a eficiência do amplificador de potência 1620 pode ser significativamente aprimorada em relação um esquema de amplificador com tensão de trilho fixa. O processador 1740 pode ser configurado para comunicação com fio ou sem fio.[00306] Power may be supplied to a power amplifier supply rail 1620 by a switch mode regulator 1700. In certain aspects, the switch mode regulator 1700 may comprise an adjustable voltage regulator, for example. As discussed above, the non-isolated stage 1540 may further comprise a processor 1740 which, in one aspect may comprise a DSP processor such as an ADSP-21469 SHARC DSP, available from Analog Devices, Norwood, Mass., USA, for example. . In certain aspects, the processor 1740 may control the operation of the switch mode power converter 1700 responsive to voltage feedback data received from the power amplifier 1620 by the processor 1740 via an analog-to-digital converter (DAC) 1760 In one aspect, for example, the processor 1740 may receive as input, via the ADC 1760, the waveform envelope of a signal (e.g., an RF signal) being amplified by the power amplifier 1620. The processor 1740 may then control the switch mode regulator 1700 (e.g., via a pulse-width modulated ("PWM") output so that the rail voltage provided to the power amplifier 1620 follows the waveform envelope of the amplified signal. By dynamically modulating the rail voltage of the power amplifier 1620 based on the waveform envelope, the efficiency of the power amplifier 1620 can be significantly improved over a voltage amplifier scheme. fixed rail. The 1740 processor can be configured for wired or wireless communication.

[00307] Em certos aspectos e conforme discutido em detalhes adicionais em conexão com as Figuras 28A e 28B, o dispositivo lógico programável 1660, em conjunto com o processador 1740, pode implementar um esquema de controle com sintetizador digital direto (DDS) para controlar o formato da onda, a frequência e/ou a amplitude dos sinais de acionamento fornecidos pelo gerador 1100. Em um aspecto, por exemplo, o dispositivo lógico programável 1660 pode implementar um algoritmo de controle de DDS 2680 (Figura 28A) mediante a recuperação de amostras de forma de onda armazenadas em uma tabela de pesquisa (LUT) atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em uma FPGA. Esse algoritmo de controle é particularmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, pode ser acionado por uma corrente senoidal limpa em sua frequência de ressonância. Como outras frequências podem excitar ressonâncias parasíticas, minimizar ou reduzir a distorção total da corrente da ramificação de movimento pode correspondentemente minimizar ou reduzir os efeitos indesejáveis da ressonância. Como o formato de onda de um sinal de acionamento fornecido pelo gerador 1100 sofre o impacto de várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 1560, o amplificador de potência 1620), dados de retroinformação sobre tensão e corrente baseados no sinal de acionamento podem ser fornecidos a um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador 1740, que compensa a distorção mediante a adequada pré-distorção ou modificação das amostras das formas de onda armazenadas na LUT em uma base dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Em um aspecto, a quantidade ou o grau de pré-distorção aplicada às amostras da LUT pode ser baseada no erro entre uma corrente da ramificação de movimento computadorizada e um formato desejado da onda da corrente, sendo que o erro é determinado em uma base de amostra por amostra. Dessa maneira, as amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento, podem resultar em um sinal de acionamento da ramificação de movimento que tem o formato desejado da onda (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico. Em tais aspectos, as amostras de forma de onda de LUT não irão, portanto, representar o formato desejado da onda do sinal de acionamento, mas sim o formato de onda que é necessário para produzir, por fim, a forma desejada da onda do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.[00307] In certain aspects and as discussed in further detail in connection with Figures 28A and 28B, the programmable logic device 1660, in conjunction with the processor 1740, may implement a direct digital synthesizer (DDS) control scheme to control the waveform, the frequency and/or amplitude of the drive signals provided by the generator 1100. In one aspect, for example, the programmable logic device 1660 may implement a DDS control algorithm 2680 (Figure 28A) upon sample recovery. of waveforms stored in a dynamically updated lookup table (LUT), such as a RAM LUT that can be integrated into an FPGA. This control algorithm is particularly useful for ultrasonic applications in which an ultrasonic transducer, such as the 1120 ultrasonic transducer, can be driven by a clean sinusoidal current at its resonant frequency. Since other frequencies can excite parasitic resonances, minimizing or reducing the total distortion of the motion branch current can correspondingly minimize or reduce the undesirable effects of the resonance. Because the waveform of a drive signal provided by generator 1100 is impacted by various sources of distortion present in the output drive circuit (e.g., power transformer 1560, power amplifier 1620), feedback data about voltage and current based on the drive signal may be fed to an algorithm, such as an error control algorithm implemented by processor 1740, that compensates for distortion by appropriately pre-distorting or modifying the waveform samples stored in the LUT in a dynamic and continuous basis (e.g. in real time). In one aspect, the amount or degree of predistortion applied to the LUT samples may be based on the error between a computed motion branch current and a desired shape of the current waveform, with the error being determined on a basis of sample by sample. In this way, the pre-distorted LUT samples, when processed through the drive circuit, can result in a motion branch drive signal that has the desired wave shape (e.g., sine) to optimally drive the transducer. ultrasonic. In such respects, the LUT waveform samples will therefore not represent the desired drive signal waveform, but rather the waveform that is necessary to ultimately produce the desired signal waveform. of the movement branch, when distortion effects are taken into account.

[00308] O estágio não isolado 1540 pode compreender adicionalmente um ADC 1780 e um ADC 1800 acoplados à saída do transformador de potência 1560 por meio dos respectivos transformadores de isolamento, 1820 e 1840, para amostrar respectivamente a tensão e a corrente de sinais de acionamento emitidos pelo gerador 1100. Em certos aspectos, os ADCs 1780 e 1800 podem ser configurados para amostragem em altas velocidades (por exemplo, 80 Msps) para possibilitar a sobreamostragem dos sinais de acionamento. Em um aspecto, por exemplo, a velocidade de amostragem dos ADCs 1780 e 1800 pode possibilitar uma sobreamostragem de aproximadamente 200X (dependendo da frequência de acionamento) dos sinais de acionamento. Em certos aspectos, as operações de amostragem dos ADCs 1780, 1800 podem ser realizadas por um único ADC recebendo tensão de entrada e sinais de corrente por meio de um multiplexador bidirecional. O uso de amostragem em alta velocidade nos aspectos do gerador 1100 pode possibilitar, entre outras coisas, cálculo da corrente complexa que flui através da ramificação de movimento (que pode ser utilizada em certos aspectos para implementar o controle do formato da onda baseado em DDS descrito acima), filtragem digital acurada dos sinais amostrados, e cálculo do consumo real de energia com um alto grau de precisão. Os dados de retroinformação de tensão e corrente fornecidos pelos ADCs 1780 e 1800 podem ser recebidos e processados (por exemplo, armazenamento em memória buffer do tipo FIFO, multiplexação) pelo dispositivo lógico programável 1660 e armazenados em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, pelo processador 1740. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para pré-distorção ou modificação de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e contínua. Em certos aspectos, isso pode exigir que cada par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, uma amostra da LUT correspondente que foi fornecida pelo dispositivo lógico programável 1660 quando o par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente foi capturado. A sincronização das amostras da LUT com os dados de retroinformação sobre tensão e corrente dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção.[00308] The non-isolated stage 1540 may additionally comprise an ADC 1780 and an ADC 1800 coupled to the output of the power transformer 1560 through respective isolation transformers, 1820 and 1840, to respectively sample the voltage and current of drive signals. emitted by the generator 1100. In certain aspects, the ADCs 1780 and 1800 can be configured to sample at high speeds (e.g., 80 Msps) to enable oversampling of the drive signals. In one aspect, for example, the sampling speed of the 1780 and 1800 ADCs can enable approximately 200X oversampling (depending on the drive frequency) of the drive signals. In certain aspects, sampling operations of the ADCs 1780, 1800 may be performed by a single ADC receiving input voltage and current signals through a bidirectional multiplexer. The use of high-speed sampling in aspects of the generator 1100 may enable, among other things, calculation of the complex current flowing through the motion branch (which may be used in certain aspects to implement the DDS-based waveform control described above), accurate digital filtering of sampled signals, and calculation of actual power consumption with a high degree of accuracy. Voltage and current feedback data provided by the ADCs 1780 and 1800 may be received and processed (e.g., FIFO buffer storage, multiplexing) by the programmable logic device 1660 and stored in data memory for subsequent retrieval, e.g. , by processor 1740. As noted above, voltage and current feedback data can be used as input to an algorithm for pre-distorting or modifying waveform samples in the LUT, in a dynamic and continuous manner. In certain aspects, this may require that each stored voltage and current feedback data pair be indexed based on, or otherwise associated with, a sample of the corresponding LUT that was provided by the programmable logic device 1660 when the data pair of voltage and current feedback was captured. Synchronizing the LUT samples with the voltage and current feedback data in this way contributes to the correct timing and stability of the pre-distortion algorithm.

[00309] Em certos aspectos, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser utilizados para controlar a frequência e/ou a amplitude (por exemplo, amplitude de corrente) dos sinais de acionamento. Em um aspecto, por exemplo, os dados de retroinformação de tensão e corrente podem ser usados para determinar a fase da impedância, por exemplo, a diferença de fase entre os sinais de acionamento de tensão e corrente. A frequência do sinal de acionamento pode, então, ser controlada para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0°), minimizando ou reduzindo assim os efeitos da distorção harmônica e, correspondentemente, acentuando a acurácia da medição de fase da impedância. A determinação da impedância de fase e um sinal de controle da frequência podem ser implementados no processador 1740, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada para um algoritmo de controle de DDS implementado pelo dispositivo lógico programável 1660.[00309] In certain aspects, voltage and current feedback data can be used to control the frequency and/or amplitude (e.g., current amplitude) of drive signals. In one aspect, for example, the voltage and current feedback data can be used to determine the phase of the impedance, e.g., the phase difference between the voltage and current drive signals. The frequency of the drive signal can then be controlled to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and an impedance phase set point (e.g., 0°), thereby minimizing or reducing the effects of harmonic distortion. and, correspondingly, enhancing the accuracy of the impedance phase measurement. Phase impedance determination and a frequency control signal may be implemented in processor 1740, for example, with the frequency control signal being provided as input to a DDS control algorithm implemented by programmable logic device 1660.

[00310] A fase da impedância pode ser determinada através da análise de Fourier. Em um aspecto, a diferença de fase entre os sinais de acionamento da tensão do gerado Vg(t) e da corrente do gerados Ig(t) pode ser determinada com o uso da transformada rápida de Fourier (FFT) ou da transformada discreta de Fourier (DFT) conforme exposto a seguir: [00310] The phase of the impedance can be determined using Fourier analysis. In one aspect, the phase difference between the drive signals of the generated voltage Vg(t) and the generated current Ig(t) can be determined using the fast Fourier transform (FFT) or the discrete Fourier transform. (DFT) as set out below:

[00311] A avaliação da transformada de Fourier na frequência do senoide produz: [00311] Evaluation of the Fourier transform at the sinusoid frequency produces:

[00312] Outras abordagens incluem estimativa ponderada de quadrados mínimos, filtragem Kalman e técnicas baseadas em espaço e vetor. Virtualmente todo o processamento em uma técnica de FFT ou DFT pode ser realizado no domínio digital com o auxílio do ADC de alta velocidade de dois canais, 1780, 1800, por exemplo. Em uma técnica, as amostras de sinais digitais dos sinais de tensão e corrente são transformadas de Fourier com uma FFT ou uma DFT. O ângulo de fase Φ em qualquer ponto no tempo pode ser calculado por:onde Φ é o ângulo de fase, f é a frequência, t é o tempo, e Φ0 é a fase no t = 0.[00312] Other approaches include weighted least squares estimation, Kalman filtering, and space- and vector-based techniques. Virtually all of the processing in an FFT or DFT technique can be performed in the digital domain with the aid of the two-channel high-speed ADC, 1780, 1800, for example. In one technique, digital signal samples of voltage and current signals are Fourier transformed with an FFT or a DFT. The phase angle Φ at any point in time can be calculated by: where Φ is the phase angle, f is the frequency, t is the time, and Φ0 is the phase at t = 0.

[00313] Uma outra técnica para determinar a diferença de fase entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) é o método de passagem por zero ("zero-crossing") e produz resultados altamente acurados. Para sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) tendo a mesma, cada passagem por zero de negativo para positivo do sinal de tensão Vg(t) aciona o início de um pulso, enquanto cada passagem por zero de negativo para positivo do sinal de corrente Ig(t) aciona o final do pulso. O resultado é um trem de pulsos com uma largura de pulso proporcional ao ângulo de fase entre o sinal de tensão e o sinal de corrente. Em um aspecto, o trem de pulsos pode ser passado através de um filtro de média para produzir uma medida da diferença de fase. Além disso, se as passagens por zero de positivo para negativo também forem usadas de uma maneira similar, e a média dos resultados calculada, quaisquer efeitos de componentes DC e harmônicos podem ser reduzidos. Em uma implementação, os sinais analógicos de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) são convertidos em sinais digitais que são altos se o sinal analógico for positivo e baixos se o sinal analógico for negativo. As estimativas de fase de alta acurácia exigem transições bruscas entre altas e baixas. Em um aspecto, um disparador Schmitt juntamente com uma rede de estabilização RC podem ser usados para converter os sinais analógicos em sinais digitais. Em outros aspectos, um circuito flip-flop RS disparado pela borda e auxiliares pode ser usado. Em ainda um outro aspecto, a técnica de passagem por zero pode usar uma porta eXclusiva (XOR).[00313] Another technique for determining the phase difference between voltage Vg(t) and current Ig(t) signals is the zero-crossing method and produces highly accurate results. For voltage signals Vg(t) and current Ig(t) having the same, each zero crossing from negative to positive of the voltage signal Vg(t) triggers the start of a pulse, while each zero crossing from negative to positive current signal Ig(t) triggers the end of the pulse. The result is a train of pulses with a pulse width proportional to the phase angle between the voltage signal and the current signal. In one aspect, the pulse train can be passed through an averaging filter to produce a measure of the phase difference. Furthermore, if positive to negative zero crossings are also used in a similar way, and the results averaged, any effects of DC and harmonic components can be reduced. In one implementation, analog voltage Vg(t) and current Ig(t) signals are converted to digital signals that are high if the analog signal is positive and low if the analog signal is negative. Highly accurate phase estimates require sharp transitions between highs and lows. In one aspect, a Schmitt trigger together with an RC stabilization network can be used to convert analog signals into digital signals. In other aspects, an edge-triggered RS flip-flop circuit and auxiliaries can be used. In yet another aspect, the zero-crossing technique can use an eXclusive (XOR) gate.

[00314] Outras técnicas para determinação da diferença de fase entre os sinais de tensão e corrente incluem figuras Lissajous e monitoramento da imagem; métodos como o método de três voltímetros, o método "crossed-coil", os métodos de voltímetro vetorial e impedância vetorial; e o uso de instrumentos de fase padrões, malha de captura de fase ("phase-locked loops") e outras técnicas conforme descrito em Phase Measurement, Peter O’Shea, 2000 CRC Press LLC, <http://www.engnetbase.com>, que está aqui incorporado a título de referência.[00314] Other techniques for determining the phase difference between voltage and current signals include Lissajous figures and image monitoring; methods such as the three-voltmeter method, the "crossed-coil" method, the vector voltmeter and vector impedance methods; and the use of standard phase instruments, phase-locked loops, and other techniques as described in Phase Measurement, Peter O'Shea, 2000 CRC Press LLC, <http://www.engnetbase. com>, which is incorporated herein by reference.

[00315] Em outro aspecto, por exemplo, os dados de retroinformação da corrente podem ser monitorados de modo a manter a amplitude de corrente do sinal de acionamento em um ponto de ajuste da amplitude de corrente. O ponto de ajuste da amplitude de corrente pode ser especificado diretamente ou determinado indiretamente com base nos pontos de ajuste especificados para amplitude de tensão e potência. Em certos aspectos, o controle da amplitude de corrente pode ser implementado pelo algoritmo de controle, como um algoritmo de controle proporcional-integral-derivado (PID), no processador 1740. As variáveis controladas pelo algoritmo de controle para controlar adequadamente a amplitude de corrente do sinal de acionamento podem incluir, por exemplo, a alteração de escala das amostras de forma de onda da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 1660 e/ou a tensão de saída em escala total do circuito DAC 1680 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 1620) por meio de um circuito DAC 1860.[00315] In another aspect, for example, current feedback data may be monitored so as to maintain the current amplitude of the drive signal at a current amplitude set point. The current amplitude setpoint can be specified directly or determined indirectly based on the specified setpoints for voltage and power amplitude. In certain aspects, control of the current amplitude may be implemented by the control algorithm, such as a proportional-integral-derivative (PID) control algorithm, in the processor 1740. The variables controlled by the control algorithm to adequately control the current amplitude of the drive signal may include, for example, scaling the LUT waveform samples stored in the programmable logic device 1660 and/or the full-scale output voltage of the DAC circuit 1680 (which provides input to the drive amplifier). power 1620) through a DAC 1860 circuit.

[00316] O estágio não isolado 1540 pode conter, ainda, um processador 1900 para proporcionar, entre outras coisas, a funcionalidade da interface de usuário (UI). Em um aspecto, o processador 1900 pode compreender um processador Atmel AT91 SAM9263 com um núcleo ARM 926EJ-S, disponível junto à Atmel Corporation, de San Jose, Califórnia, EUA, por exemplo. Exemplos de funcionalidade de UI suportados pelo processador 1900 podem incluir retroinformação audível e visual do usuário, comunicação com dispositivos periféricos (por exemplo, através de uma interface de barramento serial universal (USB)), comunicação com a chave de pedal 1430, comunicação com um dispositivo de entrada de dados 2150 (por exemplo, uma tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída 2140 (por exemplo, um alto-falante). O processador 1900 pode comunicar-se com o processador 1740 e o dispositivo lógico programável (por exemplo, via barramentos de interface serial para periféricos (SPI)). Embora o processador de UI 1900 possa primariamente suportar a funcionalidade de UI, ele pode também se coordenar com o processador PSD 1740 para implementar a mitigação de riscos em certas formas. Por exemplo, o processador 1900 pode ser programado para monitorar vários aspectos das ações do usuário e/ou outras entradas (por exemplo, entradas de tela sensível ao toque 2150, entradas de chave a pedal 1430, entradas do sensor de temperatura 2160) e pode desabilitar a saída de acionamento do gerador 1100 quando uma condição de erro é detectada.[00316] The non-isolated stage 1540 may further contain a processor 1900 to provide, among other things, user interface (UI) functionality. In one aspect, the processor 1900 may comprise an Atmel AT91 SAM9263 processor with an ARM 926EJ-S core, available from Atmel Corporation of San Jose, California, USA, for example. Examples of UI functionality supported by processor 1900 may include audible and visual user feedback, communication with peripheral devices (e.g., via a universal serial bus (USB) interface), communication with footswitch 1430, communication with a data input device 2150 (e.g., a touch screen) and communicating with an output device 2140 (e.g., a speaker). The processor 1900 may communicate with the processor 1740 and the programmable logic device (e.g., via serial peripheral interface (SPI) buses). Although the UI processor 1900 may primarily support UI functionality, it may also coordinate with the PSD processor 1740 to implement risk mitigation in certain ways. For example, processor 1900 may be programmed to monitor various aspects of user actions and/or other inputs (e.g., touch screen inputs 2150, footswitch inputs 1430, temperature sensor inputs 2160) and may disable the 1100 generator drive output when an error condition is detected.

[00317] Em certos aspectos, tanto o processador 1740 (Figura 26, 27A) como o processador 1900 (Figura 26, 27B) podem determinar e monitorar o estado operacional do gerador 1100. Para o processador 1740, o estado operacional do gerador 1100 pode determinar, por exemplo, quais processos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador 1740. Para o processador 1900, o estado operacional do gerador 1100 pode determinar, por exemplo, quais elementos de uma interface de usuário (por exemplo, telas de monitor, sons) são apresentados a um usuário. Os processadores 1740 e 1900, respectivamente, podem manter, independentemente, o estado operacional atual do gerador 1100, e reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador 1740 pode funcionar como o mestre nessa relação e pode determinar quando devem ocorrer as transições entre estados operacionais. O processador 1900 pode estar ciente das transições válidas entre estados operacionais e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador 1740 instrui o processador 1900 a transicionar para um estado específico, o processador 1900 pode verificar que a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador 1900, o processador 1900 pode fazer com que o gerador 1100 entre em um modo de falha.[00317] In certain aspects, both the processor 1740 (Figure 26, 27A) and the processor 1900 (Figure 26, 27B) can determine and monitor the operational state of the generator 1100. For the processor 1740, the operational state of the generator 1100 can determine, for example, which control and/or diagnostic processes are implemented by the processor 1740. For the processor 1900, the operational state of the generator 1100 may determine, for example, which elements of a user interface (e.g., monitor screens , sounds) are presented to a user. The processors 1740 and 1900, respectively, can independently maintain the current operating state of the generator 1100, and recognize and evaluate possible transitions out of the current operating state. Processor 1740 may function as the master in this relationship and may determine when transitions between operational states should occur. Processor 1900 may be aware of valid transitions between operating states and may confirm whether a given transition is appropriate. For example, when processor 1740 instructs processor 1900 to transition to a specific state, processor 1900 may verify that the requested transition is valid. If a requested transition between states is determined to be invalid by processor 1900, processor 1900 may cause generator 1100 to enter a failure mode.

[00318] O estágio não isolado 1540 pode compreender, ainda, um controlador 1960 (Figuras 26, 27B) para monitorar os dispositivos de entrada 2150 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 1100, uma tela capacitiva sensível ao toque). Em certos aspectos, o controlador 1960 pode compreender ao menos um processador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador 1900. Em um aspecto, por exemplo, o controlador 1960 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Mega168 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar as ações do usuário através de um ou mais sensores de toque capacitivos. Em um aspecto, o controlador 1960 pode compreender um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um controlador de tela sensível ao toque QT5480 disponível junto à Atmel) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque a partir de uma tela capacitiva sensível ao toque.[00318] The non-isolated stage 1540 may further comprise a controller 1960 (Figures 26, 27B) for monitoring input devices 2150 (e.g., a capacitive touch sensor used to turn the generator 1100 on and off, a capacitive screen touch sensitive). In certain aspects, the controller 1960 may comprise at least one processor and/or other controlling device in communication with the processor 1900. In one aspect, for example, the controller 1960 may comprise a processor (e.g., an 8-bit Mega168 controller available from Atmel) configured to monitor user actions through one or more capacitive touch sensors. In one aspect, the controller 1960 may comprise a touch screen controller (e.g., a QT5480 touch screen controller available from Atmel) to control and manage the capture of touch data from a capacitive touch screen. to the touch.

[00319] Em certos aspectos, quando o gerador 1100 está em um estado "desligado", o controlador 1960 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimentação do gerador 1100, como a fonte de alimentação 2110 (Figura 26) discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 1960 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada 2150 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado em um painel frontal do gerador 1100) para ligar e desligar o gerador 1100. Quando o gerador 1100 está no estado desligado, o controlador 1960 pode despertar a fonte de alimentação (por exemplo, possibilitar o funcionamento de um ou mais conversores de tensão CC/CC 2130 (Figura 26) da fonte de alimentação 2110), se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 por um usuário. O controlador 1960 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 1100 para um estado "ligado". Por outro lado, o controlador 1960 pode iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 1100 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150, quando o gerador 1100 estiver no estado ligado. Em certos aspectos, por exemplo, o controlador 1960 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 ao processador 1900 que, por sua vez, implementa a sequência de processo necessária para transicionar o gerador 1100 ao estado desligado. Nesses aspectos, o controlador 1960 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 1100, após seu estado ligado ter sido estabelecido.[00319] In certain aspects, when the generator 1100 is in an "off" state, the controller 1960 may continue to receive operating power (e.g., through a line from a generator power supply 1100, such as the power supply 2110 (Figure 26) discussed below). In this manner, the controller 1960 may continue to monitor an input device 2150 (e.g., a capacitive touch sensor located on a front panel of the generator 1100) to turn the generator 1100 on and off. When the generator 1100 is in the off state, The controller 1960 may wake up the power supply (e.g., enable one or more DC/DC voltage converters 2130 (Figure 26) of the power supply 2110 to operate) if activation of the "on/off" input device is detected. turns off" 2150 by a user. The controller 1960 may therefore initiate a sequence to transition the generator 1100 to an "on" state. Conversely, the controller 1960 may initiate a sequence to transition the generator 1100 to the off state if activation of the "on/off" input device 2150 is detected when the generator 1100 is in the on state. In certain aspects, for example, the controller 1960 may report the activation of the "on/off" input device 2150 to the processor 1900 which, in turn, implements the process sequence necessary to transition the generator 1100 to the off state. In these aspects, the controller 1960 may not have any independent ability to cause the removal of power from the generator 1100 after its on state has been established.

[00320] Em certos aspectos, o controlador 1960 pode fazer com que o gerador 1100 ofereça retroinformação audível ou outra retroinformação sensorial para alertar o usuário de que foi iniciada uma sequência de ligar ou desligar. Esse tipo de alerta pode ser fornecido no início de uma sequência de ligar ou desligar, e antes do início de outros processos associados à sequência.[00320] In certain aspects, controller 1960 may cause generator 1100 to provide audible feedback or other sensory feedback to alert the user that an on or off sequence has been initiated. This type of alert can be provided at the beginning of an on or off sequence, and before the start of other processes associated with the sequence.

[00321] Em certos aspectos, o estágio isolado 1520 pode compreender um circuito de interface de instrumento 1980 para, por exemplo, oferecer uma interface de comunicação entre um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico (por exemplo, um circuito de controle que compreende chaves de empunhadura) e componentes do estágio não isolado 1540, como o dispositivo lógico programável 1660, o processador 1740 e/ou o processador 1900. O circuito de interface de instrumento 1980 pode trocar informações com componentes do estágio não isolado 1540 por meio de um link de comunicação que mantém um grau adequado de isolamento elétrico entre os estágios 1520 e 1540 como, por exemplo, um link de comunicação baseado em infravermelho (IV). A energia pode ser fornecida ao circuito de interface do instrumento 1980 com o uso de, por exemplo, um regulador de tensão de baixas perdas alimentado por um transformador de isolamento acionado a partir do estágio não isolado 1540.[00321] In certain aspects, the isolated stage 1520 may comprise an instrument interface circuit 1980 to, for example, provide a communication interface between a control circuit of a surgical device (e.g., a control circuit comprising switches handle) and components of the non-isolated stage 1540, such as the programmable logic device 1660, the processor 1740, and/or the processor 1900. The instrument interface circuit 1980 may exchange information with components of the non-isolated stage 1540 via a link communication link that maintains a suitable degree of electrical isolation between stages 1520 and 1540, such as an infrared (IR) based communication link. Power may be supplied to the instrument interface circuit 1980 with the use of, for example, a low-loss voltage regulator fed by an isolation transformer driven from the non-isolated stage 1540.

[00322] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender um dispositivo lógico programável 2000 (por exemplo, uma FPGA) em comunicação com um circuito condicionador de sinal 2020 (Figura 26 e Figura 27C). O circuito de condicionamento de sinal 2020 pode ser configurado para receber um sinal periódico do dispositivo lógico programável 2000 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação bipolar que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, usando-se uma fonte de corrente bipolar alimentada por um amplificador diferencial. O sinal de interrogação pode ser comunicado a um circuito de controle do dispositivo cirúrgico (por exemplo, mediante o uso de um par condutor em um fio que conecta o gerador 1100 ao dispositivo cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou uma configuração do circuito de controle. O circuito de controle pode compreender inúmeras chaves, resistores e/ou diodos para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, retificação) do sinal de interrogação de modo que um estado ou configuração do circuito de controle seja discernível, de modo inequívoco, com base nessa uma ou mais características. Em um aspecto, por exemplo, o circuito condicionador de sinal 2020 pode compreender um ADC para geração de amostras de um sinal de tensão aparecendo entre entradas do circuito de controle que resultam da passagem do sinal de interrogação através do mesmo. O dispositivo lógico programável 2000 (ou um componente do estágio não isolado 1540) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras de ADC.[00322] In one aspect, the instrument interface circuit 1980 may comprise a programmable logic device 2000 (e.g., an FPGA) in communication with a signal conditioning circuit 2020 (Figure 26 and Figure 27C). The signal conditioning circuit 2020 may be configured to receive a periodic signal from the programmable logic device 2000 (e.g., a 2 kHz square wave) to generate a bipolar interrogation signal that has an identical frequency. The interrogation signal can be generated, for example, using a bipolar current source fed by a differential amplifier. The interrogation signal may be communicated to a control circuit of the surgical device (e.g., through the use of a conductive pair on a wire connecting the generator 1100 to the surgical device) and monitored to determine a state or configuration of the control circuit. control. The control circuit may comprise a plurality of switches, resistors and/or diodes for modifying one or more characteristics (e.g., amplitude, rectification) of the interrogation signal so that a state or configuration of the control circuit is unambiguously discernible. based on one or more characteristics. In one aspect, for example, the signal conditioning circuit 2020 may comprise an ADC for generating samples of a voltage signal appearing between inputs of the control circuit that result from passing the interrogation signal therethrough. The programmable logic device 2000 (or a component of the non-isolated stage 1540) may then determine the state or configuration of the control circuit based on the ADC samples.

[00323] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender uma primeira interface de circuito de dados 2040 para possibilitar a troca de informações entre o dispositivo lógico programável 2000 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 1980) e um primeiro circuito de dados disposto em, ou de outro modo associado a, um dispositivo cirúrgico. Em certos aspectos, por exemplo, um primeiro circuito de dados 2060 pode estar disposto em um fio integralmente fixado a uma empunhadura do dispositivo cirúrgico, ou em um adaptador para fazer a interface entre um tipo ou modelo específico de dispositivo cirúrgico e o gerador 1100. Em certos aspectos, o primeiro circuito de dados pode compreender um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo de memória só de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM). Em certos aspectos e novamente com referência à Figura 26, a primeira interface de circuito de dados 2040 pode ser implementada separadamente do dispositivo lógico programável 2000 e compreende um circuito adequado (por exemplo, dispositivos lógicos distintos, um processador) para possibilitar a comunicação entre o dispositivo lógico programável 2000 e o primeiro circuito de dados. Em outros aspectos, a primeira interface de circuito de dados 2040 pode ser integral ao dispositivo lógico programável 2000.[00323] In one aspect, the instrument interface circuit 1980 may comprise a first data circuit interface 2040 to enable the exchange of information between the programmable logic device 2000 (or another element of the instrument interface circuit 1980) and a first data circuit disposed in, or otherwise associated with, a surgical device. In certain aspects, for example, a first data circuit 2060 may be disposed in a wire integrally attached to a handle of the surgical device, or in an adapter for interfacing between a specific type or model of surgical device and the generator 1100. In certain aspects, the first data circuit may comprise a non-volatile storage device, such as an electrically erasable programmable read-only memory device (EEPROM). In certain aspects and again with reference to Figure 26, the first data circuit interface 2040 may be implemented separately from the programmable logic device 2000 and comprises suitable circuitry (e.g., distinct logic devices, a processor) to enable communication between the programmable logic device 2000 and the first data circuit. In other aspects, the first data circuit interface 2040 may be integral to the programmable logic device 2000.

[00324] Em certos aspectos, o primeiro circuito de dados 2060 pode armazenar informações relacionadas ao dispositivo cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Essas informações podem ser lidas pelo circuito de interface do instrumento 1980 (por exemplo, pelo dispositivo lógico programável 2000), transferidas para um componente do estágio não isolado 1540 (por exemplo, para o dispositivo lógico programável 1660, processador 1740 e/ou processador 1900) para apresentação a um usuário por meio de um dispositivo de saída 2140 e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 1100. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao primeiro circuito de dados 2060 para armazenamento no mesmo através da primeira interface do circuito de dados 2040 (por exemplo, usando o dispositivo lógico programável 2000). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso.[00324] In certain aspects, the first data circuit 2060 may store information related to the specific surgical device with which it is associated. This information may include, for example, a model number, a serial number, a number of operations in which the surgical device has been used, and/or any other types of information. This information may be read by instrument interface circuit 1980 (e.g., programmable logic device 2000), transferred to a non-isolated stage component 1540 (e.g., programmable logic device 1660, processor 1740, and/or processor 1900 ) for presentation to a user via an output device 2140 and/or to control a function or operation of the generator 1100. Additionally, any type of information may be communicated to the first data circuit 2060 for storage therein via the first interface of data circuit 2040 (e.g., using programmable logic device 2000). This information may comprise, for example, an updated number of operations in which the surgical device was used and/or the dates and/or times of its use.

[00325] Conforme discutido anteriormente, um instrumento cirúrgico pode ser removível de uma empunhadura (por exemplo, o instrumento 1106 pode ser removível da empunhadura 1107) para promover a intercambiabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores conhecidos podem ser limitados em sua capacidade para reconhecer configurações de instrumento específicas sendo usadas, bem como para otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. A adição de circuitos de dados legíveis a instrumentos de dispositivo cirúrgico para resolver essa questão é problemática de um ponto de vista de compatibilidade, porém. Por exemplo, pode ser pouco prático projetar um dispositivo cirúrgico para que permaneça compatível com versões anteriores de geradores desprovidos da indispensável funcionalidade de leitura de dados devido a, por exemplo, diferentes esquemas de sinalização, complexidade do design e custo. Outros aspectos dos instrumentos contemplam essas preocupações mediante o uso de circuitos de dados que podem ser implementados em instrumentos cirúrgicos existentes, economicamente e com mínimas alterações de design para preservar a compatibilidade dos dispositivos cirúrgicos com as plataformas de gerador atuais.[00325] As discussed previously, a surgical instrument may be removable from a handle (e.g., instrument 1106 may be removable from handle 1107) to promote interchangeability and/or disposability of the instrument. In these cases, known generators may be limited in their ability to recognize specific instrument configurations being used, as well as to optimize control and diagnostic processes as needed. Adding readable data circuits to surgical device instruments to address this issue is problematic from a compatibility standpoint, however. For example, it may be impractical to design a surgical device to remain backwards compatible with generators lacking the indispensable data reading functionality due to, for example, different signaling schemes, design complexity, and cost. Other aspects of the instruments address these concerns through the use of data circuits that can be implemented into existing surgical instruments, economically and with minimal design changes to preserve the compatibility of the surgical devices with current generator platforms.

[00326] Adicionalmente, aspectos do gerador 1100 podem possibilitar a comunicação com circuitos de dados baseados em instrumento. Por exemplo, o gerador 1100 pode ser configurado para se comunicar com um segundo circuito de dados (por exemplo, um circuito de dados) contidos em um instrumento (por exemplo, instrumento 1104, 1106, ou 1108) de um dispositivo cirúrgico. O circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 2100 para possibilitar essa comunicação. Em um aspecto, a segunda interface de circuito de dados 2100 pode compreender uma interface digital de três estados, embora também possam ser utilizadas outras interfaces. Em certos aspectos, o segundo circuito de dados pode ser geralmente qualquer circuito para transmissão e/ou recepção de dados. Em um aspecto, por exemplo, o segundo circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número de série, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Adicional ou alternativamente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao segundo circuito de dados para armazenamento no mesmo através da segunda interface de circuito de dados 2100 (por exemplo, usando-se o dispositivo lógico programável 2000). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso. Em certos aspectos, o segundo circuito de dados pode transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento). Em certos aspectos, o segundo circuito de dados pode receber dados do gerador 1100 e fornecer uma indicação ao usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.[00326] Additionally, aspects of the generator 1100 may enable communication with instrument-based data circuits. For example, generator 1100 may be configured to communicate with a second data circuit (e.g., a data circuit) contained in an instrument (e.g., instrument 1104, 1106, or 1108) of a surgical device. The instrument interface circuit 1980 may comprise a second data circuit interface 2100 to enable such communication. In one aspect, the second data circuit interface 2100 may comprise a three-state digital interface, although other interfaces may also be used. In certain aspects, the second data circuit may generally be any circuit for transmitting and/or receiving data. In one aspect, for example, the second data circuit may store information relating to the specific surgical instrument with which it is associated. This information may include, for example, a model number, a serial number, a number of operations in which the surgical instrument was used, and/or any other types of information. Additionally or alternatively, any type of information may be communicated to the second data circuit for storage therein via the second data circuit interface 2100 (e.g., using programmable logic device 2000). This information may comprise, for example, an updated number of operations in which the surgical instrument was used and/or the dates and/or times of its use. In certain aspects, the second data circuit may transmit data captured by one or more sensors (e.g., an instrument-based temperature sensor). In certain aspects, the second data circuit may receive data from the generator 1100 and provide an indication to the user (e.g., an LED indication or other visible indication) based on the received data.

[00327] Em certos aspectos, o segundo circuito de dados e a segunda interface de circuito de dados 2100 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o dispositivo lógico programável 2000 e o segundo circuito de dados possa ser feita sem a necessidade de instalar condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um cabo conectando uma empunhadura ao gerador 1100). Em um aspecto, por exemplo, as informações podem ser comunicadas de e para o segundo circuito de dados com o uso de um esquema de comunicação por barramento de um fio, implementado na fiação existente, como um dos condutores utilizados transmitindo sinais de interrogação a partir do circuito condicionador de sinal 2020 para um circuito de controle em uma empunhadura. Dessa maneira, são minimizadas ou reduzidas as alterações ou modificações ao design do dispositivo cirúrgico que possam, de outro modo, ser necessárias. Além disso, devido ao fato de que diferentes tipos de comunicações podem ser implementados em um canal físico comum (com ou sem separação de banda de frequência), a presença de um segundo circuito de dados pode ser "invisível" a geradores que não têm a indispensável funcionalidade de leitura de dados, o que, portanto, permite a retrocompatibilidade do instrumento de dispositivo cirúrgico.[00327] In certain aspects, the second data circuit and the second data circuit interface 2100 can be configured so that communication between the programmable logic device 2000 and the second data circuit can be done without the need to install conductors additional for this purpose (e.g., dedicated conductors of a cable connecting a handle to the generator 1100). In one aspect, for example, information may be communicated to and from the second data circuit using a one-wire bus communication scheme implemented in existing wiring, such as one of the conductors used transmitting interrogation signals from from the 2020 signal conditioner circuit to a control circuit in a grip. In this way, changes or modifications to the design of the surgical device that might otherwise be necessary are minimized or reduced. Furthermore, because different types of communications can be implemented on a common physical channel (with or without frequency band separation), the presence of a second data circuit can be "invisible" to generators that do not have the essential data reading functionality, which therefore allows backward compatibility of the surgical device instrument.

[00328] Em certos aspectos, o estágio isolado 1520 pode compreender ao menos um capacitor de bloqueio 2960-1 (Figura 27C) conectado à saída do sinal de acionamento 1600b, para impedir a passagem de corrente contínua para um paciente. Um único capacitor de bloqueio pode ser necessário para estar de acordo com os regulamentos e padrões médicos, por exemplo. Embora falhas em designs com um só capacitor sejam relativamente incomuns, esse tipo de falha pode, ainda assim, ter consequências negativas. Em um aspecto, um segundo capacitor de bloqueio 2960-2 pode ser colocado em série com o capacitor de bloqueio 2960-1, com fuga de corrente de um ponto entre os capacitores de bloqueio 2960-1 e 2960-2 sendo monitorados por, por exemplo, um ADC 2980 para amostragem de uma tensão induzida pela corrente de fuga. As amostras podem ser recebidas pelo dispositivo lógico programável 2000, por exemplo. Com base nas alterações da corrente de fuga (conforme indicado pelas amostras de tensão no aspecto da Figura 26), o gerador 1100 pode determinar quando ao menos um dentre os capacitores de bloqueio 2960-1 e 2960-2 falhou. Consequentemente, o aspecto da Figura 26 pode fornecer um benefício em relação a designs com somente um capacitor, tendo um único ponto de falha.[00328] In certain aspects, the isolated stage 1520 may comprise at least one blocking capacitor 2960-1 (Figure 27C) connected to the drive signal output 1600b, to prevent the passage of direct current to a patient. A single blocking capacitor may be required to comply with medical regulations and standards, for example. Although failures in single-capacitor designs are relatively uncommon, this type of failure can still have negative consequences. In one aspect, a second blocking capacitor 2960-2 may be placed in series with the blocking capacitor 2960-1, with leakage current from a point between the blocking capacitors 2960-1 and 2960-2 being monitored by, e.g. example, a 2980 ADC for sampling a voltage induced by leakage current. Samples may be received by programmable logic device 2000, for example. Based on changes in leakage current (as indicated by the voltage samples in the aspect ratio of Figure 26), the generator 1100 can determine when at least one of the blocking capacitors 2960-1 and 2960-2 has failed. Consequently, the appearance of Figure 26 may provide a benefit over single-capacitor designs having a single point of failure.

[00329] Em certos aspectos, o estágio não isolado 1540 pode compreender uma fonte de alimentação 2110 para saída de energia em CC com tensão e corrente adequadas. A fonte de alimentação pode compreender, por exemplo, uma fonte de alimentação de 400 W para fornecer uma tensão do sistema de 48 VDC. Conforme discutido acima, a fonte de alimentação 2110 pode compreender adicionalmente um ou mais conversores de tensão CC/CC 2130 para receber a saída da fonte de alimentação para gerar saídas de CC nas tensões e correntes exigidas pelos vários componentes do gerador 1100. Conforme discutido acima em relação ao controlador 1960, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 2130 podem receber uma entrada do controlador 1960 quando a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 por um usuário é detectada pelo controlador 1960, para permitir o funcionamento ou o despertar dos conversores de tensão CC/CC 2130.[00329] In certain aspects, the non-isolated stage 1540 may comprise a power supply 2110 for outputting DC power with suitable voltage and current. The power supply may comprise, for example, a 400 W power supply to provide a system voltage of 48 VDC. As discussed above, the power supply 2110 may additionally comprise one or more DC/DC voltage converters 2130 for receiving output from the power supply to generate DC outputs at the voltages and currents required by the various components of the generator 1100. As discussed above With respect to the controller 1960, one or more of the DC/DC voltage converters 2130 may receive an input from the controller 1960 when activation of the "on/off" input device 2150 by a user is detected by the controller 1960, to allow the operation or activation of the 2130 DC/DC voltage converters.

[00330] As Figuras 28A e 28B ilustram certos aspectos funcionais e estruturais de um aspecto do gerador 1100. A retroinformação indicando saída de corrente e tensão do enrolamento secundário 1580 do transformador de potência 1560 é recebida pelos ADCs 1780 e 1800, respectivamente. Conforme mostrado, os ADCs 1780 e 1800 podem ser implementados sob a forma de um ADC de 2 canais e podem tomar amostras dos sinais de retroinformação a uma alta velocidade (por exemplo, 80 Msps) para possibilitar a sobreamostragem (por exemplo, aproximadamente 200x de sobreamostragem) dos sinais de acionamento. Os sinais de retroinformação de corrente e tensão podem ser adequadamente condicionados no domínio analógico (por exemplo, amplificados, filtrados) antes do processamento pelos ADCs 1780 e 1800. As amostras de retroinformação de corrente e tensão dos ADCs 1780 e 1800 podem ser individualmente armazenadas em uma memória temporária ("buffer") e subsequentemente multiplexadas ou intercaladas em um único fluxo de dados no interior do bloco 2120 do dispositivo lógico programável 1660. No aspecto das Figuras 28A e 28B, o dispositivo lógico programável 1660 compreende uma FPGA.[00330] Figures 28A and 28B illustrate certain functional and structural aspects of one aspect of the generator 1100. Feedback indicating current and voltage output from the secondary winding 1580 of the power transformer 1560 is received by the ADCs 1780 and 1800, respectively. As shown, the ADCs 1780 and 1800 can be implemented in the form of a 2-channel ADC and can sample the feedback signals at a high rate (e.g., 80 Msps) to enable oversampling (e.g., approximately 200x of oversampling) of the trigger signals. The current and voltage feedback signals may be suitably conditioned in the analog domain (e.g., amplified, filtered) prior to processing by the ADCs 1780 and 1800. The current and voltage feedback samples from the ADCs 1780 and 1800 may be individually stored in 28A and 28B, the programmable logic device 1660 comprises an FPGA.

[00331] As amostras de retroinformação de corrente e tensão multiplexadas podem ser recebidas por uma porta paralela de captura de dados (PDAP) implementada no interior do bloco 2144 do processador 1740. O PDAP pode compreender uma unidade de empacotamento para implementar quaisquer dentre as inúmeras metodologias para correlação das amostras de retroinformação multiplexadas com um endereço de memória. Em um aspecto, por exemplo, as amostras de retroinformação correspondentes a uma saída de amostra da LUT específica pelo dispositivo lógico programável 1660 podem ser armazenadas em um ou mais endereços de memória que estão correlacionados ou indexados ao endereço da LUT da amostra da LUT. Em um outro aspecto, as amostras de retroinformação correspondentes a uma amostra da LUT específica pelo dispositivo lógico programável 1660 podem ser armazenadas, juntamente com o endereço de LUT da amostra da LUT, em uma localização de memória em comum. De qualquer modo, as amostras de retroinformação podem ser armazenadas de modo que o endereço da amostra da LUT a partir da qual se originou um conjunto específico de amostras de retroinformação possa ser subsequentemente determinado. Conforme discutido acima, a sincronização dos endereços das amostras da LUT e das amostras de retroinformação dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção. Um controlador de acesso à memória direto (AMD) implementado no bloco 2166 do processador 1740 pode armazenar as amostras de retroinformação (e quaisquer dados de endereço da amostra da LUT, onde aplicável) em uma localização de memória designada 2180 do processador 1740 (por exemplo, RAM interna).[00331] Multiplexed current and voltage feedback samples may be received by a parallel data capture port (PDAP) implemented within block 2144 of processor 1740. The PDAP may comprise a packaging unit to implement any of a number of methodologies for correlating feedback samples multiplexed with a memory address. In one aspect, for example, feedback samples corresponding to a specific LUT sample output by the programmable logic device 1660 may be stored in one or more memory addresses that are correlated or indexed to the LUT address of the LUT sample. In another aspect, feedback samples corresponding to a specific LUT sample by programmable logic device 1660 may be stored, along with the LUT address of the LUT sample, in a common memory location. In any case, the feedback samples may be stored so that the sample address of the LUT from which a specific set of feedback samples originated can subsequently be determined. As discussed above, synchronizing the addresses of the LUT samples and feedback samples in this way contributes to the correct timing and stability of the pre-distortion algorithm. A direct memory access controller (AMD) implemented in block 2166 of processor 1740 may store the feedback samples (and any LUT sample address data, where applicable) in a designated memory location 2180 of processor 1740 (e.g. , internal RAM).

[00332] O bloco 2200 do processador 1740 pode implementar um algoritmo de pré-distorção para pré-distorcer ou modificar as amostras da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 1660 em uma base dinâmica e contínua. Conforme discutido acima, a pré-distorção das amostras da LUT pode compensar por várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída do gerador 1100. As amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento resultarão, portanto, em um sinal de acionamento tendo o formato desejado da onda (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico.[00332] Block 2200 of processor 1740 may implement a pre-distortion algorithm to pre-distort or modify LUT samples stored in programmable logic device 1660 on a dynamic and continuous basis. As discussed above, the pre-distortion of the LUT samples can compensate for various sources of distortion present in the generator output drive circuit 1100. The pre-distorted LUT samples, when processed through the drive circuit will therefore result in a drive signal having the desired wave shape (e.g., sinusoidal) to optimally drive the ultrasonic transducer.

[00333] No bloco 2220 do algoritmo de pré-distorção, é determinada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultrassônico. A corrente da ramificação de movimento pode ser determinada com o uso da lei de corrente de Kirchoff com base, por exemplo, nas amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas no local da memória 2180 (que quando, dimensionada adequadamente, pode ser representativa de Ig e Vg no modelo da Figura 25 discutido acima), um valor da capacitância estática do transdutor ultrassônico C0 (medida ou conhecida a priori) e um valor conhecido da frequência de acionamento. Pode ser determinada uma amostra de corrente da ramificação de movimento para cada conjunto de amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra da LUT.[00333] In block 2220 of the pre-distortion algorithm, the current through the movement branch of the ultrasonic transducer is determined. The motion branch current may be determined using Kirchoff's current law based on, for example, current and voltage feedback samples stored in memory location 2180 (which when, appropriately sized, may be representative of Ig and Vg in the model of Figure 25 discussed above), a value of the static capacitance of the ultrasonic transducer C0 (measured or known a priori) and a known value of the drive frequency. A motion branch current sample can be determined for each set of current and voltage feedback samples stored associated with a LUT sample.

[00334] No bloco 2240 do algoritmo de pré-distorção, cada amostra de corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 2220 é comparada a uma amostra de um formato desejado da onda da corrente para determinar uma diferença, ou erro de amplitude da amostra, entre as amostras comparadas. Para essa determinação, a amostra com o formato desejado da onda da corrente pode ser fornecida, por exemplo, de uma LUT 2260 de formatos de onda contendo amostras de amplitude para um ciclo de um formato desejado da onda da corrente. A amostra específica do formato da onda da corrente da LUT 2260 utilizada para a comparação pode ser determinada pelo endereço da amostra da LUT associado à amostra de corrente da ramificação de movimento utilizada na comparação. Consequentemente a entrada da corrente da ramificação de movimento no bloco 2240 pode ser sincronizada com a entrada de seu endereço da amostra da LUT associado no bloco 2240.As amostras da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 1660 e as amostras da LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 2260 podem, portanto, ser iguais em termos de número. Em certos aspectos, o formato desejado da onda da corrente, representado pelas amostras da LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 2260 pode ser uma onda senoidal fundamental. Outros formatos de onda podem ser desejáveis. Por exemplo, contempla-se que poderia ser utilizada uma onda senoidal fundamental para acionar o movimento longitudinal principal de um transdutor ultrassônico, sobreposta a um ou mais outros sinais de acionamento em outras frequências, como uma ultrassônica de terceira ordem para acionar ao menos duas ressonâncias mecânicas de modo a obter vibrações benéficas em modo transversal ou outros modos.[00334] In block 2240 of the pre-distortion algorithm, each sample of current from the motion branch determined in block 2220 is compared to a sample of a desired shape of the current waveform to determine a difference, or sample amplitude error, between the compared samples. For this determination, the sample with the desired current waveform can be provided, for example, from a waveform LUT 2260 containing amplitude samples for one cycle of a desired current waveform. The specific LUT 2260 current waveform sample used for the comparison can be determined by the LUT sample address associated with the motion branch current sample used in the comparison. Consequently, the motion branch current input in block 2240 can be synchronized with the input of its associated LUT sample address in block 2240. The LUT samples stored in the programmable logic device 1660 and the LUT samples stored in the format LUT waveform 2260 can therefore be equal in terms of number. In certain aspects, the desired current waveform represented by the LUT samples stored in the waveform LUT 2260 may be a fundamental sine wave. Other waveforms may be desirable. For example, it is contemplated that a fundamental sine wave could be used to drive the main longitudinal movement of an ultrasonic transducer, superimposed on one or more other drive signals at other frequencies, such as a third-order ultrasonic wave to drive at least two resonances. mechanical in order to obtain beneficial vibrations in transverse or other modes.

[00335] Cada valor do erro de amplitude da amostra determinado no bloco 2240 pode ser transmitido para a LUT do dispositivo lógico programável 1660 (mostrado no bloco 2280 na Figura 28A) juntamente com uma indicação de seu endereço da LUT associado. Com base no valor da amostra de erro de amplitude e seu endereço associado (e, opcionalmente, os valores da amostra de erro de amplitude para o mesmo endereço da LUT anteriormente recebido), a LUT 2280 (ou outro bloco de controle do dispositivo lógico programável 1660) pode pré- distorcer ou modificar o valor da amostra da LUT armazenada no endereço da LUT, de modo que o erro de amplitude da amostra seja reduzido ou minimizado. Deve-se compreender que essa pré-distorção ou modificação de cada amostra da LUT de um modo iterativo ao longo da faixa de endereços de LUT fará com que o formato de onda da corrente de saída do gerador se iguale ou se adapte ao formato desejado da onda da corrente, representado pelas amostras da LUT 2260 de formatos de onda.[00335] Each sample amplitude error value determined in block 2240 may be transmitted to the LUT of the programmable logic device 1660 (shown in block 2280 in Figure 28A) along with an indication of its associated LUT address. Based on the amplitude error sample value and its associated address (and, optionally, the amplitude error sample values for the same previously received LUT address), the LUT 2280 (or other programmable logic device control block 1660) can pre-distort or modify the LUT sample value stored at the LUT address so that the sample amplitude error is reduced or minimized. It should be understood that this pre-distortion or modification of each sample of the LUT in an iterative manner throughout the LUT address range will cause the waveform of the generator output current to match or adapt to the desired shape of the current waveform, represented by LUT 2260 samples of waveforms.

[00336] As medições de amplitude de corrente e tensão, as medições de potência e as medições de impedância podem ser determinadas no bloco 2300 do processador 1740 com base nas amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 2180. Antes da determinação dessas quantidades, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certos aspectos, processadas através de um filtro 2320 adequado para remover o ruído resultante, por exemplo, do processo de captura de dados e dos componentes harmônicos induzidos. As amostras de tensão e corrente filtradas podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador. Em certos aspectos, o filtro 2320 pode ser um filtro de resposta ao impulso finita (FIR) aplicado no domínio da frequência. Esses aspectos podem usar a transformada rápida de Fourier (FFT) dos sinais de saída de corrente e tensão do sinal de acionamento. Em certos aspectos, o espectro de frequência resultante pode ser utilizado para proporcionar funcionalidades adicionais ao gerador. Em um aspecto, por exemplo, a razão entre o componente harmônico de segunda e/ou terceira ordem em relação ao componente de frequência fundamental pode ser utilizado como indicador de diagnóstico.[00336] Current and voltage amplitude measurements, power measurements, and impedance measurements may be determined in block 2300 of processor 1740 based on current and voltage feedback samples stored in memory location 2180. Prior to determination of these quantities, the feedback samples can be appropriately sized and, in certain aspects, processed through a suitable filter 2320 to remove noise resulting from, for example, the data capture process and induced harmonic components. The filtered voltage and current samples can therefore substantially represent the fundamental frequency of the generator drive output signal. In certain aspects, filter 2320 may be a finite impulse response (FIR) filter applied in the frequency domain. These aspects can use fast Fourier transform (FFT) of the current and voltage output signals of the drive signal. In certain aspects, the resulting frequency spectrum can be used to provide additional functionality to the generator. In one aspect, for example, the ratio of the second and/or third order harmonic component to the fundamental frequency component can be used as a diagnostic indicator.

[00337] No bloco 2340 (Figura 28B), um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicado a um tamanho de amostra das amostras de retroinformação da corrente representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para gerar uma medição Irms representando a corrente de saída do sinal de acionamento.[00337] In block 2340 (Figure 28B), a root mean square (RMS) calculation may be applied to a sample size of the current feedback samples representing an integral number of cycles of the drive signal, to generate an Irms measurement. representing the output current of the drive signal.

[00338] No bloco 2360, um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicada a um tamanho de amostra das amostras de retroinformação da tensão representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição Vrms representando a tensão de saída do sinal de acionamento.[00338] In block 2360, a root mean square (RMS) calculation may be applied to a sample size of the voltage feedback samples representing an integral number of cycles of the drive signal, to determine a Vrms measurement representing the voltage of drive signal output.

[00339] No bloco 2380, as amostras de retroinformação de corrente e tensão podem ser multiplicadas ponto por ponto, e um cálculo de média é aplicado às amostras representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição Pr da energia de saída real do gerador.[00339] In block 2380, the current and voltage feedback samples may be multiplied point by point, and an average calculation is applied to the samples representing an integral number of cycles of the drive signal, to determine a Pr measurement of the drive energy. actual generator output.

[00340] No bloco 2400, a medição Pa da potência de saída aparente do gerador pode ser determinada como o produto Vms-Irms.[00340] In block 2400, the Pa measurement of the apparent output power of the generator can be determined as the product Vms-Irms.

[00341] No bloco 2420, a medição Zm da magnitude da impedância de carga pode ser determinada como o quociente Vrms/Irms.[00341] In block 2420, the measurement Zm of the magnitude of the load impedance can be determined as the quotient Vrms/Irms.

[00342] Em certos aspectos, as quantidades lrms, Vrms, Pr, Pa e Zm determinadas nos blocos 2340, 2360, 2380, 2400 e 2420, podem ser utilizadas pelo gerador 1100 para implementar quaisquer dentre um número de processos de controle e/ou diagnósticos. Em certos aspectos, qualquer uma dessas quantidades pode ser comunicada a um usuário por meio, por exemplo, de um dispositivo de saída 2140 integral ao gerador 1100, ou um dispositivo de saída 2140 conectado ao gerador 1100 através de uma interface de comunicação adequada (por exemplo, uma interface USB). Os vários processos de diagnóstico podem incluir, sem limitação, integridade da empunhadura, integridade do instrumento, integridade da fixação instrumento, sobrecarga do instrumento, proximidade de sobrecarga do instrumento, falha no travamento da frequência, condição de excesso de tensão, condição de excesso de corrente, condição de excesso de potência, falha no sensor de tensão, falha no sensor de corrente, falha na indicação por áudio, falha na indicação visual, condição de curto-circuito, falha no fornecimento de potência, ou falha no capacitor de bloqueio, por exemplo.[00342] In certain aspects, the quantities lrms, Vrms, Pr, Pa and Zm determined in blocks 2340, 2360, 2380, 2400 and 2420, can be used by the generator 1100 to implement any of a number of control processes and/or diagnostics. In certain aspects, any of these quantities may be communicated to a user via, for example, an output device 2140 integral to the generator 1100, or an output device 2140 connected to the generator 1100 via a suitable communication interface (e.g. example, a USB interface). The various diagnostic processes may include, but are not limited to, grip integrity, instrument integrity, instrument attachment integrity, instrument overload, instrument overload proximity, frequency lock failure, overvoltage condition, overload condition, current, over power condition, voltage sensor failure, current sensor failure, audio indication failure, visual indication failure, short circuit condition, power supply failure, or blocking capacitor failure, for example.

[00343] O bloco 2440 do processador 1740 pode implementar um algoritmo de controle de fases para determinação e controle da fase da impedância de uma carga elétrica (por exemplo, o transdutor ultrassônico) acionada pelo gerador 1100. Conforme discutido acima, ao controlar a frequência do sinal de acionamento para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0°), os efeitos de distorção harmônica podem ser minimizados ou reduzidos, sendo aumentada a exatidão na medição de fase.[00343] Block 2440 of processor 1740 may implement a phase control algorithm for determining and controlling the phase of the impedance of an electrical load (e.g., the ultrasonic transducer) driven by the generator 1100. As discussed above, when controlling the frequency of the drive signal to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and an impedance phase set point (e.g. 0°), the effects of harmonic distortion can be minimized or reduced, and measurement accuracy is increased phase.

[00344] O algoritmo de controle de fases recebe como entrada as amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 2180. Antes de seu uso no algoritmo de controle de fases, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certos aspectos, processadas através de um filtro adequado 2460 (que pode ser idêntico ao filtro 2320) para remover o ruído resultante do processo de captura de dados e dos componentes harmônicos induzidos, por exemplo. As amostras de tensão e corrente filtradas podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador.[00344] The phase control algorithm receives as input current and voltage feedback samples stored in memory location 2180. Prior to their use in the phase control algorithm, the feedback samples may be appropriately sized and, in certain aspects, processed through a suitable filter 2460 (which may be identical to filter 2320) to remove noise resulting from the data capture process and induced harmonic components, for example. The filtered voltage and current samples can therefore substantially represent the fundamental frequency of the generator drive output signal.

[00345] No bloco 2480 do algoritmo de controle de fases, é determinada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultrassônico. Essa determinação pode ser idêntica àquela descrita acima em conexão com o bloco 2220 do algoritmo de pré- distorção. Assim, a saída do bloco 2480 pode ser, para cada conjunto de amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra da LUT, uma amostra de corrente da ramificação de movimento.[00345] In block 2480 of the phase control algorithm, the current through the movement branch of the ultrasonic transducer is determined. This determination may be identical to that described above in connection with block 2220 of the predistortion algorithm. Thus, the output of block 2480 may be, for each set of current and voltage feedback samples stored associated with a LUT sample, a current sample from the motion branch.

[00346] No bloco 2500 do algoritmo de controle de fases, a fase da impedância é determinada com base na entrada sincronizada de amostras da corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 2480 e correspondente a amostras de retroinformação da tensão. Em certos aspectos, a fase da impedância é determinada como a média entre a fase da impedância medida na borda de subida dos formatos de onda e a fase da impedância medida na borda de descida dos formatos de onda.[00346] In block 2500 of the phase control algorithm, the impedance phase is determined based on the synchronized input of motion branch current samples determined in block 2480 and corresponding to voltage feedback samples. In certain aspects, the impedance phase is determined as the average of the impedance phase measured at the rising edge of the waveforms and the impedance phase measured at the falling edge of the waveforms.

[00347] No bloco 2520 do algoritmo de controle de fases, o valor da fase da impedância determinado no bloco 2220 é comparado ao ponto de ajuste da fase 2540 para determinar uma diferença, ou erro de fase, entre os valores comparados.[00347] In block 2520 of the phase control algorithm, the impedance phase value determined in block 2220 is compared to the phase set point 2540 to determine a difference, or phase error, between the compared values.

[00348] No bloco 2560 (Figura 28A) do algoritmo de controle de fases, com base em um valor do erro de fase determinado no bloco 2520 e na magnitude de impedância determinada no bloco 2420, é determinada uma saída de frequência para controlar a frequência do sinal de acionamento. O valor da saída de frequência pode ser continuamente ajustado pelo bloco 2560 e transferido para um bloco de controle DDS 2680 (discutido abaixo) a fim de manter a fase da impedância determinada no bloco 2500 no ponto de ajuste da fase (por exemplo, erro de fase zero). Em certos aspectos, a fase da impedância pode ser regulada para um ponto de ajuste de fase de 0°. Dessa maneira, qualquer distorção harmônica estará centralizada em redor da crista da forma de onda da tensão, acentuando a acurácia da determinação da impedância de fase.[00348] In block 2560 (Figure 28A) of the phase control algorithm, based on a phase error value determined in block 2520 and the impedance magnitude determined in block 2420, a frequency output is determined to control the frequency of the trigger signal. The frequency output value may be continuously adjusted by block 2560 and transferred to a DDS control block 2680 (discussed below) in order to maintain the phase of the impedance determined in block 2500 at the phase set point (e.g., phase zero). In certain aspects, the phase of the impedance can be adjusted to a 0° phase set point. In this way, any harmonic distortion will be centered around the crest of the voltage waveform, enhancing the accuracy of determining the phase impedance.

[00349] O bloco 2580 do processador 1740 pode implementar um algoritmo para modulação da amplitude de corrente do sinal de acionamento a fim de controlar a corrente, a tensão e a potência do sinal de acionamento, de acordo com pontos de ajuste especificados pelo usuário, ou de acordo com requisitos especificados por outros processos ou algoritmos implementados pelo gerador 1100. O controle dessas quantidades pode ser realizado, por exemplo, mediante a alteração de escala das amostras da LUT na LUT 2280, e/ou mediante o ajuste da tensão de saída em escala total do DAC 1680 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 1620) por meio de um DAC 1860. O bloco 2600 (que pode ser implementado como um controlador PID em certos aspectos) pode receber como entrada amostras de retroinformação da corrente (que podem ser adequadamente dimensionadas e filtradas) a partir da localização de memória 2180. As amostras de retroinformação da corrente podem ser comparadas ao valor de "demanda por corrente" Id determinado pela variável controlada (por exemplo, corrente, tensão ou potência) para determinar se o sinal de acionamento está fornecendo a corrente necessária. Em aspectos nos quais a corrente do sinal de acionamento é a variável de controle, a demanda por corrente Id pode ser especificada diretamente por um ponto de ajuste da corrente 2620A (Isp). Por exemplo, um valor RMS dos dados de retroinformação da corrente (determinado como no bloco 2340) pode ser comparado ao ponto de ajuste da corrente RMS Isp especificado pelo usuário para determinar a ação adequada para o controlador. Se por exemplo os dados de retroinformação da corrente indicam um valor de RMS menor que o ponto de ajuste da corrente Isp, dimensionamento da LUT e/ou tensão de saída em escala total do DAC 1680 pode ser ajustada pelo bloco 2600, de modo que seja aumentada a corrente do sinal de acionamento. Por outro lado, o bloco 2600 pode ajustar um dimensionamento da LUT e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 1680 para diminuir a corrente do sinal de acionamento quando os dados de retroinformação da corrente indicam um valor RMS maior que o ponto de ajuste da corrente Isp.[00349] Block 2580 of processor 1740 may implement an algorithm for modulating the current amplitude of the drive signal to control the current, voltage, and power of the drive signal according to user-specified set points. or according to requirements specified by other processes or algorithms implemented by the generator 1100. Control of these quantities can be accomplished, for example, by scaling the LUT samples in the LUT 2280, and/or by adjusting the output voltage block 2600 (which may be implemented as a PID controller in certain respects) may receive as input current feedback samples ( which can be appropriately sized and filtered) from memory location 2180. The current feedback samples can be compared to the "current demand" value Id determined by the controlled variable (e.g., current, voltage, or power) to determine whether the drive signal is supplying the required current. In aspects where the drive signal current is the control variable, the current demand Id can be specified directly by a current setpoint 2620A (Isp). For example, an RMS value of the current feedback data (determined as in block 2340) may be compared to the user-specified RMS current setpoint Isp to determine appropriate action for the controller. If for example the current feedback data indicates an RMS value less than the Isp current set point, scaling of the LUT and/or full scale output voltage of the DAC 1680 may be adjusted by block 2600 so that it is the drive signal current is increased. Conversely, block 2600 may adjust a scaling of the LUT and/or the full-scale output voltage of the DAC 1680 to decrease the drive signal current when the current feedback data indicates an RMS value greater than the set point. current adjustment Isp.

[00350] Em aspectos nos quais a tensão do sinal de acionamento é a variável de controle, o Id de demanda de corrente pode ser especificado indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um valor de referência de tensão desejado 2620B (Vsp) dada a magnitude de impedância de carga Zm medida no bloco 2420 (por exemplo, Id = Vsp/Zm). Da mesma forma, em aspectos em que a potência do sinal do inversor é a variável de controle, o Id da demanda de corrente pode ser especificado indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um ponto de ajuste de potência desejado 2620C (Psp) dada a tensão Vrms medida nos blocos 2360 (por exemplo, Id = Psp/Vrms).[00350] In aspects where the drive signal voltage is the control variable, the current demand Id can be specified indirectly, for example, based on the current required to maintain a desired voltage reference value 2620B (Vsp ) given the magnitude of load impedance Zm measured in block 2420 (e.g., Id = Vsp/Zm). Similarly, in aspects where the drive signal power is the control variable, the current demand Id can be specified indirectly, for example, based on the current required to maintain a desired power setpoint 2620C ( Psp) given the voltage Vrms measured on the 2360 blocks (e.g., Id = Psp/Vrms).

[00351] O bloco 2680 (Figura 28A) pode implementar um algoritmo de controle DDS para controlar o sinal de acionamento mediante a recuperação de amostras da LUT armazenadas na LUT 2280. Em certos aspectos, o algoritmo de controle DDS pode ser um algoritmo de oscilador numericamente controlado (NCO, de "numerically-controlled oscillator") para gerar amostras de uma forma de onda a uma taxa de temporização fixa com o uso de uma técnica de saltar pontos (localizações na memória). O algoritmo NCO pode implementar um acumulador de fase, ou conversor de frequência para fase, que funciona como um apontador de endereço para recuperação de amostras da LUT da LUT 2280. Em um aspecto, o acumulador de fase pode ser um acumulador de fase com tamanho do passo D, módulo N, onde D é um número inteiro positivo representando um valor de controle da frequência, e N é o número de amostras da LUT na LUT 2280. Um valor de controle da frequência D=1, por exemplo, pode fazer com que o acumulador de fase aponte sequencialmente para cada endereço da LUT 2280, resultando em uma saída de forma de onda que replica a forma de onda armazenada na LUT 2280. Quando D>1, o acumulador de fase pode saltar endereços na LUT 2280, resultando em uma saída de forma de onda que tem uma frequência mais alta. Consequentemente, a frequência da forma de onda gerada pelo algoritmo de controle DDS pode, portanto, ser controlada variando-se adequadamente o valor de controle da frequência. Em certos aspectos, o valor de controle da frequência pode ser determinado com base na saída do algoritmo de controle de fases implementado no bloco 2440. A saída do bloco 2680 pode fornecer a entrada de DAC 1680 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 1620.[00351] Block 2680 (Figure 28A) may implement a DDS control algorithm to control the drive signal by retrieving LUT samples stored in LUT 2280. In certain aspects, the DDS control algorithm may be an oscillator algorithm numerically-controlled oscillator (NCO) to generate samples of a waveform at a fixed timing rate using a point-skipping technique. The NCO algorithm may implement a phase accumulator, or frequency-to-phase converter, that functions as an address pointer for retrieving LUT samples from the LUT 2280. In one aspect, the phase accumulator may be a phase accumulator of size of step D, modulo N, where D is a positive integer representing a frequency control value, and N is the number of LUT samples in the LUT 2280. A frequency control value of D=1, for example, can do cause the phase accumulator to point sequentially to each address of the LUT 2280, resulting in a waveform output that replicates the waveform stored in the LUT 2280. When D>1, the phase accumulator may skip addresses in the LUT 2280, resulting in a waveform output that has a higher frequency. Consequently, the frequency of the waveform generated by the DDS control algorithm can therefore be controlled by appropriately varying the frequency control value. In certain aspects, the frequency control value may be determined based on the output of the phase control algorithm implemented in block 2440. The output of block 2680 may provide the input of DAC 1680, which in turn provides an analog signal. corresponding to a power amplifier input 1620.

[00352] O bloco 2700 do processador 1740 pode implementar um algoritmo de controle do conversor de modo da chave para modular dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 1620 com base no envelope de forma de onda do sinal sendo amplificado, melhorando assim a eficiência do amplificador de potência 1620. Em certos aspectos, as características do envelope de forma de onda podem ser determinadas mediante o monitoramento de um ou mais sinais contidos no amplificador de potência 1620. Em um aspecto, por exemplo, as características do envelope de forma de onda podem ser determinadas por monitoramento da mínima de uma tensão de drenagem (por exemplo, uma tensão de drenagem MOSFET) que é modulada de acordo com o envelope do sinal amplificado. Um sinal de tensão da mínima pode ser gerado, por exemplo, por um detector de mínima da tensão acoplado à tensão de drenagem. O sinal de tensão da mínima pode ser amostrado pelo ADC 1760, com as amostras de tensão da mínima de saída sendo recebidas no bloco 2720 do algoritmo de controle do conversor de modo de chaveamento. Com base nos valores das amostras de tensão da mínima, o bloco 2740 pode controlar um sinal de PWM fornecido por um gerador de PWM 2760 que, por sua vez, controla a tensão do trilho fornecida ao amplificador de potência 1620 pelo regulador de modo de chaveamento 1700. Em certos aspectos, contanto que os valores das amostras de tensão da mínima sejam menores que uma entrada-alvo para a mínima 2780 no bloco 2720, a tensão no trilho pode ser modulada de acordo com o envelope de forma de onda, conforme caracterizado pelas amostras de tensão da mínima. Quando as amostras de tensão da mínima indicam baixos níveis de potência do envelope, por exemplo, o bloco 2740 pode fazer com que uma baixa tensão no trilho seja fornecida ao amplificador de potência 1620, com a tensão total do trilho sendo fornecida somente quando as amostras de tensão da mínima indicam níveis máximos de potência do envelope. Quando as amostras de tensão da mínima caem abaixo do alvo para a mínima 2780, o bloco 2740 pode fazer com que a tensão do trilho seja mantida em um valor mínimo adequado para garantir o funcionamento adequado do amplificador de potência 1620.[00352] Block 2700 of processor 1740 may implement a switch mode converter control algorithm to dynamically modulate the rail voltage of the power amplifier 1620 based on the waveform envelope of the signal being amplified, thereby improving efficiency. of the power amplifier 1620. In certain aspects, the characteristics of the waveform envelope can be determined by monitoring one or more signals contained in the power amplifier 1620. In one aspect, for example, the characteristics of the waveform envelope wave can be determined by monitoring the minimum of a drain voltage (e.g., a MOSFET drain voltage) that is modulated according to the envelope of the amplified signal. A minimum voltage signal can be generated, for example, by a voltage minimum detector coupled to the drain voltage. The minimum voltage signal may be sampled by the ADC 1760, with the output minimum voltage samples being received in block 2720 of the switching mode converter control algorithm. Based on the minimum voltage sample values, the block 2740 can control a PWM signal supplied by a PWM generator 2760 which, in turn, controls the rail voltage supplied to the power amplifier 1620 by the switching mode regulator. 1700. In certain aspects, as long as the minimum voltage sample values are less than a target input for the minimum 2780 in block 2720, the voltage on the rail can be modulated in accordance with the waveform envelope as characterized by the minimum voltage samples. When the trough voltage samples indicate low envelope power levels, for example, the 2740 block may cause a low rail voltage to be supplied to the power amplifier 1620, with the full rail voltage being supplied only when the samples minimum voltage levels indicate maximum power levels of the envelope. When the minimum voltage samples fall below the target for the minimum 2780, the block 2740 may cause the rail voltage to be maintained at a minimum value suitable to ensure proper operation of the power amplifier 1620.

[00353] A Figura 29 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito elétrico 2900, adequado para acionar um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O circuito elétrico 2900 compreende um multiplexador analógico 2980. O multiplexador analógico 2980 multiplexa vários sinais dos canais a montante SCL-A, SDA-A, como circuito de controle ultrassônico, de bateria e de controle de potência. Um sensor de corrente 2982 é acoplado em série com o ramo de retorno ou de aterramento do circuito de fonte de alimentação para medir a corrente fornecida pela fonte de alimentação. Um sensor de temperatura 2984 de transístor de efeito de campo (FET) fornece a temperatura ambiente. Um temporizador de vigilância de modulação por largura de pulso (PWM) 2988 gera automaticamente uma reinicialização do sistema se o programa principal deixar de fazer sua manutenção periódica. Ela é fornecida para reiniciar automaticamente o circuito elétrico 2900 quando ele trava ou congela devido a uma falha de software ou hardware. Será reconhecido que o circuito elétrico 2900 pode ser configurado como um circuito acionador de RF para acionar o transdutor ultrassônico ou para acionar os eletrodos de RF como o circuito elétrico 3600 mostrado na Figura 34, por exemplo. Consequentemente, com referência agora novamente à Figura 29, o circuito elétrico 2900 pode ser utilizado para acionar de forma intercambiável os transdutores ultrassônicos e os eletrodos de RF. Se acionados simultaneamente, os circuitos de filtro podem ser fornecidos nos primeiros circuitos de estágio correspondentes 3404 (Figura 32) para selecionar tanto a forma de onda ultrassônica quanto a forma de onda de RF. Essas técnicas de filtragem são descritas na publicação de pedido de patente US n° US-2017-0086910-A1, de propriedade comum, intitulado TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR, que está aqui integralmente incorporado a título de referência.[00353] Figure 29 is a schematic diagram of an aspect of an electrical circuit 2900, suitable for driving an ultrasonic transducer, such as the ultrasonic transducer 1120, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The electrical circuit 2900 comprises an analog multiplexer 2980. The analog multiplexer 2980 multiplexes various signals from the upstream channels SCL-A, SDA-A, such as ultrasonic, battery and power control circuit. A 2982 current sensor is coupled in series with the return or ground branch of the power supply circuit to measure the current supplied by the power supply. A 2984 field effect transistor (FET) temperature sensor provides the ambient temperature. A 2988 pulse width modulation (PWM) watchdog timer automatically generates a system reset if the main program fails to perform periodic maintenance. It is provided to automatically reset the 2900 electrical circuit when it hangs or freezes due to a software or hardware failure. It will be recognized that the electrical circuit 2900 can be configured as an RF driver circuit to drive the ultrasonic transducer or to drive the RF electrodes like the electrical circuit 3600 shown in Figure 34, for example. Consequently, with reference now again to Figure 29, the electrical circuit 2900 can be used to interchangeably drive the ultrasonic transducers and the RF electrodes. If driven simultaneously, filter circuits may be provided in corresponding first stage circuits 3404 (Figure 32) to select both the ultrasonic waveform and the RF waveform. These filtering techniques are described in commonly owned US Patent Application Publication No. US-2017-0086910-A1 entitled TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR, which is incorporated herein in its entirety by reference.

[00354] Um circuito de acionamento 2986 fornece saídas de energia ultrassônica à esquerda e à direita. Um sinal digital que representa a forma de onda de sinal é fornecido às entradas SCL-A, SDA-A do multiplexador analógico 2980 a partir de um circuito de controle, como o circuito de controle 3200 (Figura 30). Um conversor de digital para analógico (DAC) 2990 converte a entrada digital em uma saída analógica para acionar um circuito de modulação por largura de pulso 2992 acoplado a um oscilador 2994. O circuito de modulação por largura de pulso 2992 fornece um primeiro sinal para um primeiro circuito de acionamento de porta 2996a acoplado a um primeiro estágio de saída do transístor 2998a para acionar uma primeira saída de energia ultrassônica (esquerda). O circuito de modulação por largura de pulso 2992 também fornece um segundo sinal para um segundo circuito de acionamento de porta 2996b acoplado a um segundo estágio de saída do transístor 2998b para acionar uma segunda saída de energia ultrassônica (direita). Um sensor de tensão 2999 é acoplado entre os terminais de saída ultrassônicos esquerdo/direito para medir a tensão de saída. O circuito de acionamento 2986, o primeiro e o segundo circuitos de acionamento 2996a, 2996b e o primeiro e o segundo estágios de saída do transístor 2998a, 2998b definem um primeiro circuito amplificador de estágio. Em funcionamento, o circuito de controle 3200 (Figura 30) gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 37) que emprega circuitos como os circuitos de síntese direta digital (DDS) 4100, 4200 (Figuras 35 e 36). O DAC 2990 recebe a forma de onda digital 4300 e a converte em uma forma de onda analógica, que é recebida e amplificada pelo primeiro circuito amplificador de estágio.[00354] A drive circuit 2986 provides left and right ultrasonic power outputs. A digital signal representing the signal waveform is supplied to the SCL-A, SDA-A inputs of the analog multiplexer 2980 from a control circuit such as control circuit 3200 (Figure 30). A digital-to-analog converter (DAC) 2990 converts the digital input to an analog output to drive a pulse-width modulation circuit 2992 coupled to an oscillator 2994. The pulse-width modulation circuit 2992 provides a first signal to a first gate drive circuit 2996a coupled to a first transistor output stage 2998a to drive a first ultrasonic power output (left). The pulse width modulation circuit 2992 also provides a second signal to a second gate drive circuit 2996b coupled to a second transistor output stage 2998b to drive a second ultrasonic power output (right). A 2999 voltage sensor is coupled between the left/right ultrasonic output terminals to measure the output voltage. The driver circuit 2986, the first and second driver circuits 2996a, 2996b and the first and second transistor output stages 2998a, 2998b define a first stage amplifier circuit. In operation, the control circuit 3200 (Figure 30) generates a digital waveform 4300 (Figure 37) that employs circuits such as digital direct synthesis (DDS) circuits 4100, 4200 (Figures 35 and 36). The 2990 DAC receives the 4300 digital waveform and converts it to an analog waveform, which is received and amplified by the first stage amplifier circuit.

[00355] A Figura 30 é um diagrama esquemático de um circuito de controle 3200, como o circuito de controle 3212, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O circuito de controle 3200 está situado no interior de um compartimento do conjunto de bateria. O conjunto de bateria é a fonte de alimentação para uma variedade de fontes de alimentação locais 3215. O circuito de controle compreende um processador principal 3214 acoplado por meio de um mestre de interface 3218 a vários circuitos a jusante por meio das saídas SCL-A e SDA-A, SCL-B e SDA-B, SCL-C e SDA-C, por exemplo. Em um aspecto, o mestre de interface 3218 é uma interface serial de propósito geral, como uma interface serial I2C. O processador principal 3214 também é configurado para acionar as chaves 3224 através de entrada/saída para propósitos gerais (GPIO) 3220, uma tela 3226 (por exemplo, uma tela de LCD), e vários indicadores 3228 através de GPIO 3222. Um processador de vigilância 3216 é fornecido para controlar o processador principal 3214. Uma chave 3230 é fornecida em série com uma bateria 3211 para ativar o circuito de controle 3212 mediante a inserção do conjunto de bateria em um conjunto de empunhadura de um instrumento cirúrgico.[00355] Figure 30 is a schematic diagram of a control circuit 3200, such as control circuit 3212, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The 3200 control circuit is located inside a battery pack compartment. The battery pack is the power source for a variety of local power supplies 3215. The control circuitry comprises a main processor 3214 coupled via a master interface 3218 to various downstream circuits via the SCL-A and SDA-A, SCL-B and SDA-B, SCL-C and SDA-C, for example. In one aspect, the 3218 interface master is a general purpose serial interface, such as an I2C serial interface. The main processor 3214 is also configured to drive switches 3224 via general purpose input/output (GPIO) 3220, a display 3226 (e.g., an LCD screen), and various indicators 3228 via GPIO 3222. surveillance 3216 is provided to control the main processor 3214. A switch 3230 is provided in series with a battery 3211 to activate the control circuit 3212 upon insertion of the battery pack into a handle assembly of a surgical instrument.

[00356] Em um aspecto, o processador principal 3214 é acoplado ao circuito elétrico 2900 (Figura 29) por meio de terminais de saída SCL- A/SDA-A. O processador principal 3214 compreende uma memória para armazenar tabelas de sinais de acionamento ou formas de ondas digitalizados que são transmitidos ao circuito elétrico 2900 para acionar o transdutor ultrassônico 1120, por exemplo. Em outros aspectos, o processador principal 3214 pode gerar uma forma de onda digital e transmiti-la ao circuito elétrico 2900 ou pode armazenar a forma de onda digital para transmissão posterior ao circuito elétrico 2900. O processador principal 3214 pode fornecer também acionamento por RF por meio de terminais de saída SCL-B/SDA-B e vários sensores (por exemplo, sensores de efeito Hall, sensores de fluido magneto-reológico (MRF), etc.) por meio de terminais de saída SCL-C/SDA-C. Em um aspecto, o processador principal 3214 é configurado para detectar a presença de um circuito de acionamento ultrassônico e/ou circuito de acionamento por RF para habilitar uma funcionalidade adequada de software e de interface de usuário.[00356] In one aspect, the main processor 3214 is coupled to the electrical circuit 2900 (Figure 29) via output terminals SCL-A/SDA-A. The main processor 3214 comprises a memory for storing tables of drive signals or digitized waveforms that are transmitted to the electrical circuit 2900 to drive the ultrasonic transducer 1120, for example. In other aspects, the main processor 3214 may generate a digital waveform and transmit it to the electrical circuit 2900 or may store the digital waveform for later transmission to the electrical circuit 2900. The main processor 3214 may also provide RF triggering by via SCL-B/SDA-B output terminals and various sensors (e.g. Hall effect sensors, magnetorheological fluid (MRF) sensors, etc.) via SCL-C/SDA-C output terminals . In one aspect, the main processor 3214 is configured to detect the presence of an ultrasonic drive circuit and/or RF drive circuit to enable appropriate software and user interface functionality.

[00357] Em um aspecto, o processador principal 3214 pode ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um núcleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de transferência para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação da largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entrada do codificador de quadratura (QED), um ou mais conversores analógico em digital (ADC) de 12-bit com 12 canais de entrada analógicos, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis na ficha de dados do produto. Outros processadores podem ser facilmente substituídos e, consequentemente, a presente revelação não deve ser limitada neste contexto.[00357] In one aspect, the main processor 3214 may be an LM 4F230H5QR, available from Texas Instruments, for example. In at least one example, the Texas Instruments LM4F230H5QR is an ARM Cortex-M4F processor core comprising an integrated memory of 256 KB single-cycle flash memory, or other non-volatile memory, up to 40 MHz, a transfer buffer to optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) loaded with the StellarisWare® program, 2 KB, one or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more analog quadrature encoder (QED) input, one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADC) with 12 analog input channels , among other resources that are readily available in the product data sheet. Other processors can be easily substituted and, consequently, the present disclosure should not be limited in this context.

[00358] A Figura 31 mostra um diagrama de blocos de circuito simplificado que ilustra um outro circuito elétrico 3300 contido no interior de um instrumento cirúrgico ultrassônico modular 3334, de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito elétrico 3300 inclui um processador 3302, um relógio 3330, uma memória 3326, uma fonte de alimentação 3304 (por exemplo, uma bateria), uma chave 3306, como uma chave de energia de transístor de efeito de campo de óxido metálico semicondutor (MOSFET), um circuito de acionamento 3308 (PLL), um transformador 3310, um circuito de suavização de sinal 3312 (também chamado de um circuito de correspondência e pode ser, por exemplo, um circuito de tanque), um circuito de detecção 3314, um transdutor 1120, e um conjunto de eixo de acionamento (por exemplo, conjunto de eixo de acionamento 1126, 1129) compreendendo um guia de ondas de transmissão ultrassônica que termina em uma lâmina ultrassônica (por exemplo, lâmina ultrassônica 1128, 1149) que pode ser chamada, na presente invenção, simplesmente de guia de ondas.[00358] Figure 31 shows a simplified circuit block diagram illustrating another electrical circuit 3300 contained within a modular ultrasonic surgical instrument 3334, in accordance with an aspect of the present disclosure. The electrical circuit 3300 includes a processor 3302, a clock 3330, a memory 3326, a power supply 3304 (e.g., a battery), a switch 3306, such as a semiconductor metal oxide field effect transistor power switch ( MOSFET), a drive circuit 3308 (PLL), a transformer 3310, a signal smoothing circuit 3312 (also called a matching circuit and may be, for example, a tank circuit), a detection circuit 3314, a transducer 1120, and a drive shaft assembly (e.g., drive shaft assembly 1126, 1129) comprising an ultrasonic transmission waveguide terminating in an ultrasonic blade (e.g., ultrasonic blade 1128, 1149) that can be called, in the present invention, simply a waveguide.

[00359] Uma característica da presente revelação que interrompe a dependência da energia de entrada de alta tensão (120 VAC) (uma característica de dispositivos de corte ultrassônicos gerais) é a utilização de chaveamento de baixa tensão ao longo de todo o processo de formação de onda e a amplificação do sinal de acionamento apenas diretamente antes do estágio do transformador. Por essa razão, em um aspecto da presente revelação, a energia é derivada de apenas uma bateria, ou um grupo de baterias, pequena o suficiente para se encaixar no interior de um conjunto de empunhadura. A tecnologia de bateria do estado da técnica fornece baterias potentes de alguns centímetros de altura e largura e alguns milímetros de profundidade. Pela combinação das características da presente revelação para fornecer um dispositivo ultrassônico autocontido e autoalimentado, pode-se obter uma redução do custo de produção.[00359] A feature of the present disclosure that breaks the dependence on high voltage (120 VAC) input power (a characteristic of general ultrasonic cutting devices) is the utilization of low voltage switching throughout the entire process of forming wave and the amplification of the drive signal only directly before the transformer stage. Therefore, in one aspect of the present disclosure, power is derived from just one battery, or group of batteries, small enough to fit inside a grip assembly. State-of-the-art battery technology provides powerful batteries a few centimeters high and wide and a few millimeters deep. By combining the features of the present disclosure to provide a self-contained and self-powered ultrasonic device, a reduction in production cost can be achieved.

[00360] A saída da fonte de alimentação 3304 é alimentada ao processador 3302 e o energiza. O processador 3302 recebe e envia sinais e, conforme será descrito abaixo, funciona de acordo com uma lógica personalizada ou de acordo com programas de computador que são executados pelo processador 3302. Conforme discutido acima, o circuito elétrico 3300 pode também incluir uma memória 3326, de preferência, uma memória de acesso aleatório (RAM) que armazena instruções e dados legíveis por computador.[00360] The output of the power supply 3304 is fed to the processor 3302 and powers it. The processor 3302 receives and sends signals and, as will be described below, operates according to custom logic or according to computer programs that are executed by the processor 3302. As discussed above, the electrical circuit 3300 may also include a memory 3326, preferably a random access memory (RAM) that stores computer-readable instructions and data.

[00361] A saída da fonte de alimentação 3304 também é direcionada à chave 3306 tendo um ciclo de trabalho controlado pelo processador 3302. Ao controlar o tempo de permanência da chave 3306, o processador 3302 é capaz de determinar a quantidade total de energia que é, por fim, fornecida ao transdutor 1120. Em um aspecto, a chave 3306 é um MOSFET, embora outras configurações de chave e chaveamento também sejam adaptáveis. A saída da chave 3306 é alimentada a um circuito de acionamento 3308 que contém, por exemplo, uma fase que detecta um circuito de bloqueio de fase (PLL) e/ou um filtro passa baixa e/ou um oscilador controlado por tensão. A saída da chave 3306 é amostrada pelo processador 3302 para determinar a tensão e a corrente do sinal de saída (VIN e IIN, respectivamente). Esses valores são utilizados em uma arquitetura de retroinformação para ajustar a modulação por largura de pulso da chave 3306. Por exemplo, o ciclo de trabalho da chave 3306 pode variar de cerca de 20% a cerca de 80%, dependendo da saída desejada e real da chave 3306.[00361] The output of the power supply 3304 is also directed to the switch 3306 having a duty cycle controlled by the processor 3302. By controlling the dwell time of the switch 3306, the processor 3302 is able to determine the total amount of power that is , ultimately supplied to transducer 1120. In one aspect, switch 3306 is a MOSFET, although other switch and switching configurations are also adaptable. The output of the switch 3306 is fed to a drive circuit 3308 that contains, for example, a phase detecting phase-lock circuit (PLL) and/or a low pass filter and/or a voltage controlled oscillator. The output of switch 3306 is sampled by processor 3302 to determine the voltage and current of the output signal (VIN and IIN, respectively). These values are used in a feedback architecture to adjust the pulse width modulation of the switch 3306. For example, the duty cycle of the switch 3306 can vary from about 20% to about 80% depending on the desired and actual output. from key 3306.

[00362] O circuito de acionamento 3308, que recebe o sinal da chave 3306, inclui um circuito oscilatório que transforma a saída da chave 3306 em um sinal elétrico que tem uma frequência ultrassônica, por exemplo, de 55 kHz (VCO). Conforme explicado acima, uma versão suavizada dessa forma de onda ultrassônica é, por fim, alimentada ao transdutor ultrassônico 1120 para produzir uma onda senoidal ressonante ao longo do guia de ondas de transmissão ultrassônica.[00362] The drive circuit 3308, which receives the signal from the switch 3306, includes an oscillatory circuit that transforms the output of the switch 3306 into an electrical signal having an ultrasonic frequency, for example, 55 kHz (VCO). As explained above, a smoothed version of this ultrasonic waveform is ultimately fed to the ultrasonic transducer 1120 to produce a resonant sine wave along the ultrasonic transmission waveguide.

[00363] Na saída do circuito de acionamento 3308 existe um transformador 3310 que é capaz de elevar o(s) sinal(is) de baixa tensão para uma tensão mais alta. Observa-se que o chaveamento a montante, antes do transformador 3310, é realizado em baixas tensões (por exemplo, acionado por bateria), algo que, até o momento, não era possível para dispositivos ultrassônicos de corte e cauterização. Isto ocorre, ao menos parcialmente, pelo fato de que o dispositivo vantajosamente utiliza dispositivos de chaveamento MOSFET de baixa resistência. As chaves MOSFET de baixa resistência são vantajosas, uma vez que produzem menores perdas de chaveamento e menos calor que um dispositivo MOSFET tradicional e possibilitam maior corrente para passagem. Portanto, o estágio de chaveamento (pré- transformador) pode ser caracterizado como de baixa tensão/alta corrente. Para garantir a menor resistência do(s) MOSFET(s) do amplificador, o(s) MOSFET(s) é(são) executado(s), por exemplo, a 10 V. Nesse caso, uma fonte de alimentação de 10 VDC separada pode ser utilizada para alimentar a porta MOSFET, o que garante que o MOSFET esteja totalmente ligado e que uma resistência razoavelmente baixa seja atingida. Em um aspecto da presente revelação, o transformador 3310 eleva a tensão da bateria para 120 V de valor quadrático médio (RMS). Os transformadores são conhecidos na técnica e, portanto, não são aqui explicados em detalhe.[00363] At the output of the drive circuit 3308 there is a transformer 3310 that is capable of raising the low voltage signal(s) to a higher voltage. It is noted that the upstream switching, before the 3310 transformer, is performed at low voltages (e.g. battery driven), something that, until now, has not been possible for ultrasonic cutting and cauterizing devices. This is, at least partially, due to the fact that the device advantageously uses low-resistance MOSFET switching devices. Low-resistance MOSFET switches are advantageous, as they produce lower switching losses and less heat than a traditional MOSFET device and allow greater current to pass through. Therefore, the switching stage (pre-transformer) can be characterized as low voltage/high current. To ensure the lowest resistance of the amplifier's MOSFET(s), the MOSFET(s) is run, for example, at 10 V. In this case, a 10 VDC power supply A separate switch can be used to power the MOSFET gate, which ensures that the MOSFET is fully turned on and that a reasonably low resistance is achieved. In one aspect of the present disclosure, transformer 3310 raises the battery voltage to 120 V root mean square (RMS). Transformers are known in the art and are therefore not explained in detail here.

[00364] Nas configurações descritas do circuito, a degradação do componente de circuito pode afetar negativamente o desempenho de circuito do circuito. Um fator que afeta diretamente o desempenho do componente é o calor. Os circuitos conhecidos em geral monitoram as temperaturas de chaveamento (ou seja, as temperaturas do MOSFET). Entretanto, devido aos avanços tecnológicos nos projetos de MOSFET e devido à correspondente redução no tamanho, as temperaturas de MOSFET não são mais um indicador válido de cargas e de calor do circuito. Por este motivo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação, um circuito de detecção 3314 detecta a temperatura do transformador 3310. Essa detecção de temperatura é vantajosa, pois o transformador 3310 é operado na sua temperatura máxima ou muito próximo a ela, durante o uso do dispositivo. A temperatura adicional fará com que o material do núcleo, por exemplo, a ferrita, se rompa e um dano permanente pode ocorrer. A presente revelação pode responder a uma temperatura máxima do transformador 3310, por exemplo, reduzindo a energia de acionamento no transformador 3310, sinalizando o usuário, desligando a energia, pulsando a energia ou por meio de outras respostas apropriadas.[00364] In the described circuit configurations, circuit component degradation may negatively affect the circuit performance of the circuit. One factor that directly affects component performance is heat. Known circuits generally monitor switching temperatures (i.e., MOSFET temperatures). However, due to technological advances in MOSFET designs and due to the corresponding reduction in size, MOSFET temperatures are no longer a valid indicator of circuit loads and heat. For this reason, in accordance with at least one aspect of the present disclosure, a detection circuit 3314 detects the temperature of the transformer 3310. This temperature detection is advantageous because the transformer 3310 is operated at or very close to its maximum temperature. while using the device. The additional temperature will cause the core material, for example ferrite, to rupture and permanent damage may occur. The present disclosure may respond to a maximum temperature of the transformer 3310, for example, by reducing the drive power in the transformer 3310, signaling the user, turning off the power, pulsing the power, or through other appropriate responses.

[00365] Em um aspecto da presente revelação, o processador 3302 é acoplado em comunicação ao atuador de extremidade (por exemplo, 1122, 1125) que é utilizado para colocar o material em contato físico com a lâmina ultrassônica (por exemplo, 1128, 1149). São fornecidos sensores que medem, no atuador de extremidade, um valor de força de pinçamento (existente dentro uma faixa conhecida) e, com base no valor da força de pinçamento recebida, o processador 3302 varia a tensão motriz VM. Uma vez que os altos valores de força, combinados com uma taxa de movimento definida, podem resultar em altas temperaturas da lâmina, um sensor de temperatura 3332 pode ser acoplado em comunicação ao processador 3302, sendo que o processador 3302 é operável para receber e interpretar um sinal que indica uma temperatura atual da lâmina a partir do sensor de temperatura 3336 e para determinar uma frequência alvo de movimento da lâmina com base na temperatura recebida. Em um outro aspecto, sensores de força, como manômetros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados ao gatilho (por exemplo, 1143, 1147) para medir a força aplicada ao gatilho pelo usuário. Em um outro aspecto, sensores de força, como manômetros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados a um botão da chave de modo que a intensidade do deslocamento corresponda à força aplicada pelo usuário ao botão de chave.[00365] In one aspect of the present disclosure, the processor 3302 is coupled in communication with the end actuator (e.g., 1122, 1125) which is used to place the material in physical contact with the ultrasonic blade (e.g., 1128, 1149 ). Sensors are provided that measure, at the end actuator, a pinch force value (existing within a known range) and, based on the received pinch force value, the 3302 processor varies the driving voltage VM. Since high values of force, combined with a defined rate of motion, can result in high blade temperatures, a temperature sensor 3332 may be coupled in communication with the processor 3302, the processor 3302 being operable to receive and interpret a signal that indicates a current blade temperature from the temperature sensor 3336 and to determine a target frequency of blade movement based on the received temperature. In another aspect, force sensors, such as mechanical tension gauges or pressure sensors, can be coupled to the trigger (e.g., 1143, 1147) to measure the force applied to the trigger by the user. In another aspect, force sensors, such as mechanical strain gauges or pressure sensors, can be coupled to a switch button so that the magnitude of the displacement corresponds to the force applied by the user to the switch button.

[00366] De acordo com ao menos um aspecto da presente revelação, a porção PLL do circuito de acionamento 3308, que é acoplada ao processador 3302, é capaz de determinar uma frequência de movimento do guia de ondas e comunicar essa frequência ao processador 3302. O processador 3302 armazena o valor dessa frequência na memória 3326 quando o dispositivo é desligado. Ao ler o relógio 3330, o processador 3302 é capaz de determinar um tempo decorrido depois que o dispositivo é desligado e recuperar a última frequência de movimento do guia de onda caso o tempo decorrido seja menor que um valor predeterminado. O dispositivo pode, então, iniciar na última frequência, que, presumivelmente, é a frequência ideal para a carga de corrente.[00366] According to at least one aspect of the present disclosure, the PLL portion of the drive circuit 3308, which is coupled to the processor 3302, is capable of determining a waveguide movement frequency and communicating that frequency to the processor 3302. Processor 3302 stores the value of this frequency in memory 3326 when the device is turned off. By reading the clock 3330, the processor 3302 is able to determine an elapsed time after the device is turned off and recover the last moving frequency of the waveguide if the elapsed time is less than a predetermined value. The device can then start at the latter frequency, which presumably is the optimal frequency for charging current.

Instrumento cirúrgico de mão modular alimentado por bateria com circuitos geradores de múltiplos estágiosBattery-Powered Modular Handheld Surgical Instrument with Multi-Stage Generator Circuits

[00367] Em um outro aspecto, a presente revelação fornece um instrumento cirúrgico de mão modular alimentado por bateria com circuitos geradores de multiestágios. É revelado um instrumento cirúrgico que inclui um conjunto de bateria, um conjunto de empunhadura, e um conjunto de eixo de acionamento, sendo que o conjunto de bateria e o conjunto de eixo de acionamento são configurados para mecânica e eletricamente conectar o conjunto de empunhadura. O conjunto de bateria inclui um circuito de controle configurado para gerar uma forma de onda digital. O conjunto de empunhadura inclui um primeiro circuito de estágio configurado para receber a forma de onda digital, converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica e amplificar a forma de onda analógica. O conjunto de eixo de acionamento inclui um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito de estágio para receber, amplificar e aplicar a forma de onda analógica a uma carga.[00367] In another aspect, the present disclosure provides a battery-powered modular handheld surgical instrument with multistage generator circuits. A surgical instrument is disclosed that includes a battery assembly, a handle assembly, and a drive shaft assembly, wherein the battery assembly and the drive shaft assembly are configured to mechanically and electrically connect the handle assembly. The drum set includes a control circuit configured to generate a digital waveform. The handle assembly includes a first stage circuit configured to receive the digital waveform, convert the digital waveform to an analog waveform, and amplify the analog waveform. The drive shaft assembly includes a second stage circuit coupled to the first stage circuit to receive, amplify, and apply the analog waveform to a load.

[00368] Em um aspecto, a presente revelação fornece um instrumento cirúrgico, que compreende: um conjunto de bateria, que compreende um circuito de controle que compreende uma bateria, uma memória acoplado à bateria, e um processador acoplado à memória e à bateria, sendo que o processador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um conjunto de empunhadura que compreende um primeiro circuito de estágio acoplado ao processador, sendo que o primeiro circuito de estágio compreende um conversor digital para analógico (DAC) e um primeiro circuito de estágio amplificador, sendo que o DAC é configurado para receber a forma de onda digital e converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, sendo que o primeiro circuito amplificador de estágio é configurado para receber e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de acionamento que compreende um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito amplificador de estágio para receber a forma de onda analógica, amplificar a forma de onda analógica, e aplicar a forma de onda analógica a uma carga; sendo que o conjunto de bateria e o conjunto de eixo de acionamento são configurados para se conectarem mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.[00368] In one aspect, the present disclosure provides a surgical instrument, comprising: a battery assembly, comprising a control circuit comprising a battery, a memory coupled to the battery, and a processor coupled to the memory and the battery, wherein the processor is configured to generate a digital waveform; a handle assembly comprising a first stage circuit coupled to the processor, the first stage circuit comprising a digital to analog converter (DAC) and a first amplifier stage circuit, the DAC being configured to receive the form of digital wave and converting the digital waveform into an analog waveform, with the first stage amplifier circuit being configured to receive and amplify the analog waveform; and a drive shaft assembly comprising a second stage circuit coupled to the first stage amplifier circuit for receiving the analog waveform, amplifying the analog waveform, and applying the analog waveform to a load; wherein the battery assembly and drive shaft assembly are configured to connect mechanically and electrically to the grip assembly.

[00369] A carga pode compreender qualquer um dentre um transdutor ultrassônico, um eletrodo ou um sensor, ou quaisquer combinações dos mesmos. O primeiro circuito de estágio pode compreender um primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico e um primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência. O circuito de controle pode ser configurado para acionar o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico e o primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência, independentemente ou simultaneamente. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassônico. O primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência de primeiro estágio pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de alta frequência. O segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência pode ser configurado para se acoplar a um eletrodo.[00369] The load may comprise any of an ultrasonic transducer, an electrode or a sensor, or any combinations thereof. The first stage circuit may comprise an ultrasonic drive first stage circuit and a high frequency current drive first stage circuit. The control circuit may be configured to drive the first ultrasonic drive stage circuit and the first high frequency current drive stage circuit independently or simultaneously. The first ultrasonic drive stage circuit may be configured to couple to a second ultrasonic drive stage circuit. The second ultrasonic drive stage circuit can be configured to couple to an ultrasonic transducer. The first stage high frequency current drive stage circuit may be configured to couple to a second high frequency stage circuit. The second high frequency drive stage circuit may be configured to couple to an electrode.

[00370] O primeiro circuito de estágio pode compreender um primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor. O primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor pode ser configurado a um segundo circuito de estágio de acionamento. O segundo circuito de estágio de acionamento de sensor pode ser configurado para se acoplar a um sensor.[00370] The first stage circuit may comprise a first sensor drive stage circuit. The first sensor trigger stage circuit may be configured to a second trigger stage circuit. The second sensor drive stage circuit may be configured to couple to a sensor.

[00371] Em um outro aspecto, a presente revelação fornece um instrumento cirúrgico, que compreende: um conjunto de bateria, que compreende um circuito de controle que compreende uma bateria, uma memória acoplado à bateria, e um processador acoplado à memória e à bateria, sendo que o processador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um conjunto de empunhadura que compreende um primeiro circuito de estágio comum acoplado ao processador, sendo que o primeiro circuito de estágio comum compreende um conversor digital para analógico (DAC) e um primeiro circuito amplificador de estágio comum, sendo que o DAC é configurado para receber a forma de onda digital e converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, sendo que o primeiro circuito amplificador de estágio comum é configurado para receber e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de acionamento que compreende um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito amplificador de estágio comum para receber a forma de onda analógica, amplificar a forma de onda analógica, e aplicar a forma de onda analógica a uma carga; sendo que o conjunto de bateria e o conjunto de eixo de acionamento são configurados para se conectarem mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.[00371] In another aspect, the present disclosure provides a surgical instrument, comprising: a battery assembly, comprising a control circuit comprising a battery, a memory coupled to the battery, and a processor coupled to the memory and the battery , where the processor is configured to generate a digital waveform; a handle assembly comprising a first common stage circuit coupled to the processor, the first common stage circuit comprising a digital to analog converter (DAC) and a first common stage amplifier circuit, the DAC being configured to receive the digital waveform and converting the digital waveform into an analog waveform, the first common stage amplifier circuit being configured to receive and amplify the analog waveform; and a drive shaft assembly comprising a second stage circuit coupled to the first common stage amplifier circuit for receiving the analog waveform, amplifying the analog waveform, and applying the analog waveform to a load; wherein the battery assembly and drive shaft assembly are configured to connect mechanically and electrically to the grip assembly.

[00372] A carga pode compreender qualquer um dentre um transdutor ultrassônico, um eletrodo ou um sensor, ou quaisquer combinações dos mesmos. O primeiro circuito de estágio comum pode ser configurado para acionar circuitos ultrassônicos, de alta frequência, ou sensores. O primeiro circuito estágio de acionamento comum pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico, um segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência, ou um segundo circuito de estágio de acionamento de sensor. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassônico, o segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência é configurado para se acoplar a um eletrodo, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor é configurado para se acoplar a um sensor.[00372] The load may comprise any of an ultrasonic transducer, an electrode or a sensor, or any combinations thereof. The first common stage circuit can be configured to drive ultrasonic, high frequency, or sensor circuits. The first common drive stage circuit may be configured to couple to a second ultrasonic drive stage circuit, a second high frequency drive stage circuit, or a second sensor drive stage circuit. The second ultrasonic drive stage circuit may be configured to couple to an ultrasonic transducer, the second high frequency drive stage circuit is configured to couple to an electrode, and the second sensor drive stage circuit is configured to couple to a sensor.

[00373] Em um outro aspecto, a presente revelação fornece um instrumento cirúrgico, que compreende: um circuito de controle que compreende uma memória acoplada a um processador, sendo que o processador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um conjunto de empunhadura que compreende um primeiro circuito de estágio comum acoplado ao processador, o primeiro circuito de estágio comum configurado para receber a forma de onda digital, converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de acionamento que compreende um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito de estágio comum para receber e amplificar a forma de onda analógica; sendo que o conjunto de eixo de acionamento é configurado para se conectar mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.[00373] In another aspect, the present disclosure provides a surgical instrument, which comprises: a control circuit comprising a memory coupled to a processor, the processor being configured to generate a digital waveform; a handle assembly comprising a first common stage circuit coupled to the processor, the first common stage circuit configured to receive the digital waveform, convert the digital waveform to an analog waveform, and amplify the waveform analog; and a drive shaft assembly comprising a second stage circuit coupled to the common first stage circuit for receiving and amplifying the analog waveform; wherein the drive shaft assembly is configured to connect mechanically and electrically to the grip assembly.

[00374] O primeiro circuito de estágio comum pode ser configurado para acionar circuitos ultrassônicos, de alta frequência, ou sensores. O primeiro circuito estágio de acionamento comum pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico, um segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência, ou um segundo circuito de estágio de acionamento de sensor. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassônico, o segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência é configurado para se acoplar a um eletrodo, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor é configurado para se acoplar a um sensor.[00374] The first common stage circuit can be configured to drive ultrasonic, high frequency, or sensor circuits. The first common drive stage circuit may be configured to couple to a second ultrasonic drive stage circuit, a second high frequency drive stage circuit, or a second sensor drive stage circuit. The second ultrasonic drive stage circuit may be configured to couple to an ultrasonic transducer, the second high frequency drive stage circuit is configured to couple to an electrode, and the second sensor drive stage circuit is configured to couple to a sensor.

[00375] A Figura 32 ilustra um circuito gerador 3400 particionado em um primeiro circuito de estágio 3404 e um segundo circuito de estágio 3406, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 aqui descritos podem compreender um circuito gerador 3400 dividido em múltiplos estágios. Por exemplo, os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 podem compreender o circuito gerador 3400 dividido em ao menos dois circuitos: o primeiro circuito de estágio 3404 e o segundo circuito de estágio 3406 de amplificação permitindo a operação de energia de RF apenas, energia ultrassônica apenas, e/ou uma combinação de energia de RF e energia ultrassônica. Um conjunto de eixo de acionamento modular 3414 de combinação ser alimentado pelo primeiro circuito de estágio comum 3404 localizado em um conjunto de empunhadura 3412 e o segundo circuito de estágio modular 3406 integral com o conjunto de eixo de acionamento modular 3414. Como anteriormente discutido nesta descrição em conexão com os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, um conjunto de bateria 3410 e o conjunto de eixo de acionamento 3414 são configurados para mecânica e eletricamente se conectarem ao conjunto de empunhadura 3412. O conjunto de atuador de extremidade é configurado para se conectar mecânica e eletricamente ao conjunto de eixo de acionamento 3414.[00375] Figure 32 illustrates a generator circuit 3400 partitioned into a first stage circuit 3404 and a second stage circuit 3406, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instruments of the surgical system 1000 described herein may comprise a generator circuit 3400 divided into multiple stages. For example, the surgical instruments of the surgical system 1000 may comprise the generator circuit 3400 divided into at least two circuits: the first stage circuit 3404 and the second stage amplification circuit 3406 allowing operation of RF energy only, ultrasonic energy only. , and/or a combination of RF energy and ultrasonic energy. A combination modular drive shaft assembly 3414 will be powered by the first common stage circuit 3404 located in a grip assembly 3412 and the second modular stage circuit 3406 integral with the modular drive shaft assembly 3414. As previously discussed in this description In connection with the surgical instruments of the surgical system 1000, a battery assembly 3410 and the drive shaft assembly 3414 are configured to mechanically and electrically connect to the handle assembly 3412. The end actuator assembly is configured to mechanically connect and electrically to the 3414 drive shaft assembly.

[00376] Agora com referência à Figura 32, o circuito gerador 3400 é particionado em múltiplos estágios localizados em múltiplos conjuntos modulares de um instrumento cirúrgico, como os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 aqui descritos. Em um aspecto, um circuito de controle de estágio 3402 pode estar situado no conjunto de bateria 3410 do instrumento cirúrgico. O circuito de controle de estágio 3402 é um circuito de controle 3200 conforme descrito em conexão com a Figura 30. O circuito de controle 3200 compreende um processador 3214, que inclui uma memória interna 3217 (Figura 32) (por exemplo, memória volátil e não volátil), e é eletricamente acoplado a uma bateria 3211. A bateria 3211 fornece energia para o primeiro circuito de estágio 3404, o segundo circuito de estágio 3406, e um terceiro circuito de estágio 3408, respectivamente. Conforme anteriormente discutido, o circuito de controle 3200 gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 37) com o uso de circuitos e técnicas descritas em conexão com as Figuras 35 e 36. Novamente com referência à Figura 32, a forma de onda digital 4300 pode ser configurada para acionar um transdutor ultrassônico, eletrodos de alta frequência (por exemplo, RF) ou uma combinação dos mesmos, independentemente ou simultaneamente. Se acionados simultaneamente, circuitos de filtro podem ser fornecidos nos primeiros circuitos de estágio correspondentes 3404 para selecionar tanto a forma de onda ultrassônica quanto a forma de onda de RF. Essas técnicas de filtragem são descritas na publicação de pedido de patente US n° US-2017-0086910-A1, de propriedade comum, intitulado TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR, que está aqui integralmente incorporado a título de referência.[00376] Now referring to Figure 32, the generator circuit 3400 is partitioned into multiple stages located in multiple modular sets of a surgical instrument, such as the surgical instruments of the surgical system 1000 described herein. In one aspect, a stage control circuit 3402 may be situated in the battery pack 3410 of the surgical instrument. Stage control circuit 3402 is a control circuit 3200 as described in connection with Figure 30. Control circuit 3200 comprises a processor 3214, which includes an internal memory 3217 (Figure 32) (e.g., volatile and non-volatile memory). volatile), and is electrically coupled to a battery 3211. The battery 3211 provides power to the first stage circuit 3404, the second stage circuit 3406, and a third stage circuit 3408, respectively. As previously discussed, the control circuit 3200 generates a digital waveform 4300 (Figure 37) using circuits and techniques described in connection with Figures 35 and 36. Again with reference to Figure 32, the digital waveform 4300 can be configured to drive an ultrasonic transducer, high frequency (e.g. RF) electrodes, or a combination thereof, independently or simultaneously. If driven simultaneously, filter circuits may be provided in corresponding first stage circuits 3404 to select both the ultrasonic waveform and the RF waveform. These filtering techniques are described in commonly owned US Patent Application Publication No. US-2017-0086910-A1 entitled TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR, which is incorporated herein in its entirety by reference.

[00377] Os primeiros circuitos de estágio 3404 (por exemplo, o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420, o primeiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422, e o primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424) estão localizados em um conjunto de empunhadura 3412 do instrumento cirúrgico. O circuito de controle 3200 fornece o sinal de acionamento ultrassônico para o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420 através das saídas SCL-A, SDA-A do circuito de controle 3200. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420 é descrito em detalhes em conexão com a Figura 29. O circuito de controle 3200 fornece o sinal de acionamento RF para o primeiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422 através das saídas SCL-B, SDA-B do circuito de controle 3200. O primeiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422 é descrito em detalhes em conexão com a Figura 34. O circuito de controle 3200 fornece o sinal de acionamento do sensor ao primeiro circuito de estágio de acionamento do sensor 3424 através das saídas SCL-C, SDA-C do circuito de controle 3200. Em geral, cada um dentre os primeiros circuitos de estágio 3404 inclui um conversor digital para analógico (DAC) e uma primeira seção de amplificador de estágio para acionar os segundos circuitos de estágio 3406. As saídas dos primeiros circuitos de estágio 3404 são fornecidas para as entradas dos segundos circuitos de estágio 3406.[00377] The first stage circuits 3404 (e.g., the first ultrasonic drive stage circuit 3420, the first RF drive stage circuit 3422, and the first sensor drive stage circuit 3424) are located in a surgical instrument handle assembly 3412. The control circuit 3200 provides the ultrasonic drive signal to the first ultrasonic drive stage circuit 3420 through the SCL-A, SDA-A outputs of the control circuit 3200. The first ultrasonic drive stage circuit 3420 is described in detail in connection with Figure 29. The control circuit 3200 provides the RF trigger signal to the first RF trigger stage circuit 3422 through the SCL-B, SDA-B outputs of the control circuit 3200. The first stage circuit RF trigger stage 3422 is described in detail in connection with Figure 34. Control circuit 3200 provides the sensor trigger signal to the first sensor trigger stage circuit 3424 via the circuit's SCL-C, SDA-C outputs. control circuit 3200. In general, each of the first stage circuits 3404 includes a digital-to-analog converter (DAC) and a first stage amplifier section for driving the second stage circuits 3406. The outputs of the first stage circuits 3404 are provided for the inputs of the second stage circuits 3406.

[00378] O circuito de controle 3200 é configurado para detectar quais módulos são plugados no circuito de controle 3200. Por exemplo, o circuito de controle 3200 é configurado para detectar se o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420, o primeiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422, ou o primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424 situado no conjunto de empunhadura 3412 está conectado ao conjunto de bateria 3410. Da mesma forma, cada um dentre os primeiros circuitos de estágio 3404 pode detectar quais segundos circuitos de estágio 3406 estão conectados ao mesmo e qual informação é fornecida de volta ao circuito de controle 3200 para determinar que tipo de forma de onda de sinal gerar. De modo similar, cada um dentre os segundos circuitos de estágio 3406 pode detectar quais terceiros circuitos de estágio 3408 ou componentes estão conectados ao mesmo e qual informação é fornecida de volta ao circuito de controle 3200 para determinar que tipo de forma de onda de sinal gerar.[00378] Control circuit 3200 is configured to detect which modules are plugged into control circuit 3200. For example, control circuit 3200 is configured to detect whether the first ultrasonic drive stage circuit 3420, the first stage circuit trigger circuit 3422, or the first sensor trigger stage circuit 3424 situated in the grip assembly 3412 is connected to the battery pack 3410. Likewise, each of the first stage circuits 3404 can detect which second stage circuits 3404 stage 3406 are connected thereto and what information is fed back to the control circuit 3200 to determine what type of signal waveform to generate. Similarly, each of the second stage circuits 3406 can detect which third stage circuits 3408 or components are connected thereto and what information is fed back to the control circuit 3200 to determine what type of signal waveform to generate. .

[00379] Em um aspecto, os segundos circuitos de estágio 3406 (por exemplo, o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434) estão localizados no conjunto de eixo de acionamento 3414 do instrumento cirúrgico. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420 fornece um sinal para o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 através de saídas US-esquerda/US- direta. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 pode incluir, por exemplo, um transformador, um filtro, um amplificador e/ou circuitos de condicionamento de sinal. O primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente (RF) de alta frequência 3422 fornece um sinal para o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 através das saídas de RF-esquerda/RF direita. Além de um transformador e capacitores de bloqueio, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 também pode incluir filtro, amplificador, e circuitos de condicionamento de sinal. O primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424 fornece um sinal para o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434 através de saídas sensor- 1/sensor-2. O segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434 pode incluir filtro, amplificador, e circuitos de condicionamento de sinal dependendo do tipo de sensor. As saídas dos segundos circuitos de estágio 3406 são fornecidas para as entradas dos terceiros circuitos de estágio 3408.[00379] In one aspect, the second stage circuits 3406 (e.g., the second ultrasonic drive stage circuit 3430, the second RF drive stage circuit 3432, and the second sensor drive stage circuit 3434) are located on the 3414 drive shaft assembly of the surgical instrument. The first ultrasonic drive stage circuit 3420 provides a signal to the second ultrasonic drive stage circuit 3430 via US-left/US-forward outputs. The second ultrasonic drive stage circuit 3430 may include, for example, a transformer, a filter, an amplifier, and/or signal conditioning circuitry. The first high-frequency current (RF) drive stage circuit 3422 provides a signal to the second RF drive stage circuit 3432 via the RF-left/RF-right outputs. In addition to a transformer and blocking capacitors, the 3432 second RF drive stage circuit may also include filter, amplifier, and signal conditioning circuits. The first sensor drive stage circuit 3424 provides a signal to the second sensor drive stage circuit 3434 via sensor-1/sensor-2 outputs. The second sensor driver stage circuit 3434 may include filter, amplifier, and signal conditioning circuitry depending on the type of sensor. The outputs of the second stage circuits 3406 are provided to the inputs of the third stage circuits 3408.

[00380] Em um aspecto, os terceiros circuitos de estágio 3408 (por exemplo, o transdutor ultrassônico 1120, os eletrodos de RF 3074a, 3074b, e os sensores 3440) podem estar situados em vários conjuntos 3416 dos instrumentos cirúrgicos. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 fornece um sinal de acionamento à pilha piezoelétrica do transdutor ultrassônico 1120. Em um aspecto, o transdutor ultrassônico 1120 está localizado no conjunto de transdutor ultrassônico do instrumento cirúrgico. Em outros aspectos, entretanto, o transdutor ultrassônico 1120 pode estar situado no conjunto de empunhadura 3412, no conjunto de eixo de acionamento 3414 ou no atuador de extremidade. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 fornece um sinal de acionamento aos eletrodos de RF 3074a, 3074b, que estão geralmente localizados na porção de atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434 fornece um sinal de acionamento a vários sensores 3440 localizados no instrumento cirúrgico.[00380] In one aspect, third stage circuits 3408 (e.g., ultrasonic transducer 1120, RF electrodes 3074a, 3074b, and sensors 3440) may be located in various sets 3416 of the surgical instruments. In one aspect, the second ultrasonic drive stage circuit 3430 provides a drive signal to the piezoelectric stack of the ultrasonic transducer 1120. In one aspect, the ultrasonic transducer 1120 is located in the ultrasonic transducer assembly of the surgical instrument. In other aspects, however, the ultrasonic transducer 1120 may be located in the handle assembly 3412, the drive shaft assembly 3414, or the end actuator. In one aspect, the second RF drive stage circuit 3432 provides a drive signal to RF electrodes 3074a, 3074b, which are generally located on the end actuator portion of the surgical instrument. In one aspect, the second sensor drive stage circuit 3434 provides a drive signal to a plurality of sensors 3440 located on the surgical instrument.

[00381] A Figura 33 ilustra um circuito gerador 3500 particionado em múltiplos estágios em que um primeiro circuito de estágio 3504 é comum para o segundo circuito de estágio 3506, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 aqui descritos podem compreender circuito gerador 3500 dividido em múltiplos estágios. Por exemplo, os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 podem compreender o circuito gerador 3500 dividido em ao menos dois circuitos: o primeiro circuito de estágio 3504 e o segundo circuito de estágio 3506 de amplificação permitindo a operação de energia de alta frequência RF apenas, energia ultrassônica apenas, e/ou uma combinação de energia de RF e energia ultrassônica. Um conjunto de eixo de acionamento modular 3514 de combinação ser alimentado pelo primeiro circuito de estágio comum 3504 localizado em um conjunto de empunhadura 3512 e o segundo circuito de estágio modular 3506 integral com o conjunto de eixo de acionamento modular 3514. Como anteriormente discutido nesta descrição em conexão com os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, um conjunto de bateria 3510 e o conjunto de eixo de acionamento 3514 são configurados para se conectarem mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura 3512. O conjunto de atuador de extremidade é configurado para se conectar mecânica e eletricamente ao conjunto de eixo de acionamento 3514.[00381] Figure 33 illustrates a generator circuit 3500 partitioned into multiple stages in which a first stage circuit 3504 is common to the second stage circuit 3506, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In one aspect, the surgical instruments of the surgical system 1000 described herein may comprise generator circuit 3500 divided into multiple stages. For example, the surgical instruments of the surgical system 1000 may comprise the generator circuit 3500 divided into at least two circuits: the first stage circuit 3504 and the second stage amplification circuit 3506 allowing operation of high frequency RF energy only, energy ultrasonic only, and/or a combination of RF energy and ultrasonic energy. A combination modular drive shaft assembly 3514 will be powered by the first common stage circuit 3504 located in a grip assembly 3512 and the second modular stage circuit 3506 integral with the modular drive shaft assembly 3514. As previously discussed in this description In connection with the surgical instruments of the surgical system 1000, a battery assembly 3510 and the drive shaft assembly 3514 are configured to connect mechanically and electrically to the handle assembly 3512. The end actuator assembly is configured to connect mechanically and electrically to the 3514 drive shaft assembly.

[00382] Conforme mostrado no exemplo da Figura 33, a porção do conjunto de bateria 3510 do instrumento cirúrgico compreende um primeiro circuito de controle 3502, que inclui o circuito de controle 3200 anteriormente descrito. O conjunto de empunhadura 3512, que se conecta ao conjunto de bateria 3510, compreende um primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420. Conforme anteriormente discutido, o primeiro circuito de estágio de acionamento 3420 é configurado para acionar a corrente ultrassônica de alta frequência (RF), e cargas de sensor. A saída do primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420 pode acionar qualquer um dos segundos circuitos de estágio 3506 como o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência (RF) 3432, e/ou o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434. O primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420 detecta qual segundo circuito de estágio 3506 está situado no conjunto de eixo de acionamento 3514 quando o conjunto de eixo de acionamento 3514 é conectado ao conjunto de empunhadura 3512. Após o conjunto de eixo de acionamento 3514 ser conectado ao conjunto de empunhadura 3512, o primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420 determina qual dentre os segundos circuitos de estágio 3506 (por exemplo, o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432, e/ou o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434) está situado no conjunto de eixo de acionamento 3514. As informações são fornecidas ao circuito de controle 3200 localizado no conjunto de empunhadura 3512 para fornecer uma forma de onda digital 4300 adequada (Figura 37) ao segundo circuito de estágio 3506 para acionar a carga adequada, por exemplo, ultrassônica, RF ou sensor. Será entendido que circuitos de identificação podem ser incluídos em vários conjuntos 3516 no terceiro circuito de estágio 3508 como o transdutor ultrassônico 1120, os eletrodos 3074a, 3074b, ou os sensores 3440. Dessa forma, quando um terceiro circuito de estágio 3508 é conectado a um segundo circuito de estágio 3506, o segundo circuito de estágio 3506 reconhece o tipo de carga que é necessária com base na informação de identificação.[00382] As shown in the example of Figure 33, the battery pack portion 3510 of the surgical instrument comprises a first control circuit 3502, which includes the previously described control circuit 3200. The grip assembly 3512, which connects to the battery pack 3510, comprises a first common drive stage circuit 3420. As previously discussed, the first drive stage circuit 3420 is configured to drive high frequency ultrasonic current (RF). ), and sensor loads. The output of the first common drive stage circuit 3420 may drive any of the second stage circuits 3506 such as the second ultrasonic drive stage circuit 3430, the second high frequency current (RF) drive stage circuit 3432, and /or the second sensor drive stage circuit 3434. The first common drive stage circuit 3420 detects which second stage circuit 3506 is situated in the drive shaft assembly 3514 when the drive shaft assembly 3514 is connected to the assembly. handle assembly 3512. After the drive shaft assembly 3514 is connected to the handle assembly 3512, the first common drive stage circuit 3420 determines which of the second stage circuits 3506 (e.g., the second ultrasonic drive stage circuit 3430, the second RF drive stage circuit 3432, and/or the second sensor drive stage circuit 3434) is located in the drive shaft assembly 3514. Information is provided to the control circuit 3200 located in the handle 3512 to provide a suitable digital waveform 4300 (Figure 37) to the second stage circuit 3506 to drive the appropriate load, e.g., ultrasonic, RF, or sensor. It will be understood that identification circuits may be included in various assemblies 3516 in the third stage circuit 3508 such as the ultrasonic transducer 1120, the electrodes 3074a, 3074b, or the sensors 3440. Thus, when a third stage circuit 3508 is connected to a second stage circuit 3506, the second stage circuit 3506 recognizes the type of load that is required based on the identification information.

[00383] A Figura 34 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito elétrico 3600 configurado para acionar uma corrente de alta frequência (RF), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O circuito elétrico 3600 compreende um multiplexador analógico 3680. O multiplexador analógico 3680 multiplexa vários sinais a partir dos canais a montante SCL-A, SDA-A como circuitos de RF, de bateria e de controle de energia. Um sensor de corrente 3682 é acoplado em série com o ramo de retorno ou de aterramento do circuito de fonte de alimentação para medir a corrente fornecida pela fonte de alimentação. Um sensor de temperatura 3684 de transístor de efeito de campo (FET) fornece a temperatura ambiente. Um temporizador de vigilância de modulação por largura de pulso (PWM) 3688 gera automaticamente uma reinicialização do sistema se o programa principal deixar de fazer sua manutenção periódica. Ela é fornecida para reiniciar automaticamente o circuito elétrico 3600 quando ele trava ou congela devido a uma falha de software ou hardware. Será reconhecido que o circuito elétrico 3600 pode ser configurado para acionar eletrodos de RF ou para acionar o transdutor ultrassônico 1120 conforme descrito em conexão com a Figura 29, por exemplo. Consequentemente, com referência agora novamente à Figura 34, o circuito elétrico 3600 pode ser utilizado para acionar tanto eletrodos ultrassônicos quanto de RF de forma intercambiável.[00383] Figure 34 is a schematic diagram of an aspect of an electrical circuit 3600 configured to drive a high frequency current (RF), in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The electrical circuit 3600 comprises an analog multiplexer 3680. The analog multiplexer 3680 multiplexes various signals from the SCL-A, SDA-A upstream channels such as RF, battery and power control circuits. A 3682 current sensor is coupled in series with the return or ground branch of the power supply circuit to measure the current supplied by the power supply. A 3684 field effect transistor (FET) temperature sensor provides the ambient temperature. A 3688 pulse width modulation (PWM) watchdog timer automatically generates a system reset if the main program fails to perform periodic maintenance. It is provided to automatically reset the 3600 electrical circuit when it crashes or freezes due to a software or hardware failure. It will be recognized that the electrical circuit 3600 may be configured to drive RF electrodes or to drive the ultrasonic transducer 1120 as described in connection with Figure 29, for example. Consequently, with reference now again to Figure 34, the electrical circuit 3600 can be used to drive both ultrasonic and RF electrodes interchangeably.

[00384] Um circuito de acionamento 3686 fornece saídas de energia de RF à esquerda e à direita. Um sinal digital que representa a forma de onda de sinal é fornecido às entradas SCL-A, SDA-A do multiplexador analógico 3680 a partir de um circuito de controle, como o circuito de controle 3200 (Figura 30). Um conversor de digital para analógico (DAC) 3690 converte a entrada digital em uma saída analógica para gerar um circuito de modulação por largura de pulso 3692 acoplado a um oscilador 3694. O circuito de modulação por largura de pulso 3692 fornece um primeiro sinal para um primeiro circuito de acionamento de porta 3696a acoplado a um primeiro estágio de saída do transístor 3698a para acionar uma primeira saída de energia de RF+ (esquerda). O circuito de modulação por largura de pulso 3692 também fornece um segundo sinal para um segundo circuito de acionamento de porta 3696b acoplado a um segundo estágio de saída do transístor 3698b para acionar uma segunda saída de energia de RF- (direita). Um sensor de tensão 3699 é acoplado entre os terminais de saída de RF à esquerda/RF para medir a tensão de saída. O circuito de acionamento 3686, o primeiro e o segundo circuitos de acionamento 3696a, 3696b, e o primeiro e o segundo estágios de saída do transístor 3698a, 3698b definem um primeiro circuito amplificador de estágio. Em funcionamento, o circuito de controle 3200 (Figura 30) gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 37) que emprega circuitos como os circuitos de síntese direta digital (DDS) 4100, 4200 (Figuras 35 e 36). O DAC 3690 recebe a forma de onda digital 4300 e a converte em uma forma de onda analógica, que é recebida e amplificada pelo primeiro circuito amplificador de estágio.[00384] A driver circuit 3686 provides left and right RF power outputs. A digital signal representing the signal waveform is supplied to the SCL-A, SDA-A inputs of the 3680 analog multiplexer from a control circuit such as the 3200 control circuit (Figure 30). A digital-to-analog converter (DAC) 3690 converts the digital input to an analog output to generate a pulse-width modulation circuit 3692 coupled to an oscillator 3694. The pulse-width modulation circuit 3692 provides a first signal to a first gate drive circuit 3696a coupled to a first transistor output stage 3698a to drive a first RF+ power output (left). The pulse width modulation circuit 3692 also provides a second signal to a second gate drive circuit 3696b coupled to a second transistor output stage 3698b to drive a second RF-power output (right). A 3699 voltage sensor is coupled between the left/RF RF output terminals to measure the output voltage. The driver circuit 3686, the first and second driver circuits 3696a, 3696b, and the first and second transistor output stages 3698a, 3698b define a first stage amplifier circuit. In operation, the control circuit 3200 (Figure 30) generates a digital waveform 4300 (Figure 37) that employs circuits such as digital direct synthesis (DDS) circuits 4100, 4200 (Figures 35 and 36). The 3690 DAC receives the 4300 digital waveform and converts it to an analog waveform, which is received and amplified by the first stage amplifier circuit.

[00385] Em um aspecto, o gerador ultrassônico ou o gerador de corrente de alta frequência do instrumento cirúrgico 1000 podem ser configurados para gerar a forma de onda de sinal elétrico digitalmente conforme desejado usando um número predeterminado de pontos de fase armazenados em uma tabela de consulta para digitalizar o formato de onda. Os pontos de fase podem ser armazenados em uma tabela definida em uma memória, uma matriz de portas programável em campo (FPGA) ou qualquer memória não volátil adequada. A Figura 35 ilustra um aspecto de uma arquitetura fundamental para um circuito de síntese digital, como um circuito de síntese direta digital (DDS) 4100, configurado para gerar uma pluralidade de formatos de onda para a forma de onda de sinal elétrico. O software e os controles digitais do gerador podem comandar o FPGA para escanear os endereços na tabela de consulta 4104, que por sua vez fornece valores de entrada digitais variáveis para um circuito DAC 4108 que alimenta um amplificador de energia. Os endereços podem ser verificados de acordo com uma frequência de interesse. A utilização de tal tabela de consulta 4104 possibilita a geração de vários tipos de formatos de onda que podem ser alimentados no tecido ou a um transdutor, um eletrodo de RF, múltiplos transdutores simultaneamente, ou uma combinação de instrumentos ultrassônicos e de RF. Além disso, múltiplas tabelas de consulta 4104 que representam múltiplos formatos de onda podem ser criadas, armazenadas e aplicadas ao tecido a partir de um gerador.[00385] In one aspect, the ultrasonic generator or high frequency current generator of the surgical instrument 1000 may be configured to generate the electrical signal waveform digitally as desired using a predetermined number of phase points stored in a table of query to digitize the waveform. The phase points can be stored in a table defined in a memory, a field programmable gate array (FPGA), or any suitable non-volatile memory. Figure 35 illustrates one aspect of a fundamental architecture for a digital synthesis circuit, such as a digital direct synthesis (DDS) circuit 4100, configured to generate a plurality of waveforms for the electrical signal waveform. Generator software and digital controls may command the FPGA to scan addresses in lookup table 4104, which in turn provides variable digital input values to a DAC circuit 4108 that feeds a power amplifier. Addresses can be scanned according to a frequency of interest. The use of such a look-up table 4104 enables the generation of various types of waveforms that can be fed into the tissue or to a transducer, an RF electrode, multiple transducers simultaneously, or a combination of ultrasonic and RF instruments. Additionally, multiple lookup tables 4104 representing multiple waveforms can be created, stored, and applied to tissue from one generator.

[00386] A forma de onda de sinal pode ser configurada para controlar pelo menos uma de uma corrente de saída, uma tensão de saída ou uma potência de saída de um transdutor ultrassônico e/ou eletrodo de RF, ou múltiplos dos mesmos (por exemplo, dois ou mais transdutores ultrassônicos e/ou dois ou mais eletrodos de RF). Adicionalmente, onde um instrumento cirúrgico compreende componentes ultrassônicos, a forma de onda pode ser configurada para acionar pelo menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de pelo menos um instrumento cirúrgico. Dessa forma, o gerador pode ser configurado para fornecer uma forma de onda a pelo menos um instrumento cirúrgico, em que o sinal de forma de onda corresponde a pelo menos um formato de onda de uma pluralidade de formatos de onda na tabela. Adicionalmente, o sinal da forma de onda fornecida aos dois instrumentos cirúrgicos pode compreender dois ou mais formatos de onda. A tabela pode compreender informação associada a uma pluralidade de formatos de onda e a tabela pode ser armazenada dentro do gerador. Em um aspecto ou exemplo, a tabela pode ser uma tabela de síntese direta digital, que pode ser armazenada em uma FPGA do gerador. A tabela pode ser endereçada de qualquer maneira que seja conveniente para categorizar formatos de onda. De acordo com um aspecto, a tabela, que pode ser uma tabela de síntese direta digital, é endereçada de acordo com uma frequência do sinal de forma de onda. Adicionalmente, a informação associada à pluralidade de formatos de onda pode ser armazenada como informação digital na tabela.[00386] The signal waveform may be configured to control at least one of an output current, an output voltage, or an output power of an ultrasonic transducer and/or RF electrode, or multiples thereof (e.g. , two or more ultrasonic transducers and/or two or more RF electrodes). Additionally, where a surgical instrument comprises ultrasonic components, the waveform may be configured to drive at least two vibration modes of an ultrasonic transducer of at least one surgical instrument. In this way, the generator may be configured to provide a waveform to at least one surgical instrument, wherein the waveform signal corresponds to at least one waveform of a plurality of waveforms in the table. Additionally, the waveform signal provided to the two surgical instruments may comprise two or more waveforms. The table may comprise information associated with a plurality of waveforms and the table may be stored within the generator. In one aspect or example, the table may be a digital direct synthesis table, which may be stored in an FPGA of the generator. The table can be addressed in any way that is convenient for categorizing waveforms. According to one aspect, the table, which may be a digital direct synthesis table, is addressed according to a frequency of the waveform signal. Additionally, information associated with the plurality of waveforms can be stored as digital information in the table.

[00387] A forma de onda de sinal elétrico analógica pode ser configurada para controlar pelo menos uma de uma corrente de saída, uma tensão de saída ou uma potência de saída de um transdutor ultrassônico e/ou eletrodo de RF, ou múltiplos dos mesmos (por exemplo, dois ou mais transdutores ultrassônicos e/ou dois ou mais eletrodos de RF). Adicionalmente, onde o instrumento cirúrgico compreende componentes ultrassônicos, a forma de onda de sinal elétrico analógica pode ser configurada para acionar pelo menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de pelo menos um instrumento cirúrgico. Dessa forma, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer uma forma de onda de sinal elétrico analógico a ao menos um instrumento cirúrgico, sendo que a forma de onda de sinal elétrico analógico corresponde a ao menos um formato de onda de uma pluralidade de formatos de onda armazenados na tabela de consulta 4104. Adicionalmente, a forma de onda de sinal elétrico analógico fornecida aos pelo menos dois instrumentos cirúrgicos pode compreender dois ou mais formatos de onda. A tabela de consulta 4104 pode compreender informações associadas a uma pluralidade de formatos de onda e a tabela de consulta 4104 pode ser armazenada no interior do circuito gerador ou dentro do instrumento cirúrgico. Em um aspecto ou exemplo, a tabela de consulta 4104 pode ser uma tabela de síntese direta digital, que pode ser armazenada em uma FPGA do circuito gerador ou do instrumento cirúrgico. A tabela de consulta 4104 pode ser endereçada de qualquer maneira que seja conveniente para categorizar os formatos de onda. De acordo com um aspecto, a tabela de consulta 4104, que pode ser uma tabela de síntese direta digital, é endereçada de acordo com uma frequência da forma de onda de sinal elétrico analógico desejada. Adicionalmente, as informações associadas à pluralidade de formatos de onda podem ser armazenadas como informações digitais na tabela de consulta 4104.[00387] The analog electrical signal waveform may be configured to control at least one of an output current, an output voltage, or an output power of an ultrasonic transducer and/or RF electrode, or multiples thereof ( e.g., two or more ultrasonic transducers and/or two or more RF electrodes). Additionally, where the surgical instrument comprises ultrasonic components, the analog electrical signal waveform may be configured to drive at least two vibration modes of an ultrasonic transducer of at least one surgical instrument. In this way, the generator circuit may be configured to provide an analog electrical signal waveform to at least one surgical instrument, the analog electrical signal waveform corresponding to at least one waveform of a plurality of surgical instrument waveforms. waveform stored in lookup table 4104. Additionally, the analog electrical signal waveform provided to the at least two surgical instruments may comprise two or more waveforms. The lookup table 4104 may comprise information associated with a plurality of waveforms and the lookup table 4104 may be stored within the generating circuit or within the surgical instrument. In one aspect or example, the lookup table 4104 may be a digital direct synthesis table, which may be stored in an FPGA of the generator circuit or surgical instrument. The lookup table 4104 can be addressed in any way that is convenient for categorizing the waveforms. In one aspect, the lookup table 4104, which may be a digital direct synthesis table, is addressed according to a frequency of the desired analog electrical signal waveform. Additionally, information associated with the plurality of waveforms may be stored as digital information in lookup table 4104.

[00388] Com o uso generalizado de técnicas digitais em sistemas de instrumentação e comunicações, um método controlado digitalmente de geração de frequências múltiplas a partir de uma fonte de frequência de referência evoluiu e é referido como síntese direta digital. A arquitetura básica é mostrada na Figura 35. Neste diagrama de blocos simplificado, um circuito DDS é acoplado a um processador, controlador ou dispositivo lógico do circuito gerador e a um circuito de memória localizado no circuito gerador do sistema cirúrgico 1000. O circuito DDS 4100 compreende um contador de endereços 4102, uma tabela de consulta 4104, um registrador 4106, um circuito DAC 4108 e um filtro 4112. Um relógio estável fc é recebido pelo contador de endereços 4102 e o registrador 4106 aciona uma memória só de leitura programável (PROM) que armazena um ou mais números inteiros de ciclos de uma onda senoidal (ou outra forma de onda arbitrária) em uma tabela de consulta 4104. À medida que o contador de endereços 4102 percorre as localizações de memória, os valores armazenados na tabela de consulta 4104 são gravados no registrador 4106, o qual está acoplado ao circuito DAC 4108. A amplitude digital correspondente do sinal na localização de memória da tabela de consulta 4104 aciona o circuito DAC 4108, o qual por sua vez gera um sinal de saída analógico 4110. A pureza espectral do sinal de saída analógico 4110 é determinada principalmente pelo circuito DAC 4108. O ruído de fase é basicamente o do relógio de referência fc. O primeiro sinal de saída analógico 4110 do circuito DAC 4108 é filtrado pelo filtro 4112 e um segundo sinal de saída analógico 4114 produzido pelo filtro 4112 é fornecido a um amplificador que tem uma saída acoplada à saída do circuito gerador. O segundo sinal de saída analógica tem uma frequência fout.[00388] With the widespread use of digital techniques in instrumentation and communications systems, a digitally controlled method of generating multiple frequencies from a reference frequency source has evolved and is referred to as digital direct synthesis. The basic architecture is shown in Figure 35. In this simplified block diagram, a DDS circuit is coupled to a processor, controller, or logic device in the generator circuit and to a memory circuit located in the generator circuit of the surgical system 1000. The DDS circuit 4100 comprises an address counter 4102, a lookup table 4104, a register 4106, a DAC circuit 4108 and a filter 4112. A stable clock fc is received by the address counter 4102 and the register 4106 drives a programmable read-only memory (PROM ) that stores one or more integer cycles of a sine wave (or other arbitrary waveform) in a lookup table 4104. As the address counter 4102 cycles through memory locations, the values stored in the lookup table 4104 are written to register 4106, which is coupled to DAC circuit 4108. The corresponding digital amplitude of the signal in the memory location of look-up table 4104 drives DAC circuit 4108, which in turn generates an analog output signal 4110. The spectral purity of the 4110 analog output signal is mainly determined by the 4108 DAC circuit. The phase noise is basically that of the fc reference clock. The first analog output signal 4110 from the DAC circuit 4108 is filtered by the filter 4112 and a second analog output signal 4114 produced by the filter 4112 is provided to an amplifier having an output coupled to the output of the generator circuit. The second analog output signal has a frequency fout.

[00389] Como o circuito DDS 4100 é um sistema de dados amostrados, problemas envolvidos na amostragem precisam ser considerados: ruído de quantização, distorção, filtragem, etc. Por exemplo, as harmônicas de ordem mais alta das frequências de saída do circuito DAC 4108 se dobram na largura de banda de Nyquist, tornando-as não filtráveis, ao passo que, as harmônicas de ordem mais alta da saída de sintetizadores baseados em circuito de bloqueio de fase ou malha de captura de fase (PLL, de "phase-locked loop") podem ser filtrados. A tabela de consulta 4104 contém dados de sinal para um número integral de ciclos. A frequência de saída final fout pode ser alterada mediante alteração da frequência de relógio de referência fc ou reprogramação da PROM.[00389] As the DDS 4100 circuit is a sampled data system, problems involved in sampling need to be considered: quantization noise, distortion, filtering, etc. For example, the higher-order harmonics of the output frequencies of the 4108 DAC circuit fold into the Nyquist bandwidth, making them unfilterable, whereas the higher-order harmonics of the output of DAC circuit-based synthesizers phase-locked loop or phase-locked loop (PLL) can be filtered. Lookup table 4104 contains signal data for an integral number of cycles. The final output frequency fout can be changed by changing the reference clock frequency fc or reprogramming the PROM.

[00390] O circuito DDS 4100 pode compreender múltiplas tabelas de consulta 4104, sendo que a tabela de consulta 4104 armazena uma forma de onda representada por um número predeterminado de amostras, sendo que as amostras definem um formato predeterminado da forma de onda. Dessa forma, múltiplas formas de onda que têm uma forma única podem ser armazenadas em múltiplas tabelas de consulta 4104 para fornecer diferentes tratamentos de tecido com base em configurações de instrumento ou retroinformação de tecido. Exemplos de formas de onda incluem formas de onda de sinal elétrico de RF de alto fator de crista para coagulação do tecido de superfície, forma de onda de sinal elétrico RF de baixo fator de crista para penetração no tecido mais profunda e formas de onda de sinal elétrico que promovem coagulação de retoque eficiente. Em um aspecto, o circuito DDS 4100 pode criar múltiplas tabelas de consulta de formato de onda 4104 e durante um procedimento de tratamento de tecido (por exemplo, simultaneamente ou em tempo real virtual com base em ações de usuário ou sensor) alternar entre diferentes formatos de ondas armazenados em tabelas de consulta 4104 separadas com base no efeito do tecido desejado e/ou na retroinformação de tecido.[00390] The DDS circuit 4100 may comprise multiple lookup tables 4104, wherein the lookup table 4104 stores a waveform represented by a predetermined number of samples, the samples defining a predetermined shape of the waveform. In this way, multiple waveforms that have a unique shape can be stored in multiple lookup tables 4104 to provide different tissue treatments based on instrument settings or tissue feedback. Examples of waveforms include high crest factor RF electrical signal waveforms for surface tissue coagulation, low crest factor RF electrical signal waveforms for deeper tissue penetration, and signal waveforms. electric that promote efficient touch-up coagulation. In one aspect, the DDS circuit 4100 may create multiple waveform lookup tables 4104 and during a tissue treatment procedure (e.g., simultaneously or in virtual real time based on user or sensor actions) switch between different formats. of waves stored in separate lookup tables 4104 based on the desired tissue effect and/or tissue feedback.

[00391] Por conseguinte, a alternância entre formatos de onda pode ser baseada na impedância do tecido e outros fatores, por exemplo. Em outros aspetos, as tabelas de consulta 4104 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico formatadas para maximizar a potência distribuída no tecido por ciclo (isto é, onda trapezoidal ou quadrada). Em outros aspectos, as tabelas de consulta 4104 podem armazenar formatos de onda sincronizados de modo que elas maximizam o fornecimento de energia pelo instrumento cirúrgico multifuncional do sistema cirúrgico 1000 quando este fornece sinais de acionamento de RF e ultrassônicos. Ainda em outros aspectos, as tabelas de consulta 4104 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico para acionar simultaneamente energia terapêutica e/ou subterapêutica ultrassônica e de RF, mantendo simultaneamente o bloqueio da frequência ultrassônica. Formatos de onda personalizados específicos para diferentes instrumentos e seus efeitos teciduais podem ser armazenados na memória não volátil do gerador ou na memória não volátil (por exemplo, EEPROM) do sistema cirúrgico 1000 e buscados ao conectar o instrumento cirúrgico multifuncional ao circuito gerador. Um exemplo de uma senoide exponencialmente amortecida, conforme utilizada em muitos formatos de onda de "coagulação" de alto fator de crista, é mostrado na Figura 37.[00391] Therefore, switching between waveforms can be based on tissue impedance and other factors, for example. In other aspects, lookup tables 4104 can store electrical signal waveforms formatted to maximize the power delivered to the tissue per cycle (i.e., trapezoidal or square wave). In other aspects, lookup tables 4104 can store synchronized waveforms such that they maximize power delivery by the multifunctional surgical instrument of surgical system 1000 when it provides RF and ultrasonic drive signals. In still other aspects, lookup tables 4104 can store electrical signal waveforms to simultaneously drive therapeutic and/or subtherapeutic ultrasonic and RF energy while simultaneously maintaining ultrasonic frequency lock. Custom waveforms specific to different instruments and their tissue effects can be stored in the non-volatile memory of the generator or the non-volatile memory (e.g., EEPROM) of the surgical system 1000 and fetched when connecting the multifunctional surgical instrument to the generator circuit. An example of an exponentially damped sinusoid, as used in many high crest factor "coagulation" waveforms, is shown in Figure 37.

[00392] Uma implementação mais flexível e eficiente do circuito DDS 4100 emprega um circuito digital chamado de Oscilador Controlado Numericamente (NCO, de "Numerically Controlled Oscillator"). Um diagrama de blocos de um circuito de síntese digital mais flexível e eficiente, como um circuito DDS 4200, é mostrado na Figura 36. Neste diagrama de blocos simplificado, um circuito DDS 4200 é acoplado a um processador, controlador ou dispositivo lógico do gerador e a um circuito de memória localizado no gerador ou em qualquer dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000. O circuito DDS 4200 compreende um registrador de carga 4202, um registrador de fase delta paralelo 4204, um circuito somador 4216, um registrador de fase 4208, uma tabela de consulta 4210 (conversor fase-amplitude), um circuito DAC 4212 e um filtro 4214. O circuito somador 4216 e o registrador de fase 4208 formam parte de um acumulador de fase 4206. Uma frequência de relógio fc é aplicada ao registrador de fase 4208 e a um circuito DAC 4212. O registrador de carga 4202 recebe uma palavra de sintonia que especifica a frequência de saída como uma fração do sinal de frequência de relógio de referência fc. A saída do registrador de carga 4202 é fornecida ao registador de fase delta paralelo 4204 com uma palavra de sintonização M.[00392] A more flexible and efficient implementation of the DDS 4100 circuit employs a digital circuit called a Numerically Controlled Oscillator (NCO). A block diagram of a more flexible and efficient digital synthesis circuit, such as a DDS 4200 circuit, is shown in Figure 36. In this simplified block diagram, a DDS 4200 circuit is coupled to a processor, controller, or generator logic device and to a memory circuit located in the generator or any of the surgical instruments of the surgical system 1000. The DDS circuit 4200 comprises a charge register 4202, a parallel delta phase register 4204, an adder circuit 4216, a phase register 4208, a look-up table 4210 (phase-to-amplitude converter), a DAC circuit 4212, and a filter 4214. The adder circuit 4216 and the phase register 4208 form part of a phase accumulator 4206. A clock frequency fc is applied to the phase register 4208 and to a DAC circuit 4212. The load register 4202 receives a tuning word that specifies the output frequency as a fraction of the reference clock frequency signal fc. The output of the load register 4202 is fed to the parallel delta phase register 4204 with an M tuning word.

[00393] O circuito DDS 4200 inclui um relógio de amostra que gera a frequência de relógio fc, o acumulador de fase 4206 e a tabela de consulta 4210 (por exemplo, conversor de fase para amplitude). O conteúdo do acumulador de fase 4206 é atualizado uma vez por ciclo de relógio fc. Quando o acumulador de fase 4206 é atualizado, o número digital, M, armazenado no registrador de fase delta 4204 é adicionado ao número no registrador de fase 4208 pelo um circuito somador 4216. Presumindo que o número no registo de fase delta paralela 4204 é 00...01 e que o conteúdo inicial do acumulador de fase 4206 é 00...00. O acumulador de fase 4206 é atualizado por 00.01 por ciclo de relógio. Se o acumulador de fase 4206 tiver uma largura de 32 bits, são necessários 232 ciclos de relógio (mais de 4 bilhões) antes do acumulador de fase 4206 retornar a 00.00, e o ciclo se repetir.[00393] The DDS circuit 4200 includes a sample clock that generates the clock frequency fc, the phase accumulator 4206, and the look-up table 4210 (e.g., phase-to-amplitude converter). The contents of the phase accumulator 4206 are updated once per fc clock cycle. When the phase accumulator 4206 is updated, the digital number, M, stored in the delta phase register 4204 is added to the number in the phase register 4208 by an adder circuit 4216. Assuming that the number in the parallel delta phase register 4204 is 00 ...01 and that the initial content of the phase accumulator 4206 is 00...00. The 4206 phase accumulator is updated by 00.01 per clock cycle. If the 4206 phase accumulator has a width of 32 bits, it takes 232 clock cycles (more than 4 billion) before the 4206 phase accumulator returns to 00.00, and the cycle repeats.

[00394] Uma saída truncada 4218 do acumulador de fase 4206 é fornecida a uma tabela de consulta do conversor de fase para amplitude 4210 e a saída da tabela de consulta 4210 é acoplada a um circuito DAC 4212. A saída truncada 4218 do acumulador de fase 4206 serve como o endereço para uma tabela de consulta de seno (ou cosseno). Um endereço na tabela de consulta corresponde a um ponto de fase na onda senoidal de 0° a 360°. A tabela de consulta 4210 contém as informações de amplitude digital correspondentes a um ciclo completo de uma onda senoidal. A tabela de consulta 4210, portanto, mapeia as informações de fase do acumulador de fase 4206 em uma palavra de amplitude digital, a qual, por sua vez, aciona o circuito DAC 4212. A saída do circuito DAC é um primeiro sinal analógico 4220 e é filtrada por um filtro 4214. A saída do filtro 4214 é um segundo sinal analógico 4222, que é fornecido a um amplificador de energia acoplado ao circuito gerador.[00394] A truncated output 4218 of the phase accumulator 4206 is provided to a look-up table of the phase-to-amplitude converter 4210 and the output of the look-up table 4210 is coupled to a DAC circuit 4212. The truncated output 4218 of the phase accumulator 4206 serves as the address for a sine (or cosine) lookup table. An address in the lookup table corresponds to a phase point in the sine wave from 0° to 360°. The lookup table 4210 contains digital amplitude information corresponding to one complete cycle of a sine wave. The lookup table 4210 therefore maps the phase information from the phase accumulator 4206 into a digital amplitude word, which in turn drives the DAC circuit 4212. The output of the DAC circuit is a first analog signal 4220 and is filtered by a filter 4214. The output of the filter 4214 is a second analog signal 4222, which is supplied to a power amplifier coupled to the generator circuit.

[00395] Em um aspecto, a forma de onda de sinal elétrico pode ser digitalizada em 1024 (210) pontos de fase, embora o formato de onda que pode ser digitalizado seja qualquer número adequado de 2n pontos de fase variando de 256 (28) a 281.474.976.710.656 (248), onde n é um inteiro positivo, conforme mostrado na TABELA 1. A forma de onda de sinal elétrico pode ser expressada como An(θn), em que uma amplitude normalizada An em um ponto n é representada por um ângulo de fase θn é chamado de ponto de fase no ponto n. O número de pontos de fase distinta n determina a resolução de ajuste do circuito DDS 4200 (bem como do circuito DDS 4100 mostrado na Figura 35).[00395] In one aspect, the electrical signal waveform can be digitized at 1024 (210) phase points, although the waveform that can be digitized is any suitable number of 2n phase points ranging from 256 (28) to 281,474,976,710,656 (248), where n is a positive integer, as shown in TABLE 1. The electrical signal waveform can be expressed as An(θn), where a normalized amplitude An at a point n is represented by a phase angle θn is called the phase point at point n. The number of distinct phase points n determines the tuning resolution of the DDS 4200 circuit (as well as the DDS 4100 circuit shown in Figure 35).

[00396] A Tabela 1 especifica a forma de onda de sinal elétrico digitalizada em um número de pontos de fase.TABELA 1[00396] Table 1 specifies the electrical signal waveform digitized at a number of phase points. TABLE 1

[00397] Os algoritmos do circuito gerador e os controles digitais podem escanear os endereços na tabela de consulta 4210, que em retorno fornece valores de entrada digitais variáveis para o circuito DAC 4212 que alimenta o filtro 4214 e o amplificador de energia. Os endereços podem ser verificados de acordo com uma frequência de interesse. A utilização da tabela de consulta possibilita a geração de vários tipos de formatos que podem ser convertidos em sinal de saída analógico pelo circuito DAC 4212 filtrado pelo filtro 4214, amplificado pelo amplificador de potência acoplado à saída do circuito gerador e alimentado ao tecido sob a forma de energia de RF ou alimentado a um transdutor ultrassônico e aplicado ao tecido sob a forma de vibrações ultrassônicas que fornecem energia ao tecido sob a forma de calor. A saída do amplificador pode ser aplicada a um eletrodo de RF, múltiplos eletrodos de saída simultaneamente, um transdutor ultrassônico, múltiplos transdutores ultrassônicos simultaneamente ou uma combinação de transdutores de RF e ultrassônicos, por exemplo. Além disso, múltiplas tabelas de formato de onda podem ser criadas, armazenadas e aplicadas ao tecido a partir de um circuito gerador.[00397] The generator circuit algorithms and digital controls can scan the addresses in the lookup table 4210, which in return provides variable digital input values to the DAC circuit 4212 that feeds the filter 4214 and the power amplifier. Addresses can be scanned according to a frequency of interest. The use of the look-up table allows the generation of various types of formats that can be converted into an analog output signal by the DAC circuit 4212 filtered by the filter 4214, amplified by the power amplifier coupled to the output of the generator circuit and fed to the tissue in the form of RF energy or fed to an ultrasonic transducer and applied to the tissue in the form of ultrasonic vibrations that deliver energy to the tissue in the form of heat. The amplifier output can be applied to an RF electrode, multiple output electrodes simultaneously, an ultrasonic transducer, multiple ultrasonic transducers simultaneously, or a combination of RF and ultrasonic transducers, for example. Additionally, multiple waveform tables can be created, stored, and applied to tissue from one generator circuit.

[00398] Novamente com referência à Figura 35, para n = 32 e M = 1, o acumulador de fase 4206 passa através 232 das saídas possíveis antes de transbordar e reinicializar. A frequência de onda de saída correspondente é igual à frequência de relógio de entrada dividida por 232. Se M = 2, então o registrador de fase 1708 "roda" duas vezes mais rápido, e a frequência de saída é duplicada. Isto pode ser generalizado como a seguir.[00398] Again referring to Figure 35, for n = 32 and M = 1, phase accumulator 4206 passes through 232 of the possible outputs before overflowing and resetting. The corresponding output wave frequency is equal to the input clock frequency divided by 232. If M = 2, then the 1708 phase register "runs" twice as fast, and the output frequency is doubled. This can be generalized as follows.

[00399] Para um acumulador de fase 4206 configurado para acumular n bits (em geral n situa-se na faixa de 24 a 32 na maioria dos sistemas DDS, mas conforme previamente discutido, n pode ser selecionado dentre uma ampla gama de opções), existem 2n possíveis pontos de fases. A palavra digital no registrador de fase delta M representa a quantidade de acúmulo de fase que é incrementada por ciclo de relógio. Se fc é a frequência de relógio, então a frequência da onda senoidal de saída é igual a: [00399] For a phase accumulator 4206 configured to accumulate n bits (generally n is in the range of 24 to 32 in most DDS systems, but as previously discussed, n can be selected from a wide range of options), there are 2n possible phase points. The digital word in the delta M phase register represents the amount of phase accumulation that is incremented per clock cycle. If fc is the clock frequency, then the frequency of the output sine wave is equal to:

[00400] A equação acima é conhecida como "equação de sintonia" DDS. Observa-se que a resolução de frequência do sistema é igual a [00400] The above equation is known as the DDS "tuning equation". It is observed that the frequency resolution of the system is equal to

[00401] Para n = 32, a resolução é maior que uma parte em quatro bilhões. Em um aspecto do sistema DDS 4200, nem todos os bits fora do acumulador de fase 4206 passam para a tabela de consulta 4210, mas são truncados, deixando apenas os primeiros 13 a 15 bits mais significativos (MSBs), por exemplo. Isto reduz o tamanho da tabela de consulta 4210 e não afeta a resolução de frequência. A truncagem de fase somente adiciona uma pequena, mas aceitável, quantidade de ruído de fase à saída final.[00401] For n = 32, the resolution is greater than one part in four billion. In one aspect of the DDS system 4200, not all bits outside the phase accumulator 4206 pass into the lookup table 4210, but are truncated, leaving only the first 13 to 15 most significant bits (MSBs), for example. This reduces the size of the 4210 lookup table and does not affect frequency resolution. Phase truncation only adds a small but acceptable amount of phase noise to the final output.

[00402] A forma de onda de sinal elétrico pode ser caracterizada pela corrente, tensão ou potência em uma determinada frequência. Adicionalmente, quando qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 compreende componentes ultrassônicos, a forma de onda de sinal elétrico pode ser configurada para acionar ao menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de ao menos um instrumento cirúrgico. Dessa forma, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer uma forma de onda de sinal elétrico a ao menos um instrumento cirúrgico, sendo que a forma de onda de sinal elétrico é caracterizada por um formato de onda predeterminado armazenado na tabela de consulta 4210 (ou tabela de consulta 4104 - Figura 35). Além disso, a forma de onda de sinal elétrico pode ser uma combinação de duas ou mais formatos de onda. A tabela de consulta 4210 pode compreender informações associadas a uma pluralidade de formatos de onda. Em um aspecto ou exemplo, a tabela de consulta 4210 pode ser gerada pelo circuito DDS 4200 e pode ser chamada de tabela de síntese direta digital. A síntese direta digital (DDS) opera armazenando primeiramente uma grande forma de onda repetitiva na memória integrada. Um ciclo de uma forma de onda (senoidal, triangular, quadrada, arbitrária) pode ser representado por um número predeterminado de pontos de fase, conforme mostrado na TABELA 1 e armazenado na memória. Uma vez que a forma de onda é armazenada na memória, ela pode ser gerada em frequências muito precisas. A tabela de síntese direta digital pode ser armazenada em uma memória não volátil do circuito gerador e/ou pode ser implementada com um circuito FPGA no circuito gerador. A tabela de consulta 4210 pode ser endereçada por qualquer técnica adequada que seja conveniente para categorizar os formatos de onda. De acordo com um aspecto, a tabela de consulta 4210 é endereçada de acordo com uma frequência da forma de onda de sinal elétrico. Além disso, as informações associadas à pluralidade de formatos de onda podem ser armazenadas como informações digitais em uma memória ou como parte da tabela de consulta 4210.[00402] The electrical signal waveform can be characterized by current, voltage or power at a certain frequency. Additionally, when any of the surgical instruments of the surgical system 1000 comprises ultrasonic components, the electrical signal waveform may be configured to drive at least two vibration modes of an ultrasonic transducer of at least one surgical instrument. In this way, the generator circuit may be configured to provide an electrical signal waveform to at least one surgical instrument, the electrical signal waveform being characterized by a predetermined waveform stored in lookup table 4210 (or query table 4104 - Figure 35). Furthermore, the electrical signal waveform can be a combination of two or more waveforms. The lookup table 4210 may comprise information associated with a plurality of waveforms. In one aspect or example, the lookup table 4210 may be generated by the DDS circuit 4200 and may be called a digital direct synthesis table. Digital direct synthesis (DDS) operates by first storing a large repetitive waveform in onboard memory. One cycle of a waveform (sine, triangular, square, arbitrary) can be represented by a predetermined number of phase points as shown in TABLE 1 and stored in memory. Once the waveform is stored in memory, it can be generated at very precise frequencies. The digital direct synthesis table may be stored in a non-volatile memory of the generator circuit and/or may be implemented with an FPGA circuit in the generator circuit. The lookup table 4210 may be addressed by any suitable technique that is convenient for categorizing the waveforms. In one aspect, the lookup table 4210 is addressed according to a frequency of the electrical signal waveform. Furthermore, information associated with the plurality of waveforms may be stored as digital information in a memory or as part of the lookup table 4210.

[00403] Em um aspecto, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer formas de onda de sinal elétrico a ao menos dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente. O circuito gerador pode também ser configurado para fornecer a forma de onda de sinal elétrico, que pode ser caracterizada por dois ou mais formatos de onda, através de um canal de saída do circuito gerador para os dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente. Por exemplo, em um aspecto, a forma de onda de sinal elétrico compreende um primeiro sinal elétrico para acionar um transdutor ultrassônico (por exemplo, sinal de acionamento ultrassônico), um segundo sinal de acionamento de RF e/ou uma combinação dos mesmos. Além disso, uma forma de onda de sinal elétrico pode compreender uma pluralidade de sinais de acionamento ultrassônicos, uma pluralidade de sinais de acionamento de RF e/ou uma combinação de uma pluralidade de sinais de acionamento ultrassônicos e de RF.[00403] In one aspect, the generator circuit may be configured to provide electrical signal waveforms to at least two surgical instruments simultaneously. The generator circuit may also be configured to provide the electrical signal waveform, which may be characterized by two or more waveforms, through an output channel of the generator circuit to the two surgical instruments simultaneously. For example, in one aspect, the electrical signal waveform comprises a first electrical signal for driving an ultrasonic transducer (e.g., ultrasonic drive signal), a second RF drive signal, and/or a combination thereof. Furthermore, an electrical signal waveform may comprise a plurality of ultrasonic drive signals, a plurality of RF drive signals, and/or a combination of a plurality of ultrasonic and RF drive signals.

[00404] Adicionalmente, um método para operar o gerador de acordo com a presente divulgação compreende gerar uma forma de onda de sinal elétrico e fornecer a forma de onda de sinal elétrico gerada a qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, sendo que gerar a forma de onda de sinal elétrico compreende receber informações associadas à forma de onda de sinal elétrico de uma memória. A forma de onda de sinal elétrico gerada compreende pelo menos um formato de onda. Além disso, fornecer a forma de onda de sinal elétrico gerada para ao menos um instrumento cirúrgico compreende fornecer a forma de onda de sinal elétrico ao menos a dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente.[00404] Additionally, a method for operating the generator in accordance with the present disclosure comprises generating an electrical signal waveform and providing the generated electrical signal waveform to any of the surgical instruments of the surgical system 1000, wherein generating the electrical signal waveform comprises receiving information associated with the electrical signal waveform from a memory. The generated electrical signal waveform comprises at least one waveform. Further, providing the generated electrical signal waveform to at least one surgical instrument comprises providing the electrical signal waveform to at least two surgical instruments simultaneously.

[00405] O circuito gerador, conforme descrito aqui, pode permitir a geração de vários tipos de tabelas de síntese direta digital. Exemplos de formatos de onda para sinais de RF/eletrocirúrgicos adequados para tratar uma variedade de tecidos gerados pelo circuito gerador incluem sinais de RF com um fator de crista alto (que podem ser utilizados para coagulação superficial no modo RF), sinais RF de fator de crista baixo (que podem ser usados para penetração no tecido mais profunda) e formas de onda que promovem coagulação de retoque eficiente. O circuito gerador pode também gerar múltiplos formatos de onda empregando uma tabela de consulta de síntese direta digital 4210 e, em tempo real, pode alternar entre formatos de onda específicos com base no efeito de tecido desejado. A alternância pode ser baseada na impedância do tecido e/ou em outros fatores.[00405] The generator circuit, as described here, may allow the generation of various types of digital direct synthesis tables. Examples of waveforms for RF/electrosurgical signals suitable for treating a variety of tissues generated by the generator circuit include RF signals with a high crest factor (which can be used for superficial coagulation in RF mode), high crest factor RF signals low crest (which can be used for deeper tissue penetration) and touch-up waveforms that promote efficient coagulation. The generator circuit can also generate multiple waveforms employing a 4210 digital direct synthesis lookup table and, in real time, can switch between specific waveforms based on the desired tissue effect. Alternation may be based on tissue impedance and/or other factors.

[00406] Além dos formatos tradicionais de onda seno/cosseno, o circuito gerador pode ser configurado para gerar formato(s) de onda que maximiza(m) a potência no tecido por ciclo (por exemplo, onda trapezoidal ou quadrada). O circuito gerador pode fornecer formatos de ondas que são sincronizados para maximizar a potência fornecida à carga ao acionar simultaneamente sinais de RF e ultrassônicos e manter a trava de frequência ultrassônica, desde que o circuito gerador inclua uma topologia de circuito que possibilite o acionamento simultâneo de sinais de RF e ultrassônicos. Além disso, formatos de onda personalizados específicos para instrumentos e seus efeitos no tecido podem ser armazenados em uma memória não volátil (NVM) ou um EEPROM de instrumento e podem ser buscados ao conectar qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 ao circuito gerador.[00406] In addition to traditional sine/cosine waveforms, the generator circuit can be configured to generate waveform(s) that maximize tissue power per cycle (e.g., trapezoidal or square wave). The generator circuit may provide waveforms that are synchronized to maximize the power delivered to the load by simultaneously driving RF and ultrasonic signals and maintaining ultrasonic frequency lock, provided that the generator circuit includes a circuit topology that enables simultaneous driving of RF and ultrasonic signals. Additionally, instrument-specific custom waveforms and their effects on tissue can be stored in a non-volatile memory (NVM) or an instrument EEPROM and can be fetched by connecting any of the surgical instruments of the surgical system 1000 to the generator circuit.

[00407] O circuito DDS 4200 pode compreender múltiplas tabelas de consulta 4104, sendo que a tabela de consulta 4210 armazena uma forma de onda representada por um número predeterminado de pontos de fase (também chamados de amostras), sendo que os pontos de fase definem um formato predeterminado da forma de onda. Dessa forma, múltiplas formas de onda que têm um formato exclusivo podem ser armazenadas em múltiplas tabelas de consulta 4210 para fornecer diferentes tratamentos de tecido com base em configurações de instrumento ou retroinformação de tecido. Exemplos de formas de onda incluem formas de onda de sinal elétrico de RF de alto fator de crista para coagulação do tecido de superfície, forma de onda de sinal elétrico RF de baixo fator de crista para penetração no tecido mais profunda e formas de onda de sinal elétrico que promovem coagulação de retoque eficiente. Em um aspecto, o circuito DDS 4200 pode criar múltiplas tabelas de consulta de formato de onda 4210 e durante um procedimento de tratamento de tecido (por exemplo, simultaneamente ou em tempo real virtual com base em ações de usuário ou sensor) alternar entre diferentes formatos de ondas armazenados em diferentes tabelas de consulta 4210 com base no efeito sobre o tecido desejado e/ou retroinformação de tecido.[00407] The DDS circuit 4200 may comprise multiple lookup tables 4104, wherein the lookup table 4210 stores a waveform represented by a predetermined number of phase points (also called samples), with the phase points defining a predetermined shape of the waveform. In this way, multiple waveforms that have a unique shape can be stored in multiple lookup tables 4210 to provide different tissue treatments based on instrument settings or tissue feedback. Examples of waveforms include high crest factor RF electrical signal waveforms for surface tissue coagulation, low crest factor RF electrical signal waveforms for deeper tissue penetration, and signal waveforms. electric that promote efficient touch-up coagulation. In one aspect, the DDS circuit 4200 may create multiple waveform lookup tables 4210 and during a tissue treatment procedure (e.g., simultaneously or in virtual real time based on user or sensor actions) switch between different formats. of waves stored in different lookup tables 4210 based on the effect on the desired tissue and/or tissue feedback.

[00408] Por conseguinte, a alternância entre formatos de onda pode ser baseada na impedância do tecido e outros fatores, por exemplo. Em outros aspetos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico formatadas para maximizar a potência liberada no tecido por ciclo (isto é, onda trapezoidal ou quadrada). Em outros aspectos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar formatos de onda sincronizados de modo que elas maximizam o fornecimento de energia por qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 quando este fornece sinais de acionamento de RF e ultrassônicos. Ainda em outros aspectos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico para acionar simultaneamente energia terapêutica e/ou subterapêutica ultrassônica e de RF, mantendo simultaneamente o bloqueio da frequência ultrassônica. De modo geral, o formato de onda de saída pode estar na forma de uma onda senoidal, onda cossenoidal, onda de pulso, onda quadrada e similares. No entanto, os formatos de onda personalizados e mais complexos específicos para diferentes instrumentos e seus efeitos teciduais podem ser armazenadas na memória não volátil do circuito gerador ou na memória não volátil (por exemplo, EEPROM) do instrumento cirúrgico e buscadas ao conectar o instrumento cirúrgico no circuito gerador. Um exemplo de um formato de onda personalizado é uma senoide exponencialmente amortecida conforme utilizada em muitas formas de onda de "coagulação" de alto fator de crista, conforme mostrado na Figura 37.[00408] Therefore, switching between waveforms can be based on tissue impedance and other factors, for example. In other aspects, the lookup tables 4210 can store electrical signal waveforms formatted to maximize the power delivered to the tissue per cycle (i.e., trapezoidal or square wave). In other aspects, the lookup tables 4210 can store synchronized waveforms so that they maximize power delivery by any of the surgical instruments of the surgical system 1000 when it provides RF and ultrasonic drive signals. In still other aspects, lookup tables 4210 can store electrical signal waveforms to simultaneously drive therapeutic and/or subtherapeutic ultrasonic and RF energy while simultaneously maintaining ultrasonic frequency lock. Generally speaking, the output waveform can be in the form of a sine wave, cosine wave, pulse wave, square wave and the like. However, custom and more complex waveforms specific to different instruments and their tissue effects can be stored in the non-volatile memory of the generator circuit or in the non-volatile memory (e.g., EEPROM) of the surgical instrument and fetched when connecting the surgical instrument. in the generator circuit. An example of a custom waveform is an exponentially damped sinusoid as used in many high crest factor "coagulation" waveforms, as shown in Figure 37.

[00409] A Figura 37 ilustra um ciclo de uma forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto 4300, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação, de uma forma de onda analógica 4304 (mostrada sobreposta à forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto 4300 para propósitos de comparação). O eixo geométrico horizontal representa o Tempo (t) e o eixo geométrico vertical representa os pontos de fases digitais. A forma de onda de sinal elétrico digital 4300 é uma versão digital de tempo distinto da forma de onda analógica desejada 4304, por exemplo. A forma de onda de sinal elétrico digital 4300 é gerada pelo armazenamento de um ponto de fase de amplitude 4302 que representa a amplitude por ciclo de relógio Tclk sobre um ciclo ou período To. A forma de onda de sinal elétrico digital 4300 é gerada sobre um período To por qualquer circuito de processamento digital adequado. Os pontos de fase de amplitude são palavras digitais armazenadas em um circuito de memória. No exemplo ilustrado nas Figura 35 e 36, a palavra digital é uma palavra de 6 bits que é capaz de armazenar os pontos de fase de amplitude com uma resolução de 26 ou 64 bits. Será reconhecido que os exemplos mostrados nas Figuras 35 e 36 são para propósitos ilustrativos e que nas implementações atuais a resolução pode ser muito mais alta. Os pontos de fase de amplitude digital 4302 durante um ciclo To são armazenados na memória como uma cadeia de palavras em cadeia em uma tabela de consulta 4104, 4210, como descrito em conexão com as Figuras 35 e 36, por exemplo. Para gerar a versão analógica da forma de onda analógica 4304, os pontos de fase de amplitude 4302 são lidos sequencialmente a partir da memória de 0 a To por ciclo de relógio Tclk e são convertidos por um circuito DAC 4108, 4212, também descritos em conexão com as Figuras 35 e 36. Ciclos adicionais podem ser gerados pela leitura repetida dos pontos de fase de amplitude 4302 da forma de onda de sinal elétrico digital 4300 de 0 a To por tantos ciclos ou períodos conforme desejado. A versão analógica suave da forma de onda analógica 4304 é conseguida mediante a filtração da saída do circuito DAC 4108, 4212 por um filtro 4112, 4214 (Figuras 35 e 36). O sinal de saída analógico filtrado 4114, 4222 (Figuras 35 e 36) é aplicado à entrada de um amplificador de potência.[00409] Figure 37 illustrates a cycle of a discrete-time digital electrical signal waveform 4300, in accordance with at least one aspect of the present disclosure, of an analog waveform 4304 (shown superimposed on the signal waveform discrete-time digital electrical 4300 for comparison purposes). The horizontal geometric axis represents Time (t) and the vertical geometric axis represents the digital phase points. The digital electrical signal waveform 4300 is a distinct time digital version of the desired analog waveform 4304, for example. The digital electrical signal waveform 4300 is generated by storing an amplitude phase point 4302 that represents the amplitude per clock cycle Tclk over a cycle or period To. The digital electrical signal waveform 4300 is generated over a period To by any suitable digital processing circuit. Amplitude phase points are digital words stored in a memory circuit. In the example illustrated in Figures 35 and 36, the digital word is a 6-bit word that is capable of storing amplitude phase points with a resolution of 26 or 64 bits. It will be recognized that the examples shown in Figures 35 and 36 are for illustrative purposes and that in current implementations the resolution can be much higher. Digital amplitude phase points 4302 during a To cycle are stored in memory as a string of daisy-chain words in a look-up table 4104, 4210, as described in connection with Figures 35 and 36, for example. To generate the analog version of the analog waveform 4304, the amplitude phase points 4302 are read sequentially from memory from 0 to To per Tclk clock cycle and are converted by a DAC circuit 4108, 4212, also described in connection with Figures 35 and 36. Additional cycles may be generated by repeatedly reading the amplitude phase points 4302 of the digital electrical signal waveform 4300 from 0 to To for as many cycles or periods as desired. The smooth analog version of the analog waveform 4304 is achieved by filtering the output of the DAC circuit 4108, 4212 by a filter 4112, 4214 (Figures 35 and 36). The filtered analog output signal 4114, 4222 (Figures 35 and 36) is applied to the input of a power amplifier.

[00410] A Figura 38 é um diagrama de um sistema de controle 12950 configurado para fornecer o fechamento progressivo de um membro de fechamento (por exemplo, tubo de fechamento) quando o membro de deslocamento avança distalmente e se acopla a um braço de aperto (por exemplo, bigorna) para diminuir a carga da força de fechamento no membro de fechamento em uma velocidade desejada e diminuir a carga da força de disparo sobre o membro de disparo de acordo com um aspecto da presente revelação. Em um aspecto, o sistema de controle 12950 pode ser implementado como um controlador de retroinformação PID aninhado. Um controlador PID é um mecanismo de retroinformação do circuito de controle (controlador) para calcular continuamente um valor de erro como a diferença entre um ponto de ajuste desejado e uma variável de processo medida e aplicar uma correção com base nos termos proporcionais, integrais e derivados (às vezes indicados P, I, e D respectivamente). O sistema de controle de retroinformação do controlador PID aninhado 12950 inclui um controlador primário 12952, em um circuito de realimentação (externo) primário 12954 e um controlador secundário 12955 em um circuito de realimentação (interno) secundário 12956. O controlador primário 12952 pode ser um controlador PID 12972, conforme mostrado na Figura 39, e o controlador secundário 12955 também pode ser um controlador PID 12972, conforme mostrado na Figura 39. O controlador primário 12952 controla um processo primário 12958 e o controlador secundário 12955 controla um processo secundário 12960. A saída 12966 do processador primário 12958 é subtraída de um ponto de ajuste primário P 1 por um primeiro somador 12962. O primeiro somador 12962 produz um único sinal de soma de saída que é aplicado ao controlador primário 12952. A saída do controlador primário 12952 é o ponto de ajuste secundário SP2. A saída 12968 do processador secundário 12960 é subtraída de um ponto de ajuste primário SP2 por um primeiro somador 12964.[00410] Figure 38 is a diagram of a control system 12950 configured to provide progressive closure of a closure member (e.g., closure tube) when the travel member advances distally and engages a clamping arm ( e.g., anvil) to decrease the closing force load on the closing member at a desired speed and decrease the firing force loading on the firing member in accordance with an aspect of the present disclosure. In one aspect, the 12950 control system can be implemented as a nested PID feedback controller. A PID controller is a control loop (controller) feedback mechanism to continuously calculate an error value as the difference between a desired set point and a measured process variable and apply a correction based on proportional, integral, and derivative terms (sometimes indicated P, I, and D respectively). The feedback control system of the nested PID controller 12950 includes a primary controller 12952 in a primary (external) feedback circuit 12954 and a secondary controller 12955 in a secondary (internal) feedback circuit 12956. The primary controller 12952 may be a PID controller 12972, as shown in Figure 39, and the secondary controller 12955 may also be a PID controller 12972, as shown in Figure 39. The primary controller 12952 controls a primary process 12958, and the secondary controller 12955 controls a secondary process 12960. output 12966 of the primary processor 12958 is subtracted from a primary set point P 1 by a first adder 12962. The first adder 12962 produces a single output sum signal that is applied to the primary controller 12952. The output of the primary controller 12952 is the secondary setpoint SP2. The output 12968 of the secondary processor 12960 is subtracted from a primary set point SP2 by a first adder 12964.

[00411] No contexto de controlar o deslocamento de um tubo de fechamento, o sistema de controle 12950 pode ser configurado de modo que o ponto de ajuste primário SP1 é um valor de força de fechamento desejado e o controlador primário 12952 é configurado para receber a força de fechamento a partir de um sensor de torque acoplado à saída de um motor de fechamento e determinar uma velocidade do motor do ponto de ajuste SP2 para o motor de fechamento. Em outros aspectos, a força de fechamento pode ser medida com medidores de esforço, células de carga, ou outros sensores de força adequados. O ponto de ajuste da velocidade do motor de fechamento SP2 é comparado à velocidade real do tubo de fechamento, que é determinada pelo controlador secundário 12955. A velocidade real do tubo de fechamento pode ser medida mediante comparação do deslocamento do tubo de fechamento com o sensor de posição e a medição do tempo decorrido com um temporizador/contador. Outras técnicas, como codificadores lineares ou giratórios podem ser usadas para medir o deslocamento do tubo de fechamento. A saída 12968 do processo secundário 12960 é a velocidade real do tubo de fechamento. Esta saída da velocidade do tubo de fechamento 12968 é fornecida ao processador primário 12958 que determina a força que atua sobre o tubo de fechamento e é alimentada de volta ao somador 12962, que subtrai a força de fechamento medida do ponto de ajuste primário SP1. O ponto de ajuste principal SP1 pode ser um limiar superior ou um limiar inferior. Com base na saída do somador 12962, o controlador primário 12952 controla a velocidade e direção do motor de fechamento. O controlador secundário 12955 controla a velocidade do motor de fechamento com base na velocidade real do tubo de fechamento medida pelo processo secundário 12960 e o ponto de ajuste secundário SP2, que é com base em uma comparação dos limiares superior e inferior da força de disparo e da força de disparo real.[00411] In the context of controlling the displacement of a closing tube, the control system 12950 can be configured so that the primary set point SP1 is a desired closing force value and the primary controller 12952 is configured to receive the closing force from a torque sensor coupled to the output of a closing motor and determine a motor speed from setpoint SP2 for the closing motor. In other aspects, the closing force can be measured with strain gauges, load cells, or other suitable force sensors. The SP2 closure motor speed set point is compared to the actual speed of the closure tube, which is determined by the 12955 secondary controller. The actual speed of the closure tube can be measured by comparing the displacement of the closure tube with the sensor position and measuring the elapsed time with a timer/counter. Other techniques such as linear or rotary encoders can be used to measure closure tube displacement. The output 12968 of the secondary process 12960 is the actual speed of the shut-off tube. This closure tube speed output 12968 is provided to the primary processor 12958 which determines the force acting on the closure tube and is fed back to the adder 12962 which subtracts the measured clamping force from the primary set point SP1. The SP1 master setpoint can be an upper threshold or a lower threshold. Based on the output of the adder 12962, the primary controller 12952 controls the speed and direction of the closing motor. The secondary controller 12955 controls the closure motor speed based on the actual closure tube speed measured by the secondary process 12960 and the secondary setpoint SP2, which is based on a comparison of the upper and lower trigger force thresholds and of the actual firing force.

[00412] A Figura 39 ilustra um sistema de controle de retroinformação por PID 12970, de acordo com um aspecto desta revelação. O controlador primário 12952 ou o controlador secundário 12955, ou ambos, podem ser implementados como um controlador PID 12972. Em um aspecto, o controlador PID 12972 pode compreender um elemento proporcional 12974 (P), um elemento integral 12976 (I), e um elemento de derivativo 12978 (D). As saídas dos elementos P, I e D 12974, 12976, 12978 são somadas por um somador 12986, que fornece a variável de controle μ(t) ao processo 12980. A saída do processo 12980 é a variável de processo y(t). Um somador 12984 calcula a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) e uma variável de processo y(t) medida. O controlador PID 12972 continuamente calcula um valor de erro e(t) (por exemplo, a diferença entre o limiar da força de fechamento e a força de fechamento medida) como a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) (por exemplo, o limiar de força de fechamento) e a variável de processo medida y(t) (por exemplo, a velocidade e direção do tubo de fechamento) e aplica uma correção com base nos termos proporcional, integral e derivativo calculados pelo elemento proporcional 12974 (P), o elemento integral 12976 (I), e o elemento derivativo 12978 (D), respectivamente. O controlador PID 12972 tenta minimizar o erro e(t) ao longo do tempo mediante o ajuste da variável de controle μ(t) (por exemplo, a velocidade e direção do tubo de fechamento).[00412] Figure 39 illustrates a PID feedback control system 12970, in accordance with an aspect of this disclosure. The primary controller 12952 or the secondary controller 12955, or both, may be implemented as a PID controller 12972. In one aspect, the PID controller 12972 may comprise a proportional element 12974 (P), an integral element 12976 (I), and a derivative element 12978 (D). The outputs of the P, I and D elements 12974, 12976, 12978 are summed by an adder 12986, which provides the control variable μ(t) to the process 12980. The output of the process 12980 is the process variable y(t). An adder 12984 calculates the difference between a desired set point r(t) and a measured process variable y(t). The 12972 PID controller continuously calculates an error value e(t) (e.g., the difference between the closing force threshold and the measured closing force) as the difference between a desired set point r(t) (e.g. , the closing force threshold) and the measured process variable y(t) (for example, the speed and direction of the closing tube) and applies a correction based on the proportional, integral and derivative terms calculated by the proportional element 12974 ( P), the integral element 12976 (I), and the derivative element 12978 (D), respectively. The 12972 PID controller attempts to minimize the error e(t) over time by adjusting the control variable μ(t) (for example, the speed and direction of the shutoff tube).

[00413] De acordo com o algoritmo PID, o elemento "P" 12974 representa os valores presentes do erro. Por exemplo, se o erro for grande e positivo, a saída de controle também será grande e positiva. De acordo com a presente revelação, o termo de erro e(t) é a diferentes entre a força de fechamento desejada e força de fechamento medida do tubo de fechamento. O elemento "I" 12976 representa os valores passados do erro. Por exemplo, se a saída de corrente não for suficientemente forte, a integral do erro irá se acumular ao longo do tempo, e o controlador responderá aplicando uma ação mais forte. O elemento "D" 12978 representa possíveis tendências futuras do erro, com base na sua taxa real de alteração. Por exemplo, continuando o exemplo P acima, quando a saída de controle positivo grande consegue trazer o erro mais próximo de zero, ela coloca também o processo em um modo de grande erro negativo no futuro próximo. Neste caso, a derivativa torna-se negativa e o módulo D reduz a força da ação para evitar este excesso.[00413] According to the PID algorithm, the "P" element 12974 represents the present values of the error. For example, if the error is large and positive, the control output will also be large and positive. According to the present disclosure, the error term e(t) is the difference between the desired closing force and the measured closing force of the closing tube. The "I" element 12976 represents the past values of the error. For example, if the current output is not strong enough, the error integral will accumulate over time, and the controller will respond by applying a stronger action. The "D" element 12978 represents possible future trends of the error, based on its actual rate of change. For example, continuing example P above, when the large positive control output manages to bring the error closer to zero, it also puts the process into a large negative error mode in the near future. In this case, the derivative becomes negative and module D reduces the strength of the action to avoid this excess.

[00414] Será entendido que outras variáveis e os pontos de ajuste podem ser monitorados e controlados de acordo com os sistemas de controle de retroinformação 12950, 12970. Por exemplo, o algoritmo de controle da velocidade do membro de fechamento adaptável aqui descrito pode mediar ao menos dois dos seguintes parâmetros: o local de curso do membro de disparo, a carga do membro de disparo, o deslocamento do elemento de corte, a velocidade de elemento de corte, o local de curso do tubo de fechamento, a carga do tubo de fechamento, entre outros.[00414] It will be understood that other variables and set points can be monitored and controlled in accordance with feedback control systems 12950, 12970. For example, the adaptive closure member speed control algorithm described herein can mediate the least two of the following parameters: the location of travel of the firing member, the load of the firing member, the displacement of the cutting element, the speed of the cutting element, the location of travel of the shut-off tube, the load of the closure, among others.

[00415] Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos, como bisturis ultrassônicos, estão encontrando aplicações cada vez mais amplamente difundida em procedimentos cirúrgicos, em razão de suas características de desempenho exclusivas. Dependendo de configurações e parâmetros operacionais específicos do dispositivo, os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos podem oferecer, de maneira substancialmente simultânea, transecção de tecidos e homeostase por coagulação, desejavelmente minimizando o trauma do paciente. Um dispositivo cirúrgico ultrassônico pode compreender uma empunhadura contendo um transdutor ultrassônico, e um instrumento acoplado ao transdutor ultrassônico tendo um atuador de extremidade montado distalmente (por exemplo, uma ponta de lâmina) para cortar e vedar o tecido. Em alguns casos, o instrumento pode estar permanentemente fixado à empunhadura. Em outros casos, o instrumento pode ser separável da empunhadura, como no caso de um instrumento descartável ou um instrumento intercambiável. O atuador de extremidade transmite energia ultrassônica aos tecidos colocados em contato com o mesmo, para realizar a ação de corte e cauterização. Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos dessa natureza podem ser configurados para uso em procedimentos cirúrgicos abertos, laparoscópicos ou endoscópicos, inclusive procedimentos roboticamente assistidos.[00415] Ultrasonic surgical devices, such as ultrasonic scalpels, are finding increasingly widespread applications in surgical procedures, due to their unique performance characteristics. Depending on specific device configurations and operating parameters, ultrasonic surgical devices can provide substantially simultaneous tissue transection and coagulation homeostasis, desirably minimizing patient trauma. An ultrasonic surgical device may comprise a handle containing an ultrasonic transducer, and an instrument coupled to the ultrasonic transducer having a distally mounted end actuator (e.g., a blade tip) for cutting and sealing tissue. In some cases, the instrument may be permanently attached to the handle. In other cases, the instrument may be separable from the handle, as in the case of a disposable instrument or an interchangeable instrument. The end actuator transmits ultrasonic energy to the tissues placed in contact with it, to perform the cutting and cauterization action. Ultrasonic surgical devices of this nature can be configured for use in open, laparoscopic or endoscopic surgical procedures, including robotically assisted procedures.

[00416] A energia ultrassônica corta e coagula os tecidos com o uso de temperaturas mais baixas que aquelas usadas em procedimentos eletrocirúrgicos e pode ser transmitida ao atuador de extremidade por um gerador ultrassônico em comunicação com a empunhadura. Vibrando em altas frequências (por exemplo, 55.500 ciclos por segundo), a lâmina ultrassônica desnatura a proteína presente nos tecidos para formar um coágulo pegajoso. A pressão exercida sobre os tecidos pela superfície da lâmina achata os vasos sanguíneos e possibilita que o coágulo forme um selo hemostático. Um cirurgião pode controlar a velocidade de corte e coagulação por meio da força aplicada aos tecidos pelo atuador de extremidade, do tempo durante o qual a força é aplicada e do nível de excursão selecionado para o atuador de extremidade.[00416] Ultrasonic energy cuts and coagulates tissue using temperatures lower than those used in electrosurgical procedures and can be transmitted to the end actuator by an ultrasonic generator in communication with the handle. Vibrating at high frequencies (e.g. 55,500 cycles per second), the ultrasonic blade denatures protein present in tissues to form a sticky clot. The pressure exerted on the tissues by the surface of the blade flattens the blood vessels and allows the clot to form a hemostatic seal. A surgeon can control the speed of cutting and coagulation through the force applied to tissues by the end actuator, the time for which the force is applied, and the excursion level selected for the end actuator.

[00417] O transdutor ultrassônico pode ser modelado como um circuito equivalente que compreende uma primeira ramificação que tem uma capacitância estática e uma segunda ramificação "em movimento" que tem uma indutância, resistência e capacitância conectadas em série que definem as propriedades eletromecânicas de um ressonador. Os geradores ultrassônicos conhecidos podem incluir um indutor de sintonia para cancelar a capacitância estática a uma frequência de ressonância de modo que substancialmente toda a corrente do sinal de acionamento do gerador flua para a ramificação em movimento. Consequentemente, mediante o uso de um indutor de sintonia, a corrente do sinal de acionamento do gerador representa a corrente da ramificação em movimento, e o gerador é dessa forma capaz de controlar seu sinal de acionamento para manter a frequência de ressonância do transdutor ultrassônico. O indutor de sintonia pode também transformar a curva da impedância de fase do transdutor ultrassônico para otimizar as capacidades de travamento de frequência do gerador. Entretanto, o indutor de sintonia precisa ser combinado com a capacitância estática específica de um transdutor ultrassônico na frequência de ressonância operacional. Em outras palavras, um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente precisa de um indutor de sintonia.[00417] The ultrasonic transducer can be modeled as an equivalent circuit comprising a first branch that has a static capacitance and a second "moving" branch that has a series-connected inductance, resistance and capacitance that define the electromechanical properties of a resonator . Known ultrasonic generators may include a tuning inductor to cancel static capacitance at a resonant frequency so that substantially all of the generator drive signal current flows to the moving branch. Consequently, through the use of a tuning inductor, the generator drive signal current represents the moving branch current, and the generator is thus able to control its drive signal to maintain the resonant frequency of the ultrasonic transducer. The tuning inductor can also transform the phase impedance curve of the ultrasonic transducer to optimize the frequency locking capabilities of the generator. However, the tuning inductor needs to be matched to the specific static capacitance of an ultrasonic transducer at the operating resonance frequency. In other words, a different ultrasonic transducer having a different static capacitance needs a tuning inductor.

[00418] Adicionalmente, em algumas arquiteturas de gerador ultrassônico, o sinal de acionamento do gerador apresenta distorção harmônica assimétrica que complica as medições de magnitude e fase da impedância. Por exemplo, a exatidão das medições de fase da impedância pode ser reduzida devido à distorção harmônica nos sinais de corrente e tensão.[00418] Additionally, in some ultrasonic generator architectures, the generator drive signal presents asymmetric harmonic distortion that complicates impedance magnitude and phase measurements. For example, the accuracy of impedance phase measurements may be reduced due to harmonic distortion in current and voltage signals.

[00419] Além disso, a interferência eletromagnética em ambientes ruidosos diminui a capacidade do gerador de manter o travamento na frequência de ressonância do transdutor ultrassônico, aumentando a probabilidade de entradas inválidas do algoritmo de controle.[00419] Furthermore, electromagnetic interference in noisy environments decreases the generator's ability to maintain locking at the resonant frequency of the ultrasonic transducer, increasing the likelihood of invalid inputs to the control algorithm.

[00420] Os dispositivos eletrocirúrgicos para aplicação de energia elétrica a tecidos de modo a tratar e/ou destruir os ditos tecidos estão também encontrando aplicações cada vez mais amplamente disseminadas em procedimentos cirúrgicos. Um dispositivo eletrocirúrgico pode compreender uma empunhadura e um instrument que tem um atuador de extremidade distalmente montado (por exemplo, um ou mais eletrodos). O atuador de extremidade pode ser posicionado contra o tecido, de modo que a corrente elétrica seja introduzida no tecido. Os dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para funcionamento bipolar ou monopolar. Durante o funcionamento bipolar, a corrente é introduzida no tecido e retornada a partir do mesmo pelos eletrodos ativos e de retorno, respectivamente, do atuador de extremidade. Durante o funcionamento monopolar, uma corrente é introduzida no tecido por um eletrodo ativo do atuador de extremidade e retornada através de um eletrodo de retorno (por exemplo, uma placa de aterramento) separadamente situada no corpo do paciente. O calor gerado pela corrente que flui através do tecido pode formar selagens hemostáticas no interior do tecido e/ou entre tecidos e, dessa forma, pode ser particularmente útil para cauterização de vasos sanguíneos, por exemplo. O atuador de extremidade de um dispositivo eletrocirúrgico pode também compreender um membro de corte que é capaz de mover- se em relação ao tecido e aos eletrodos, para transeccionar o tecido.[00420] Electrosurgical devices for applying electrical energy to tissues in order to treat and/or destroy said tissues are also finding increasingly widespread applications in surgical procedures. An electrosurgical device may comprise a handle and an instrument that has a distally mounted end actuator (e.g., one or more electrodes). The end actuator can be positioned against the tissue so that electrical current is introduced into the tissue. Electrosurgical devices can be configured for bipolar or monopolar operation. During bipolar operation, current is introduced into the tissue and returned from it by the active and return electrodes, respectively, of the end actuator. During monopolar operation, a current is introduced into the tissue by an active electrode of the tip actuator and returned through a return electrode (e.g., a grounding plate) separately located on the patient's body. The heat generated by the current flowing through the tissue can form hemostatic seals within the tissue and/or between tissues and thus can be particularly useful for cauterizing blood vessels, for example. The end actuator of an electrosurgical device may also comprise a cutting member that is capable of moving relative to the tissue and electrodes to transect the tissue.

[00421] A energia elétrica aplicada por um dispositivo eletrocirúrgico pode ser transmitida ao instrumento por um gerador em comunicação com a empunhadura. A energia elétrica pode estar sob a forma de energia de radiofrequência (RF). A energia de RF é uma forma de energia elétrica que pode estar na faixa de frequências de 300 kHz a 1 MHz, conforme descrito em EN60601-2-2:2009+A11:2011, Definição 201.3.218 - ALTA FREQUÊNCIA. Por exemplo, a frequência em aplicações de RF monopolar pode ser tipicamente restrita a menos do que 5 MHz. Entretanto, em aplicações de RF bipolar, a frequência pode se quase qualquer uma. Frequências acima de 200 kHz são tipicamente usadas para aplicações monopolares a fim de evitar o estímulo indesejado dos nervos e músculos que resultaria do uso de uma corrente de frequência baixa. Frequências inferiores podem ser usadas para técnicas bipolares se uma análise de risco mostrar que a possibilidade de estímulo neuromuscular foi mitigada até um nível aceitável. Normalmente, frequências acima de 5 MHz não são usadas, a fim de minimizar problemas associados correntes de dispersão de alta frequência. É geralmente aceito que 10 mA é o limiar inferior dos efeitos térmicos em tecido.[00421] The electrical energy applied by an electrosurgical device can be transmitted to the instrument by a generator in communication with the handle. Electrical energy can be in the form of radio frequency (RF) energy. RF energy is a form of electrical energy that can be in the frequency range of 300 kHz to 1 MHz, as described in EN60601-2-2:2009+A11:2011, Definition 201.3.218 - HIGH FREQUENCY. For example, the frequency in monopolar RF applications can typically be restricted to less than 5 MHz. However, in bipolar RF applications, the frequency can be almost any. Frequencies above 200 kHz are typically used for monopolar applications to avoid unwanted nerve and muscle stimulation that would result from using a low frequency current. Lower frequencies may be used for bipolar techniques if a risk analysis shows that the possibility of neuromuscular stimulation has been mitigated to an acceptable level. Typically, frequencies above 5 MHz are not used in order to minimize problems associated with high-frequency stray currents. It is generally accepted that 10 mA is the lower threshold for thermal effects on tissue.

[00422] Durante esta operação, um dispositivo eletrocirúrgico pode transmitir energia de RF em baixa frequência através do tecido, o que causa atrito, ou agitação iônica, ou seja, aquecimento resistivo, o que, portanto, aumenta a temperatura do tecido. Devido ao fato de que um contorno preciso pode ser criado entre o tecido afetado e o tecido circundante, os cirurgiões podem operar com um alto nível de precisão e controle, sem sacrificar o tecido adjacente não alvo. As baixas temperaturas de operação da energia de RF podem ser úteis para remoção, encolhimento ou escultura de tecidos moles enquanto, simultaneamente, cauterizam os vasos sanguíneos. A energia de RF pode funcionar particularmente bem no tecido conjuntivo, que compreende principalmente colágeno e encolhe quando entra em contato com calor.[00422] During this operation, an electrosurgical device can transmit low-frequency RF energy through the tissue, which causes friction, or ionic agitation, i.e., resistive heating, which therefore increases the temperature of the tissue. Because a precise contour can be created between the affected tissue and surrounding tissue, surgeons can operate with a high level of precision and control without sacrificing adjacent non-target tissue. The low operating temperatures of RF energy can be useful for removing, shrinking, or sculpting soft tissue while simultaneously cauterizing blood vessels. RF energy can work particularly well on connective tissue, which primarily comprises collagen and shrinks when it comes into contact with heat.

[00423] Devido a suas necessidades únicas de sinal de acionamento, detecção e retroinformação, dispositivos ultrassônicos e eletrocirúrgicos geralmente exigem diferentes geradores. Adicionalmente, nos casos em que o instrumento é descartável ou intercambiável com uma empunhadura, os geradores ultrassônicos e eletrocirúrgicos estão limitados em sua capacidade de reconhecer a configuração do instrumento específico sendo usado e de otimizar processos de controle e diagnóstico em conformidade. Além disso, o acoplamento capacitivo entre os circuitos não isolados e isolados, de paciente, do gerador, especialmente nos casos em que tensões e frequências mais altas são usadas, pode resultar na exposição de um paciente a níveis inaceitáveis de corrente de fuga.[00423] Due to their unique drive signal, detection, and feedback needs, ultrasonic and electrosurgical devices often require different generators. Additionally, in cases where the instrument is disposable or interchangeable with a handle, ultrasonic and electrosurgical generators are limited in their ability to recognize the configuration of the specific instrument being used and to optimize control and diagnostic processes accordingly. Additionally, capacitive coupling between non-isolated patient and isolated generator circuits, especially in cases where higher voltages and frequencies are used, may result in exposing a patient to unacceptable levels of leakage current.

[00424] Além disso, devido a suas necessidades únicas de sinal de acionamento, detecção e retroinformação, os dispositivos ultrassônicos e eletrocirúrgicos geralmente exigem diferentes interface de usuário para os diferentes geradores. Em tais dispositivos ultrassônicos e eletrocirúrgicos convencionais, uma interface de usuário é configurada para uso com um instrumento ultrassônico ao passo que uma interface de usuário diferente pode ser configurada para uso com um instrumento eletrocirúrgico. Tais interfaces de usuário incluem interfaces de usuário ativadas pela mão e/ou pé, como chaves ativadas pela mão e/ou chaves ativadas pelo pé. Quando vários aspectos de geradores combinados para uso tanto com instrumentos ultrassônicos como com instrumentos eletrocirúrgicos são contemplados na subsequente revelação, interfaces de usuário adicionais que são configuradas para operar com geradores de instrumentos ultrassônicos tanto quanto eletrocirúrgicos também são contempladas.[00424] Furthermore, due to their unique drive signal, detection, and feedback needs, ultrasonic and electrosurgical devices often require different user interfaces for different generators. In such conventional ultrasonic and electrosurgical devices, one user interface is configured for use with an ultrasonic instrument whereas a different user interface may be configured for use with an electrosurgical instrument. Such user interfaces include hand- and/or foot-activated user interfaces, such as hand-activated switches and/or foot-activated switches. When various aspects of combined generators for use with both ultrasonic instruments and electrosurgical instruments are contemplated in the subsequent disclosure, additional user interfaces that are configured to operate with both ultrasonic and electrosurgical instrument generators are also contemplated.

[00425] Interfaces de usuário adicionais para fornecer retroinformação, se ao usuário ou a outra máquina, são contemplados na subsequente revelação para fornecer retroinformação que indica um modo de operação ou status de um instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúrgico. Fornecer retroinformação ao usuário e/ou à máquina para operar um instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúrgico em combinação exigirá fornecer retroinformação sensorial a um usuário e retroinformação elétrica/mecânica/eletromecânica a uma máquina. Os dispositivos de retroinformação que incorporam dispositivos de retroinformação visual (por exemplo, uma Tela de exibição de LCD, indicadores de LED), dispositivos de retroinformação de áudio (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de retroinformação tátil (por exemplo, atuadores hápticos) para uso em instrumentos ultrassônicos e/ou eletrocirúrgicos combinados são contemplados na subsequente revelação.[00425] Additional user interfaces for providing feedback, whether to the user or to another machine, are contemplated in the subsequent disclosure to provide feedback that indicates a mode of operation or status of an ultrasonic and/or electrosurgical instrument. Providing user and/or machine feedback to operate an ultrasonic and/or electrosurgical instrument in combination will require providing sensory feedback to a user and electrical/mechanical/electromechanical feedback to a machine. Feedback devices that incorporate visual feedback devices (e.g., an LCD display screen, LED indicators), audio feedback devices (e.g., a speaker, a buzzer), or tactile feedback devices (e.g., example, haptic actuators) for use in combined ultrasonic and/or electrosurgical instruments are contemplated in the subsequent disclosure.

[00426] Outros instrumentos cirúrgicos elétricos incluem, sem limitação, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou tecnologias de micro-ondas, entre outras. Consequentemente, as técnicas aqui reveladas são aplicáveis a RF ultrassônica, bipolar ou monopolar, (eletrocirúrgica), eletroporação irreversível e/ou reversível e/ou instrumentos cirúrgicos baseados em micro-ondas, entre outros.[00426] Other electrical surgical instruments include, without limitation, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave technologies, among others. Consequently, the techniques disclosed herein are applicable to ultrasonic, bipolar or monopolar RF (electrosurgical), irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave-based surgical instruments, among others.

[00427] Vários aspectos são direcionados a dispositivos cirúrgicos ultrassônicos aprimorados, dispositivos eletrocirúrgicos e geradores para uso com os mesmos. Os aspectos dos dispositivos cirúrgicos ultrassônicos podem ser configurados para transeccionar e/ou coagular o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo. Os aspectos dos dispositivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para transeccionar, coagular, escalonar, soldar e/ou dessecar o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo.[00427] Various aspects are directed to improved ultrasonic surgical devices, electrosurgical devices and generators for use therewith. Aspects of ultrasonic surgical devices can be configured to transect and/or coagulate tissue during surgical procedures, for example. Aspects of electrosurgical devices can be configured to transect, coagulate, scale, weld, and/or desiccate tissue during surgical procedures, for example.

[00428] Os aspectos do gerador utilizam amostragem analógica para digital de alta velocidade (por exemplo, aproximadamente 200 x excesso de amostragem, dependendo da frequência) da corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com processamento de sinal digital, para fornecer inúmeras vantagens e benefícios sobre as arquiteturas do gerador conhecidas. Em um aspecto, por exemplo, com base em dados de retroinformação de corrente e tensão, um valor da capacitância estática do transdutor ultrassônico, e um valor da frequência do sinal de acionamento, o gerador pode determinar a corrente da ramificação de movimento de um transdutor ultrassônico. Isso fornece o benefício de um sistema virtualmente ajustado e simula a presença de um sistema que é ajustado ou ressonante com qualquer valor da capacitância estática (por exemplo, C0 na Figura 25) em qualquer frequência. Consequentemente, o controle da corrente de ramificação do movimento pode ser realizado mediante o cancelamento dos efeitos da capacitância estática sem a necessidade de um indutor de sintonia. Adicionalmente, a eliminação do indutor de sintonia não pode degradar as capacidades de travamento de frequência do gerador, já que o travamento de frequência pode ser realizado mediante o processamento adequado dos dados de retroinformação de corrente e tensão.[00428] The generator aspects utilize high-speed analog-to-digital sampling (e.g., approximately 200 x oversampling, depending on frequency) of the current and voltage of the generator drive signal, along with digital signal processing, to provide numerous advantages and benefits over known generator architectures. In one aspect, for example, based on current and voltage feedback data, a value of the static capacitance of the ultrasonic transducer, and a value of the frequency of the drive signal, the generator can determine the current of the moving branch of a transducer. ultrasonic. This provides the benefit of a virtually tuned system and simulates the presence of a system that is tuned or resonant with any value of static capacitance (e.g., C0 in Figure 25) at any frequency. Consequently, control of the motion branch current can be accomplished by canceling the effects of static capacitance without the need for a tuning inductor. Additionally, elimination of the tuning inductor cannot degrade the frequency locking capabilities of the generator, as frequency locking can be accomplished by properly processing the current and voltage feedback data.

[00429] A amostragem analógica para digital de alta velocidade da corrente e da tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, também pode possibilitar a filtragem digital precisa das amostras. Por exemplo, aspectos do gerador podem utilizar um filtro digital passa baixo (por exemplo, um filtro de resposta finita ao impulso (FIR) que rola fora entre uma frequência do sinal de acionamento fundamental e uma harmônica de segunda ordem para reduzir a distorção harmônica assimétrica e o ruído induzido por EMI nas amostras de retroinformação de corrente e tensão. As amostras de retroinformação de corrente e tensão filtradas representam substancialmente a frequência do sinal de acionamento fundamental, permitindo assim uma medição mais acurada da fase da impedância em relação à frequência do sinal de acionamento fundamental e um aprimoramento na capacidade do gerador de manter o travamento da frequência de ressonância. A exatidão da medição de fase da impedância pode ser adicionalmente otimizada mediante cálculo da média das medições da borda descida e da borda de descida, e mediante a regulação da fase da impedância medida a 0°.[00429] High-speed analog-to-digital sampling of the current and voltage of the generator drive signal, together with digital signal processing, can also enable accurate digital filtering of samples. For example, aspects of the generator may utilize a digital low-pass filter (e.g., a finite impulse response (FIR) filter that rolls off between a fundamental drive signal frequency and a second-order harmonic to reduce asymmetric harmonic distortion and EMI-induced noise in the current and voltage feedback samples. The filtered current and voltage feedback samples substantially represent the frequency of the fundamental drive signal, thus allowing a more accurate measurement of the impedance phase relative to the signal frequency of fundamental drive and an improvement in the generator's ability to maintain resonant frequency lock. Impedance phase measurement accuracy can be further optimized by averaging falling-edge and falling-edge measurements, and by regulating of the impedance phase measured at 0°.

[00430] Vários aspectos do gerador podem também utilizar a amostragem analógica para digital de alta velocidade da corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, para determinar o consumo de energia real e outras quantidades com um alto grau de precisão. Isso pode permitir que o gerador implemente inúmeros algoritmos úteis, como, por exemplo, controlar a quantidade de potência aplicada ao tecido conforme a impedância do tecido se altera e controlar a aplicação de energia para manter uma taxa constante de aumento na impedância do tecido. Alguns desses algoritmos são usados para determinar a diferença de fase entre os sinais de corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador. Na ressonância, a diferença de fase entre os sinais de corrente e tensão é zero. A fase se altera conforme o sistema ultrassônico sai de ressonância. Vários algoritmos podem ser usados para detectar a diferença de fase e ajustar a frequência de acionamento até que o sistema ultrassônico retorna à ressonância, isto é, a diferença de fase entre os sinais de corrente e tensão chega a zero. As informações de fase também podem ser usadas para inferir as condições da lâmina ultrassônica. Conforme discutido com particularidade abaixo, a fase se altera como função da temperatura da lâmina ultrassônica. Portanto, as informações de fase podem ser usadas para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica. Isso pode ser feito, por exemplo, mediante a redução da potência fornecida à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito quente e mediante aumento da potência aplicada à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito fria.[00430] Various aspects of the generator may also utilize high-speed analog-to-digital sampling of the current and voltage of the generator drive signal, together with digital signal processing, to determine actual power consumption and other quantities with a high degree of precision. This can allow the generator to implement a number of useful algorithms, such as controlling the amount of power applied to the tissue as the tissue impedance changes, and controlling the application of power to maintain a constant rate of increase in tissue impedance. Some of these algorithms are used to determine the phase difference between the current and voltage signals of the generator drive signal. At resonance, the phase difference between the current and voltage signals is zero. The phase changes as the ultrasonic system goes out of resonance. Various algorithms can be used to detect the phase difference and adjust the drive frequency until the ultrasonic system returns to resonance, that is, the phase difference between the current and voltage signals reaches zero. Phase information can also be used to infer the conditions of the ultrasonic blade. As discussed in detail below, the phase changes as a function of the temperature of the ultrasonic blade. Therefore, the phase information can be used to control the temperature of the ultrasonic blade. This can be done, for example, by reducing the power supplied to the ultrasonic blade when the ultrasonic blade is too hot and by increasing the power applied to the ultrasonic blade when the ultrasonic blade is too cold.

[00431] Vários aspectos do gerador podem ter uma faixa ampla de frequências e potência aumentada de saída necessária para acionar os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos e os dispositivos eletrocirúrgicos. Quanto menor a tensão, maior a demanda de corrente dos dispositivos eletrocirúrgicos pode ser atendida por uma derivação dedicada em um transformador de potência de banda larga, eliminando assim a necessidade por um amplificador de potência e um transformador de saída separados. Além disso, os circuitos de detecção e retroinformação do gerador podem suportar uma ampla faixa dinâmica que atende às necessidades das aplicações ultrassônicas e das aplicações eletrocirúrgicas com mínima distorção.[00431] Various aspects of the generator may have a broad range of frequencies and increased output power required to drive ultrasonic surgical devices and electrosurgical devices. The lower the voltage, the greater the current demand of electrosurgical devices can be met by a dedicated tap on a wideband power transformer, thus eliminating the need for a separate power amplifier and output transformer. Additionally, the generator's sensing and feedback circuits can support a wide dynamic range that meets the needs of ultrasonic applications and electrosurgical applications with minimal distortion.

[00432] Vários aspectos podem fornecer um meio simples e econômico para o gerador ler e opcionalmente gravar em um circuito de dados (por exemplo, um dispositivo de barramento de um único fio, como uma EEPROM de protocolo de um único fio, conhecido sob o nome comercial "1-Wire") disposto em um instrumento fixado à empunhadura com o uso de cabos multicondutores de gerador/empunhadura existentes. Dessa forma, o gerador é capaz de recuperar e processar dados específicos do instrumento a partir de um instrumento fixado à empunhadura. Isso pode permitir que o gerador forneça melhor controle e diagnóstico e detecção de erro aprimorados. Adicionalmente, a capacidade do gerador de gravar dados no instrumento possibilita uma nova funcionalidade em termos de, por exemplo, rastreamento do uso do instrumento e captura de dados operacionais. Além disso, o uso da faixa de frequências permite a compatibilidade com versões anteriores de instrumentos contendo um dispositivo de barramento com geradores existentes.[00432] Various aspects can provide a simple and economical means for the generator to read and optionally write to a data circuit (e.g., a single-wire bus device, such as a single-wire protocol EEPROM, known under the trade name "1-Wire") arranged in an instrument attached to the handle using existing multiconductor generator/handle cables. In this way, the generator is capable of retrieving and processing instrument-specific data from an instrument attached to the handle. This can allow the generator to provide better control and improved diagnostics and error detection. Additionally, the generator's ability to record data on the instrument enables new functionality in terms of, for example, tracking instrument usage and capturing operational data. Additionally, the use of the frequency range allows backward compatibility of instruments containing a bus device with existing generators.

[00433] Aspectos revelados do gerador fornecem cancelamento ativo da corrente de fuga causados pelo acoplamento capacitivo não intencional entre circuitos não isolados e isolados, do paciente, do gerador. Além de reduzir os riscos ao paciente, a redução da corrente de fuga pode também diminuir as emissões eletromagnéticas.[00433] Disclosed aspects of the generator provide active cancellation of leakage current caused by unintentional capacitive coupling between non-isolated and isolated patient circuits of the generator. In addition to reducing risks to the patient, reducing leakage current can also reduce electromagnetic emissions.

[00434] A Figura 40 é um diagrama de sistema 7400 de um circuito segmentado 7401 que compreende uma pluralidade de segmentos de circuito operados independentemente 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Um segmento de circuito da pluralidade de segmentos de circuito do circuito segmentado 7401 compreende um ou mais circuitos e um ou mais conjuntos de instruções executáveis por máquina armazenados em um ou mais dispositivos de memória. O um ou mais circuitos de um segmento de circuito são acoplados para comunicação elétrica através de um ou mais meios de conexão com ou sem fio. A pluralidade de segmentos de circuito é configurada para realizar a transição entre três modos compreendendo um modo suspenso, um modo de espera e um modo operacional.[00434] Figure 40 is a system diagram 7400 of a segmented circuit 7401 comprising a plurality of independently operated circuit segments 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440, in accordance with at least one aspect. of the present revelation. A circuit segment of the plurality of circuit segments of the segmented circuit 7401 comprises one or more circuits and one or more machine-executable instruction sets stored in one or more memory devices. The one or more circuits of a circuit segment are coupled for electrical communication through one or more wired or wireless connection means. The plurality of circuit segments are configured to transition between three modes comprising a sleep mode, a standby mode, and an operating mode.

[00435] Em um aspecto mostrado, a pluralidade de segmentos de circuito 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 começa, em primeiro lugar, no modo de espera, em segundo lugar, passa para o modo suspenso e em terceiro lugar, passa para o modo operacional. Entretanto, em outros aspectos, a pluralidade de segmentos de circuito pode realizar a transição de qualquer um dos três modos para qualquer um dos outros três modos. Por exemplo, a pluralidade de segmentos de circuito pode realizar a transição diretamente do modo de espera para o modo operacional. Segmentos de circuito individuais podem ser colocados em um estado específico pelo circuito de controle de tensão 7408 com base na execução, por um processador de instruções executáveis em máquina. Os estados compreendem um estado desenergizado, um estado de baixa energia e um estado energizado. O estado desenergizado corresponde ao modo suspenso, o estado de baixa energia corresponde ao modo de espera e o estado energizado corresponde ao modo operacional. A transição para o estado de baixa energia pode ser atingida, por exemplo, mediante o uso de um potenciômetro.[00435] In one aspect shown, the plurality of circuit segments 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 first begin in standby mode, secondly transition to suspend mode, and thirdly, it switches to operational mode. However, in other aspects, the plurality of circuit segments may transition from any of the three modes to any of the other three modes. For example, the plurality of circuit segments may transition directly from standby mode to operating mode. Individual circuit segments may be placed in a specific state by voltage control circuit 7408 based on execution by a machine-executable instruction processor. The states comprise a de-energized state, a low-energy state, and an energized state. The off state corresponds to sleep mode, the low power state corresponds to standby mode, and the on state corresponds to operating mode. The transition to the low energy state can be achieved, for example, by using a potentiometer.

[00436] Em um aspecto, a pluralidade de segmentos de circuito 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 pode realizar a transição do modo suspenso ou do modo de espera para o modo operacional de acordo com uma sequência de energização. A pluralidade de segmentos de circuito pode também realizar a transição do modo operacional para o modo de espera ou para o modo suspenso de acordo com a sequência de desenergização. A sequência de energização e a sequência de desenergização podem ser diferentes. Em alguns aspectos, a sequência de energização compreende a energização de apenas um subconjunto de segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito. Em alguns aspectos, a sequência de desenergização compreende a desenergização de apenas um subconjunto de segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito.[00436] In one aspect, the plurality of circuit segments 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 may transition from suspend mode or standby mode to operational mode in accordance with a sequence of energization. The plurality of circuit segments may also transition from operating mode to standby mode or suspend mode in accordance with the de-energization sequence. The power-on sequence and power-off sequence may be different. In some aspects, the energization sequence comprises energizing only a subset of circuit segments of the plurality of circuit segments. In some aspects, the de-energization sequence comprises de-energizing only a subset of circuit segments of the plurality of circuit segments.

[00437] Novamente com referência ao diagrama de sistema 7400 na Figura 40, o circuito segmentado 7401 compreende uma pluralidade de segmentos de circuito que compreendem um segmento de circuito de transição 7402, um segmento de circuito de processador 7414, um segmento de circuito de empunhadura 7416, um segmento de circuito de comunicação 7420, um segmento de circuito de tela 7424, um segmento de circuito de controle do motor 7428, um segmento de circuito de tratamento de energia 7434 e um segmento de circuito de eixo de acionamento 7440. O segmento de circuito de transição compreende um circuito de ativação 7404, um circuito de amplificação de corrente 7406, um circuito de controle de tensão 7408, um controlador de segurança 7410 e um controlador de POST 7412 ("Power On Self-Test", ou autoteste de ativação). O segmento de circuito de transição 7402 é configurado para implementar uma sequência de desenergização e uma sequência de energização, um protocolo de detecção de segurança e um POST.[00437] Again referring to system diagram 7400 in Figure 40, segmented circuit 7401 comprises a plurality of circuit segments comprising a transition circuit segment 7402, a processor circuit segment 7414, a grip circuit segment 7416, a communication circuit segment 7420, a display circuit segment 7424, a motor control circuit segment 7428, a power handling circuit segment 7434, and a drive shaft circuit segment 7440. The segment The transition circuit comprises an activation circuit 7404, a current amplification circuit 7406, a voltage control circuit 7408, a safety controller 7410, and a POST controller 7412 ("Power On Self-Test"). activation). The transition circuit segment 7402 is configured to implement a power-off sequence and a power-on sequence, a safety detection protocol, and a POST.

[00438] Em alguns aspectos, o circuito de ativação 7404 compreende um sensor de botão de acelerômetro 7405. Em aspectos, o segmento de circuito de transição 7402 é configurado para estar em um estado energizado, enquanto outros segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito do circuito segmentado 7401 são configurados para estar em um estado de baixa energia, um estado desenergizado ou um estado energizado. O sensor de botão do acelerômetro 7405 pode monitorar o movimento ou a aceleração do instrumento cirúrgico 6480 descrito na presente invenção. Por exemplo, o movimento pode ser uma alteração na orientação ou rotação do instrumento cirúrgico. O instrumento cirúrgico pode ser movimentado em qualquer direção em relação a um espaço euclidiano tridimensional, por exemplo, por um usuário do instrumento cirúrgico. Quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento ou aceleração, o sensor de botão de acelerômetro 7405 envia um sinal para o circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de controle de tensão 7408 aplique tensão ao segmento de circuito de processador 7414 para realizar a transição do processador e de uma a memória volátil para um estado energizado. Nos aspectos, o processador e a memória volátil estão em um estado energizado antes do circuito de controle de tensão 7409 aplicar tensão ao processador e à memória volátil. No modo operacional, o processador pode iniciar uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização. Em vários aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode também enviar um sinal ao processador para fazer com que o processador inicie uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização. Em alguns aspectos, o processador inicia uma sequência de energização quando a maioria dos segmentos de circuito individuais estão em um estado de baixa energia ou em um estado desenergizado. Em outros aspectos, o processador inicia uma sequência de desenergização quando a maioria dos segmentos de circuito individuais estiver em um estado energizado.[00438] In some aspects, the activation circuit 7404 comprises an accelerometer button sensor 7405. In aspects, the transition circuit segment 7402 is configured to be in an energized state, while other circuit segments of the plurality of activation segments circuit of the segmented circuit 7401 are configured to be in a low power state, an off state, or an on state. The accelerometer button sensor 7405 can monitor the movement or acceleration of the surgical instrument 6480 described in the present invention. For example, the movement may be a change in the orientation or rotation of the surgical instrument. The surgical instrument can be moved in any direction in relation to a three-dimensional Euclidean space, for example, by a user of the surgical instrument. When the accelerometer button sensor 7405 detects motion or acceleration, the accelerometer button sensor 7405 sends a signal to the voltage control circuit 7408 to cause the voltage control circuit 7408 to apply voltage to the processor circuit segment 7414 to transition the processor and volatile memory to a powered state. In aspects, the processor and volatile memory are in a powered state before the voltage control circuit 7409 applies voltage to the processor and volatile memory. In operational mode, the processor can initiate a power-on sequence or a power-off sequence. In various aspects, the accelerometer button sensor 7405 may also send a signal to the processor to cause the processor to initiate a power-on sequence or a power-off sequence. In some aspects, the processor initiates a power-up sequence when most of the individual circuit segments are in a low-power state or in a de-energized state. In other aspects, the processor initiates a power-down sequence when the majority of the individual circuit segments are in a powered state.

[00439] Adicional ou alternativamente, o sensor de botão do acelerômetro 7405 pode detectar o movimento externo dentro de uma vizinhança predeterminada do instrumento cirúrgico. Por exemplo, o sensor de botão do acelerômetro 7405 pode detectar o movimento da mão de um usuário do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito, que se move dentro da vizinhança predeterminada. Quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta esse movimento externo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador, conforme anteriormente descrito. Após receber o sinal enviado, o processador pode iniciar uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização para fazer a transição de um ou mais segmentos de circuito entre os três modos. Nos aspectos, o sinal enviado para o circuito de controle de tensão 7408 é enviado para verificar se o processador está em modo operacional. Em alguns aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar quando o instrumento cirúrgico foi deixado cair e enviar um sinal ao processador com base na queda detectada. Por exemplo, o sinal pode indicar um erro na operação de um segmento de circuito individual. Um ou mais sensores podem detectar danos ou falhas dos segmentos de circuito individuais afetados. Com base no dano ou na falha detectada, o controlador de POST 7412 pode realizar um POST dos segmentos de circuito individuais correspondentes.[00439] Additionally or alternatively, the accelerometer button sensor 7405 can detect external movement within a predetermined vicinity of the surgical instrument. For example, the accelerometer button sensor 7405 may detect the movement of the hand of a user of the surgical instrument 6480 described herein, which moves within the predetermined neighborhood. When the accelerometer button sensor 7405 detects this external movement, the accelerometer button sensor 7405 may send a signal to the voltage control circuit 7408 and a signal to the processor as previously described. After receiving the sent signal, the processor can initiate a power-on sequence or an off-power sequence to transition one or more circuit segments between the three modes. In aspects, the signal sent to the voltage control circuit 7408 is sent to verify that the processor is in operational mode. In some aspects, the accelerometer button sensor 7405 may detect when the surgical instrument has been dropped and send a signal to the processor based on the detected drop. For example, the signal may indicate an error in the operation of an individual circuit segment. One or more sensors can detect damage or failure of the individual circuit segments affected. Based on the detected damage or fault, the 7412 POST controller can POST the corresponding individual circuit segments.

[00440] Uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização pode ser definida com base no sensor de botão de acelerômetro 7405. Por exemplo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar um movimento específico ou uma sequência de movimentos que indica a seleção de um segmento de circuito específico dentre a pluralidade de segmentos de circuito. Com base no movimento detectado ou na série de movimentos detectados, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode transmitir um sinal compreendendo uma indicação de um ou mais segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito ao processador quando o processador está em um estado energizado. Com base no sinal, o processador determina uma sequência de energização compreendendo o um ou mais segmentos de circuito selecionados. Adicional ou alternativamente, um usuário dos instrumentos cirúrgicos 6480 aqui descritos pode selecionar uma quantidade e a ordem dos segmentos de circuito para definir uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização com base na interação com uma interface gráfica de usuário (GUI) do instrumento cirúrgico.[00440] A power-on sequence or a power-off sequence can be defined based on the accelerometer button sensor 7405. For example, the accelerometer button sensor 7405 can detect a specific movement or sequence of movements that indicates the selection of a specific circuit segment among the plurality of circuit segments. Based on the detected motion or series of detected motions, the accelerometer button sensor 7405 may transmit a signal comprising an indication of one or more circuit segments of the plurality of circuit segments to the processor when the processor is in an energized state. Based on the signal, the processor determines a power-up sequence comprising the one or more selected circuit segments. Additionally or alternatively, a user of the surgical instruments 6480 described herein may select a number and order of circuit segments to define a power-on sequence or a power-off sequence based on interaction with a graphical user interface (GUI) of the surgical instrument. .

[00441] Em vários aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador apenas quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito ou o movimento externo dentro de uma vizinhança predeterminada acima de um limiar predeterminado. Por exemplo, um sinal só pode ser enviado se o movimento for detectado durante 5 ou mais segundos ou se o instrumento cirúrgico for movido 5 ou mais polegadas. Em outros aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador apenas quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento oscilatório do instrumento cirúrgico. Um limiar predeterminado reduz a transição involuntária dos segmentos de circuito do instrumento cirúrgico. Conforme anteriormente descrito, a transição pode compreender uma transição para o modo operacional de acordo com uma sequência de energização, uma transição para o modo de baixa energia de acordo com uma sequência de desenergização, ou uma transição para o modo suspenso de acordo com uma sequência de desenergização. Em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico compreende um atuador que pode ser atuado por um usuário do instrumento cirúrgico. A atuação é detectada pelo sensor de botão de acelerômetro 7405. O atuador pode ser um elemento deslizante, uma chave de alternância ou uma chave de contato momentâneo. Com base na atuação detectada, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador.[00441] In various aspects, the accelerometer button sensor 7405 may send a signal to the voltage control circuit 7408 and a signal to the processor only when the accelerometer button sensor 7405 detects movement of the surgical instrument 6480 described herein or the movement external within a predetermined neighborhood above a predetermined threshold. For example, a signal can only be sent if motion is detected for 5 or more seconds or if the surgical instrument is moved 5 or more inches. In other aspects, the accelerometer button sensor 7405 may send a signal to the voltage control circuit 7408 and a signal to the processor only when the accelerometer button sensor 7405 detects oscillatory movement of the surgical instrument. A predetermined threshold reduces unintended transition of surgical instrument circuit segments. As previously described, the transition may comprise a transition to the operating mode in accordance with a power-up sequence, a transition to the low-power mode in accordance with a power-down sequence, or a transition to the sleep mode in accordance with a power-up sequence. de-energization. In some aspects, the surgical instrument comprises an actuator that can be actuated by a user of the surgical instrument. Actuation is detected by the 7405 accelerometer button sensor. The actuator can be a sliding element, a toggle switch, or a momentary contact switch. Based on the detected actuation, the accelerometer button sensor 7405 may send a signal to the voltage control circuit 7408 and a signal to the processor.

[00442] O circuito de amplificação de corrente 7406 é acoplado à bateria. O circuito de amplificação de corrente 7406 é um amplificador de corrente, como um relé ou transístor, e é configurado para amplificar a magnitude de uma corrente de um segmento de circuito individual. A magnitude da corrente inicial corresponde à tensão da fonte fornecida pela bateria ao circuito segmentado 7401. Relés adequados incluem solenoides. Transístores adequados incluem transístores de efeito de campo (FET), MOSFET e transístores de junção bipolar (BJT). O circuito de amplificação de corrente 7406 pode amplificar a magnitude da corrente correspondente a um segmento de circuito individual ou ao circuito que exige mais extração de corrente durante a operação dos instrumentos cirúrgicos 6480 aqui descritos. Por exemplo, um aumento na corrente para o segmento de circuito de controle do motor 7428 pode ser fornecido quando um motor do instrumento cirúrgico exige mais potência de entrada. O aumento na corrente fornecida a um segmento de circuito individual pode causar uma redução correspondente na corrente de um outro segmento de circuito ou segmentos de circuito. Adicional ou alternativamente, o aumento na corrente pode corresponder à tensão fornecida por uma fonte de tensão adicional que opera em conjunto com a bateria.[00442] The current amplification circuit 7406 is coupled to the battery. The 7406 current amplification circuit is a current amplifier, like a relay or transistor, and is configured to amplify the magnitude of a current from an individual circuit segment. The magnitude of the initial current corresponds to the source voltage supplied by the battery to the 7401 segmented circuit. Suitable relays include solenoids. Suitable transistors include field effect transistors (FET), MOSFET and bipolar junction transistors (BJT). The current amplification circuit 7406 may amplify the magnitude of the current corresponding to an individual circuit segment or the circuit that requires the most current extraction during the operation of the surgical instruments 6480 described herein. For example, an increase in current to the motor control circuit segment 7428 may be provided when a surgical instrument motor requires more input power. The increase in current supplied to an individual circuit segment may cause a corresponding reduction in current to another circuit segment or circuit segments. Additionally or alternatively, the increase in current may correspond to the voltage supplied by an additional voltage source operating in conjunction with the battery.

[00443] O circuito de controle de tensão 7408 é acoplado à bateria. O circuito de controle de tensão 7408 é configurado para fornecer tensão ou remover tensão da pluralidade de segmentos de circuito. O circuito de controle de tensão 7408 é também configurado para aumentar ou reduzir uma tensão fornecida a uma pluralidade de segmentos de circuito do circuito segmentado 7401. Em vários aspectos, o circuito de controle de tensão 7408 compreende um circuito lógico combinacional como um multiplexador (MUX) para selecionar as entradas, uma pluralidade de chaves eletrônicas e uma pluralidade de conversores de tensão. Uma chave eletrônica da pluralidade de chaves eletrônicas pode ser configurada para alternar entre uma configuração aberta e uma fechada para desconectar ou conectar um segmento de circuito individual à bateria ou a partir dela. A pluralidade de chaves eletrônicas pode consistir em dispositivos em estado sólido como transístores ou outros tipos de chaves, como chaves sem fio, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, entre outros. O circuito lógico combinacional é configurado para selecionar uma chave eletrônica individual para realizar o chaveamento para uma configuração aberta para permitir a aplicação de tensão ao segmento de circuito correspondente. O circuito lógico combinado é, também, configurado para selecionar uma chave eletrônica individual para realizar o chaveamento para uma configuração fechada para permitir a remoção da tensão do segmento de circuito correspondente. Mediante a seleção de uma pluralidade de chaves eletrônicas individuais, o circuito lógico combinado pode implementar uma sequência de desenergização ou uma sequência de energização. A pluralidade de conversores de tensão pode fornecer uma tensão escalonada ascendente ou uma tensão escalonada descendente a uma pluralidade de segmentos de circuito. O circuito de controle de tensão 7408 pode compreender também um microprocessador e um dispositivo de memória.[00443] Voltage control circuit 7408 is coupled to the battery. The voltage control circuit 7408 is configured to supply voltage to or remove voltage from the plurality of circuit segments. The voltage control circuit 7408 is also configured to increase or reduce a voltage supplied to a plurality of circuit segments of the segmented circuit 7401. In various aspects, the voltage control circuit 7408 comprises a combinational logic circuit such as a multiplexer (MUX). ) to select the inputs, a plurality of electronic switches and a plurality of voltage converters. An electronic switch of the plurality of electronic switches may be configured to switch between an open and a closed configuration to disconnect or connect an individual circuit segment to or from the battery. The plurality of electronic switches may consist of solid-state devices such as transistors or other types of switches, such as wireless switches, ultrasonic switches, accelerometers, inertial sensors, among others. The combinational logic circuit is configured to select an individual electronic switch to perform switching to an open configuration to allow voltage to be applied to the corresponding circuit segment. The combined logic circuit is also configured to select an individual electronic switch to perform switching to a closed configuration to allow removal of voltage from the corresponding circuit segment. By selecting a plurality of individual electronic switches, the combined logic circuit can implement a de-energization sequence or an energization sequence. The plurality of voltage converters can provide an up-step voltage or a down-step voltage to a plurality of circuit segments. The voltage control circuit 7408 may also comprise a microprocessor and a memory device.

[00444] O controlador de segurança 7410 é configurado para realizar verificações de segurança nos segmentos de circuito. Em alguns aspectos, o controlador de segurança 7410 realiza as verificações de segurança quando um ou mais segmentos de circuito individuais estão no modo operacional. As verificações de segurança podem ser realizadas para determinar se há ou não quaisquer erros ou defeitos no funcionamento ou operação dos segmentos de circuito. O controlador de segurança 7410 pode monitorar um ou mais parâmetros da pluralidade de segmentos de circuito. O controlador de segurança 7410 pode verificar a identidade e a operação da pluralidade de segmentos de circuito mediante a comparação do um ou mais parâmetros com parâmetros predefinidos. Por exemplo, se uma modalidade de energia de RF for selecionada, o controlador de segurança 7410 pode verificar se um parâmetro de articulação do eixo de acionamento corresponde a um parâmetro de articulação predefinido para verificar a operação da modalidade de energia de RF do instrumento cirúrgico 6480 descritos na presente invenção. Em alguns aspectos, o controlador de segurança 7410 pode monitorar, por meio dos sensores, uma relação predeterminada entre uma ou mais propriedades do instrumento cirúrgico para detectar um defeito. Um defeito pode ocorrer quando a uma ou mais propriedades são inconsistentes com a relação predeterminada. Quando o controlador de segurança 7410 determina que existe uma falha, um erro ou que alguma operação da pluralidade de segmentos de circuito não foi verificada, o controlador de segurança 7410 impede ou desabilita a operação do segmento de circuito específico onde o defeito, erro ou falha de verificação foi originado.[00444] Safety controller 7410 is configured to perform safety checks on circuit segments. In some aspects, the 7410 safety controller performs safety checks when one or more individual circuit segments are in operational mode. Safety checks can be performed to determine whether or not there are any errors or defects in the functioning or operation of the circuit segments. The safety controller 7410 may monitor one or more parameters of the plurality of circuit segments. The safety controller 7410 can verify the identity and operation of the plurality of circuit segments by comparing the one or more parameters with predefined parameters. For example, if an RF energy modality is selected, the safety controller 7410 may check whether a drive shaft articulation parameter matches a predefined articulation parameter to verify operation of the RF energy modality of the surgical instrument 6480 described in the present invention. In some aspects, the safety controller 7410 may monitor, through the sensors, a predetermined relationship between one or more properties of the surgical instrument to detect a defect. A defect may occur when one or more properties are inconsistent with the predetermined relationship. When the safety controller 7410 determines that a fault, an error exists, or that some operation of the plurality of circuit segments has not been verified, the safety controller 7410 prevents or disables operation of the specific circuit segment where the fault, error, or failure occurred. check was originated.

[00445] O controlador de POST 7412 realiza um POST para verificar a operação adequada da pluralidade de segmentos de circuito. Em alguns aspectos, o POST é executado para um segmento de circuito individual dentre a pluralidade de segmentos de circuito antes que o circuito de controle de tensão 7408 aplique uma tensão ao segmento de circuito individual para realizar a transição do segmento de circuito individual do modo de espera ou do modo suspenso para o modo operacional. Se o segmento de circuito individual não passar no POST, o segmento de circuito específico não realiza a transição do modo de espera ou do modo suspenso para o modo operacional. O POST do segmento de circuito de empunhadura 7416 pode compreender, por exemplo, testar se os sensores de controle de empunhadura 7418 detectam uma atuação de um controle de empunhadura do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Em alguns aspectos, o controlador de POST 7412 pode transmitir um sinal para o sensor de botão de acelerômetro 7405 para verificar a operação do segmento de circuito individual como parte do POST. Por exemplo, depois de receber o sinal, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode instruir um usuário do instrumento cirúrgico a mover o instrumento cirúrgico para uma pluralidade de locais diferentes para confirmar a operação do instrumento cirúrgico. O sensor de botão de acelerômetro 7405 pode também monitorar uma saída de um segmento de circuito ou um circuito de um segmento de circuito como parte do POST. Por exemplo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar um pulso de motor incremental gerado pelo motor 7432 para verificar a operação. Um controlador de motor do circuito de controle do motor 7430 pode ser utilizado para controlar o motor 7432 para gerar o pulso de motor incremental.[00445] POST controller 7412 performs a POST to verify proper operation of the plurality of circuit segments. In some aspects, POST is performed for an individual circuit segment among the plurality of circuit segments before the voltage control circuit 7408 applies a voltage to the individual circuit segment to transition the individual circuit segment out of power mode. standby or from suspend mode to operational mode. If the individual circuit segment does not pass POST, the specific circuit segment does not transition from standby or suspend mode to operational mode. The POST of the grip circuit segment 7416 may comprise, for example, testing whether the grip control sensors 7418 detect an actuation of a grip control of the surgical instrument 6480 described herein. In some aspects, the POST controller 7412 may transmit a signal to the accelerometer button sensor 7405 to verify the operation of the individual circuit segment as part of the POST. For example, after receiving the signal, the accelerometer button sensor 7405 may instruct a user of the surgical instrument to move the surgical instrument to a plurality of different locations to confirm the operation of the surgical instrument. The 7405 accelerometer button sensor may also monitor an output from a circuit segment or a circuit from a circuit segment as part of POST. For example, accelerometer button sensor 7405 may detect an incremental motor pulse generated by motor 7432 to verify operation. A motor controller of the motor control circuit 7430 may be used to control the motor 7432 to generate the incremental motor pulse.

[00446] Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito pode compreender sensores de botão de acelerômetro adicionais. O controlador de POST 7412 pode também executar um programa de controle armazenado no dispositivo de memória do circuito de controle de tensão 7408. O programa de controle pode fazer com que o controlador de POST 7412 transmita um sinal solicitando um parâmetro criptografado correlacionado proveniente de uma pluralidade de segmentos de circuito. A falha no recebimento de um parâmetro criptografado correlacionado de um segmento de circuito individual indica ao controlador de POST 7412 que o segmento de circuito correspondente está danificado ou com defeito. Em alguns aspectos, se o controlador de POST 7412 determinar, com base no POST, que o processador está danificado ou com defeito, o controlador de POST 7412 pode enviar um sinal a um ou mais processadores secundários para fazer com que um ou mais processadores secundários realizem funções críticas que o processador não é capaz de realizar. Em alguns aspectos, se o controlador de POST 7412 determinar, com base no POST, que um ou mais segmentos de circuito não operam adequadamente, o controlador de POST 7412 pode iniciar um modo de desempenho reduzido dos segmentos de circuito que operam adequadamente e, ao mesmo tempo, bloquear os segmentos de circuito que não passam no POST ou que não operam adequadamente. Um segmento de circuito bloqueado pode funcionar de modo similar a um segmento de circuito em modo de espera ou modo suspenso.[00446] In various aspects, the surgical instrument 6480 described herein may comprise additional accelerometer button sensors. The POST controller 7412 may also execute a control program stored in the memory device of the voltage control circuit 7408. The control program may cause the POST controller 7412 to transmit a signal requesting a correlated encrypted parameter from a plurality of of circuit segments. Failure to receive a correlated encrypted parameter from an individual circuit segment indicates to the POST controller 7412 that the corresponding circuit segment is damaged or defective. In some aspects, if the POST controller 7412 determines, based on POST, that the processor is damaged or defective, the POST controller 7412 may send a signal to one or more secondary processors to cause the one or more secondary processors to perform critical functions that the processor is unable to perform. In some aspects, if the POST controller 7412 determines, based on POST, that one or more circuit segments do not operate properly, the POST controller 7412 may initiate a reduced performance mode of the circuit segments that operate properly and, in turn, at the same time, block circuit segments that do not pass POST or that do not operate properly. A blocked circuit segment can function similarly to a circuit segment in standby or suspended mode.

[00447] O segmento de circuito de processador 7414 compreende o processador e a memória volátil. O processador é configurado para iniciar uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização. Para iniciar a sequência de energização, o processador transmite um sinal de energização ao circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de controle de tensão 7408 aplique tensão à pluralidade ou a um subconjunto da pluralidade de segmentos de circuito de acordo com a sequência de energização. Para iniciar a sequência de desenergização, o processador transmite um sinal de desenergização ao circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de controle de tensão 7408 remova a tensão da pluralidade ou de um subconjunto da pluralidade de segmentos de circuito de acordo com a sequência de desenergização.[00447] Processor circuit segment 7414 comprises the processor and volatile memory. The processor is configured to initiate a power-on sequence or a power-off sequence. To initiate the power-up sequence, the processor transmits a power-on signal to the voltage control circuit 7408 to cause the voltage control circuit 7408 to apply voltage to the plurality or a subset of the plurality of circuit segments in accordance with the power-up sequence. To initiate the power-down sequence, the processor transmits a power-off signal to the voltage control circuit 7408 to cause the voltage control circuit 7408 to remove voltage from the plurality or a subset of the plurality of circuit segments in accordance with the de-energization sequence.

[00448] O segmento de circuito de empunhadura 7416 compreende sensores de controle de empunhadura 7418. Os sensores de controle de empunhadura 7418 podem detectar uma atuação de um ou mais controles de empunhadura do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Em vários aspectos, o um ou mais controles de empunhadura compreendem um controle da garra, um botão de liberação, uma chave de articulação, um botão de ativação de energia e/ou qualquer outro controle de empunhadura adequado. O usuário pode ativar o botão de ativação de energia para selecionar entre um modo de energia de RF, um modo de energia ultrassônica ou um modo combinado de energia de RF e ultrassônica. Os sensores de controle de empunhadura 7418 podem também facilitar a fixação de uma empunhadura modular ao instrumento cirúrgico. Por exemplo, os sensores de controle de empunhadura 7418 podem detectar a fixação adequada da empunhadura modular ao instrumento cirúrgico e indicar a fixação detectada a um usuário do instrumento cirúrgico. A tela de LCD 7426 pode fornecer uma indicação gráfica da fixação detectada. Em alguns aspectos, os sensores de controle de empunhadura 7418 detectam a atuação do um ou mais controles de empunhadura. Com base na atuação detectada, o processador pode iniciar tanto uma sequência de energização quanto uma sequência de desenergização.[00448] The grip circuit segment 7416 comprises grip control sensors 7418. The grip control sensors 7418 can detect an actuation of one or more grip controls of the surgical instrument 6480 described herein. In various aspects, the one or more grip controls comprise a grip control, a release button, a toggle switch, a power activation button, and/or any other suitable grip control. The user can activate the power enable button to select between an RF power mode, an ultrasonic power mode, or a combined RF and ultrasonic power mode. The 7418 grip control sensors can also facilitate the attachment of a modular grip to the surgical instrument. For example, grip control sensors 7418 may detect proper attachment of the modular handle to the surgical instrument and indicate the detected attachment to a user of the surgical instrument. The 7426 LCD screen can provide a graphical indication of the detected fixation. In some aspects, the 7418 grip control sensors detect actuation of the one or more grip controls. Based on the detected actuation, the processor can initiate either a power-on sequence or a power-off sequence.

[00449] O segmento de circuito de comunicação 7420 compreende um circuito de comunicação 7422. O circuito de comunicação 7422 compreende uma interface de comunicação para facilitar a comunicação de sinais entre os segmentos de circuito individuais da pluralidade de segmentos de circuito. Em alguns aspectos, o circuito de comunicação 7422 fornece uma trajetória para os componentes modulares do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito se comunicarem eletricamente. Por exemplo, um eixo de acionamento modular e um transdutor modular, quando fixados juntos à empunhadura do instrumento cirúrgico, podem carregar programas de controle para a empunhadura através do circuito de comunicação 7422.[00449] The communication circuit segment 7420 comprises a communication circuit 7422. The communication circuit 7422 comprises a communication interface for facilitating signal communication between the individual circuit segments of the plurality of circuit segments. In some aspects, the communication circuit 7422 provides a path for the modular components of the surgical instrument 6480 described herein to communicate electrically. For example, a modular drive shaft and a modular transducer, when attached together to the surgical instrument handle, can carry control programs to the handle via the 7422 communication circuit.

[00450] O segmento de circuito de tela 7424 compreende uma tela de LCD 7426. A tela de LCD 7426 pode compreender uma tela de cristal líquido, indicadores de LED, etc. Em alguns aspectos, a tela de LCD 7426 é uma tela de diodos orgânicos emissores de luz (OLED). Uma tela pode ser colocada sobre, embutida ou localizada remotamente em relação ao instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Por exemplo, a tela pode ser colocada na empunhadura do instrumento cirúrgico. A tela é configurada para fornecer retroinformação sensorial a um usuário. Em vários aspectos, a tela de LCD 7426 compreende adicionalmente uma retroiluminação. Em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico pode compreender também dispositivos de retroinformação de áudio como um alto-falante ou um sinal sonoro e dispositivos de retroinformação tátil como um atuador háptico.[00450] The screen circuit segment 7424 comprises an LCD screen 7426. The LCD screen 7426 may comprise a liquid crystal screen, LED indicators, etc. In some aspects, the 7426 LCD display is an organic light-emitting diode (OLED) display. A screen may be placed on, embedded in, or located remotely from the surgical instrument 6480 described herein. For example, the screen can be placed on the handle of the surgical instrument. The screen is configured to provide sensory feedback to a user. In various aspects, the LCD screen 7426 additionally comprises a backlight. In some aspects, the surgical instrument may also comprise audio feedback devices such as a speaker or a sound signal and tactile feedback devices such as a haptic actuator.

[00451] O segmento de circuito de controle do motor 7428 compreende um circuito de controle do motor 7430 acoplado a um motor 7432. O motor 7432 é acoplado ao processador por um acionador e um transístor, como um FET. Em vários aspectos, o circuito de controle do motor 7430 compreende um sensor de corrente do motor em comunicação por sinal com o processador para fornecer um sinal indicativo de uma medição da extração de corrente do motor para o processador. O processador transmite o sinal para a tela. A tela recebe o sinal e exibe a medição da extração de corrente do motor 7432. O processador pode utilizar o sinal, por exemplo, para monitorar que a extração de corrente do motor 7432 existe dentro de uma faixa aceitável para comparar a extração de corrente com um ou mais parâmetros da pluralidade de segmentos de circuito, e para determinar um ou mais parâmetros de um local de tratamento do paciente. Em vários aspectos, o circuito de controle do motor 7430 compreende um controlador de motor para controlar a operação do motor. Por exemplo, o circuito de controle do motor 7430 controla vários parâmetros de motor, por exemplo, mediante o ajuste da velocidade, do torque e da aceleração do motor 7432. O ajuste é realizado com base na corrente que passa através do motor 7432, medida pelo sensor de corrente do motor.[00451] Motor control circuit segment 7428 comprises a motor control circuit 7430 coupled to a motor 7432. The motor 7432 is coupled to the processor by a driver and a transistor, such as a FET. In various aspects, the 7430 motor control circuit comprises a motor current sensor in signal communication with the processor to provide a signal indicative of a measurement of current draw from the motor to the processor. The processor transmits the signal to the screen. The screen receives the signal and displays the 7432 motor current draw measurement. The processor may use the signal, for example, to monitor that the 7432 motor current draw exists within an acceptable range to compare the current draw with one or more parameters of the plurality of circuit segments, and to determine one or more parameters of a patient treatment site. In various aspects, the 7430 motor control circuit comprises a motor controller for controlling the operation of the motor. For example, the 7430 motor control circuit controls various motor parameters, for example, by adjusting the speed, torque and acceleration of the 7432 motor. The adjustment is performed based on the current passing through the 7432 motor, measured by the motor current sensor.

[00452] Em vários aspectos, o circuito de controle do motor 7430 compreende um sensor de força para medir a força e o torque gerados pelo motor 7432. O motor 7432 é configurado para atuar um mecanismo dos instrumentos cirúrgicos 6480 aqui descritos. Por exemplo, o motor 7432 é configurado para controlar a atuação do eixo de acionamento do instrumento cirúrgico para realizar as funcionalidades de preensão, rotação e articulação. Por exemplo, o motor 7432 pode atuar o eixo de acionamento para realizar um movimento de preensão com as garras do instrumento cirúrgico. O controlador de motor pode determinar se o material travado pelas garras é tecido ou metal. O controlador de motor pode também determinar a extensão a qual as garras prendem o material. Por exemplo, o controlador de motor pode determinar como abrir ou fechar as garras com base na derivação da corrente detectada do motor ou da tensão do motor. Em alguns aspectos, o motor 7432 é configurado para atuar o transdutor para fazer com que o transdutor aplique torque à empunhadura ou controle a articulação do instrumento cirúrgico. O sensor de corrente do motor pode interagir com o controlador de motor para definir um limite de corrente do motor. Quando a corrente satisfaz o limite de limiar predefinido, o controlador do motor inicia uma alteração correspondente em uma operação de controle do motor. Por exemplo, exceder o limite da corrente do motor faz com que o controlador de motor reduza a extração de corrente do motor.[00452] In various aspects, the motor control circuit 7430 comprises a force sensor for measuring the force and torque generated by the motor 7432. The motor 7432 is configured to actuate a mechanism of the surgical instruments 6480 described herein. For example, the 7432 motor is configured to control the actuation of the surgical instrument drive shaft to perform grasping, rotation, and articulation functionalities. For example, the 7432 motor may actuate the drive shaft to perform a grasping movement with the jaws of the surgical instrument. The motor controller can determine whether the material held by the grippers is fabric or metal. The motor controller can also determine the extent to which the grippers grip the material. For example, the motor controller may determine how to open or close the grippers based on the derivation of the detected motor current or motor voltage. In some aspects, the 7432 motor is configured to actuate the transducer to cause the transducer to apply torque to the handle or control the articulation of the surgical instrument. The motor current sensor can interact with the motor controller to set a motor current limit. When the current satisfies the preset threshold limit, the motor controller initiates a corresponding change in a motor control operation. For example, exceeding the motor current limit causes the motor controller to reduce current draw from the motor.

[00453] O segmento de circuito de tratamento de energia 7434 compreende um amplificador de RF e o circuito de segurança 7436 e um circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 para implementar a funcionalidade de energia modular do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Em vários aspectos, o amplificador de RF e o circuito de segurança 7436 são configurados para controlar a modalidade de RF do instrumento cirúrgico mediante a geração de um sinal de RF. O circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 é configurado para controlar a modalidade de energia ultrassônica mediante a geração de um sinal ultrassônico. O amplificador de RF e o circuito de segurança 7436 e um circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 podem operar em conjunto para controlar a modalidade combinada de energia de RF e ultrassônica.[00453] The energy treatment circuit segment 7434 comprises an RF amplifier and safety circuit 7436 and an ultrasonic signal generator circuit 7438 for implementing the modular energy functionality of the surgical instrument 6480 described herein. In various aspects, the RF amplifier and safety circuit 7436 are configured to control the RF modality of the surgical instrument by generating an RF signal. The 7438 ultrasonic signal generator circuit is configured to control the ultrasonic energy modality by generating an ultrasonic signal. The RF amplifier and safety circuit 7436 and an ultrasonic signal generator circuit 7438 may operate together to control the combined modality of RF and ultrasonic energy.

[00454] O segmento de circuito de eixo de acionamento 7440 compreende um controlador de módulo de eixo de acionamento 7442, um atuador de controle modular 7444, um ou mais sensores de atuador de extremidade 7446 e uma memória não volátil 7448. O controlador de módulo de eixo de acionamento 7442 é configurado para controlar uma pluralidade de módulos de eixo de acionamento compreendendo os programas de controle a serem executados pelo processador. A pluralidade de módulos de eixo de acionamento implementa uma modalidade de eixo de acionamento, por exemplo, ultrassônica, combinação de ultrassônica e de RF, lâmina em perfil I de RF e por garra oposta por RF. O controlador de módulo de eixo de acionamento 7442 pode selecionar a modalidade de eixo de acionamento mediante a seleção do módulo de eixo de acionamento correspondente para que o processador opere. O atuador de controle modular 7444 é configurado para atuar o eixo de acionamento de acordo com a modalidade de eixo de acionamento selecionada. Após a atuação ser iniciada, o eixo de acionamento articula o atuador de extremidade de acordo com um ou mais parâmetros, rotinas ou programas específicos para a modalidade de eixo selecionada e a modalidade de atuador de extremidade selecionada. O um ou mais sensores de atuador de extremidade 7446, situados no atuador de extremidade, podem incluir sensores de força, sensores de temperatura, sensores de corrente ou sensores de movimento. O um ou mais sensores de atuador de extremidade 7446 transmitem dados sobre uma ou mais operações do atuador de extremidade, com base na modalidade de energia implementada pelo atuador de extremidade. Em vários aspectos, as modalidades de energia incluem uma modalidade de energia ultrassônica, uma modalidade de energia de RF ou uma combinação da modalidade de energia ultrassônica e da modalidade de energia de RF. A memória não volátil 7448 armazena os programas de controle do eixo de acionamento. Um programa de controle compreende um ou mais parâmetros, rotinas ou programas específicos para o eixo de acionamento. Em vários aspectos, a memória não volátil 7448 pode ser uma memória ROM, EPROM, EEPROM ou flash. A memória não volátil 7448 armazena os módulos de eixo de acionamento correspondentes ao eixo de acionamento selecionado do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Os módulos de eixo de acionamento podem ser alterados ou atualizados na memória não volátil 7448 pelo controlador do módulo de eixo de acionamento 7442, dependendo do eixo de acionamento do instrumento cirúrgico a ser usado na operação.[00454] The drive shaft circuit segment 7440 comprises a drive shaft module controller 7442, a modular control actuator 7444, one or more end actuator sensors 7446, and a non-volatile memory 7448. The module controller drive shaft module 7442 is configured to control a plurality of drive shaft modules comprising control programs to be executed by the processor. The plurality of drive shaft modules implements a drive shaft embodiment, e.g., ultrasonic, combination of ultrasonic and RF, RF I-profile blade, and RF-opposed claw. The 7442 drive shaft module controller can select the drive shaft mode by selecting the corresponding drive shaft module for the processor to operate. The 7444 modular control actuator is configured to actuate the drive shaft according to the selected drive shaft modality. After actuation is initiated, the drive shaft articulates the end actuator in accordance with one or more parameters, routines, or programs specific to the selected shaft modality and the selected end actuator modality. The one or more end actuator sensors 7446 located on the end actuator may include force sensors, temperature sensors, current sensors, or motion sensors. The one or more end actuator sensors 7446 transmit data about one or more end actuator operations, based on the power modality implemented by the end actuator. In various aspects, the energy modalities include an ultrasonic energy modality, an RF energy modality, or a combination of the ultrasonic energy modality and the RF energy modality. The 7448 non-volatile memory stores the drive shaft control programs. A control program comprises one or more parameters, routines or programs specific to the drive shaft. In various aspects, the non-volatile memory 7448 may be a ROM, EPROM, EEPROM or flash memory. The non-volatile memory 7448 stores the drive axis modules corresponding to the selected drive axis of the surgical instrument 6480 described herein. The drive shaft modules can be changed or updated in the non-volatile memory 7448 by the drive shaft module controller 7442 depending on the drive shaft of the surgical instrument to be used in the operation.

[00455] A Figura 41 é um diagrama esquemático de um circuito 7925 de vários componentes de um instrumento cirúrgico com funções de controle de motor, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito pode incluir um mecanismo de acionamento 7930 que é configurado para acionar eixos de acionamento e/ou componentes de engrenagem a fim de realizar as várias operações associadas ao instrumento cirúrgico 6480. Em um aspecto, o mecanismo de acionamento 7930 inclui um trem de acionamento de rotação 7932 configurado para girar um atuador de extremidade, por exemplo, em torno de um eixo geométrico longitudinal em relação ao gabinete da empunhadura. O mecanismo de acionamento 7930 inclui, ainda, um trem de acionamento do sistema de fechamento 7934 configurado para fechar um membro de garra para prender o tecido com o atuador de extremidade. Além disso, o mecanismo de acionamento 7930 inclui um trem de acionamento de disparo 7936 configurado para abrir e fechar uma porção de braço de aperto do atuador de extremidade para prender o tecido com o atuador de extremidade.[00455] Figure 41 is a schematic diagram of a circuit 7925 of various components of a surgical instrument with motor control functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In various aspects, the surgical instrument 6480 described herein may include a drive mechanism 7930 that is configured to drive drive shafts and/or gear components to perform the various operations associated with the surgical instrument 6480. In one aspect, the mechanism drive train 7930 includes a rotation drive train 7932 configured to rotate an end actuator, for example, about a longitudinal axis relative to the grip housing. The drive mechanism 7930 further includes a closure system drive train 7934 configured to close a gripper member for gripping the fabric with the end actuator. Additionally, the drive mechanism 7930 includes a trigger drive train 7936 configured to open and close a clamping arm portion of the end actuator to clamp the fabric with the end actuator.

[00456] O mecanismo de acionamento 7930 inclui um conjunto de caixa de câmbio com seletor 7938 que pode estar localizado no conjunto de empunhadura do instrumento cirúrgico. Proximal ao conjunto de caixa de câmbio com seletor 7938 existe um módulo de seleção de função que inclui um primeiro motor 7942 que funciona para mover seletivamente elementos de engrenagem no conjunto de caixa de câmbio com seletor 7938 para posicionar seletivamente um dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936 em engate com um componente de acionamento de entrada de um segundo motor opcional 7944 e um circuito de acionamento de motor 7946 (mostrado em linha tracejada para indicar que o segundo motor 7944 e o circuito de acionamento de motor 7946 são componentes opcionais).[00456] The drive mechanism 7930 includes a gearbox assembly with selector 7938 that may be located in the handle assembly of the surgical instrument. Proximal to the selector gearbox assembly 7938 is a function selection module that includes a first motor 7942 that functions to selectively move gear elements in the selector gearbox assembly 7938 to selectively position one of the drive trains 7932. 7934, 7936 in engagement with an input drive component of an optional second motor 7944 and a motor drive circuit 7946 (shown in dashed line to indicate that the second motor 7944 and the motor drive circuit 7946 are optional components) .

[00457] Ainda com referência à Figura 41, os motores 7942 e 7944 são acoplados aos circuitos de controle de motor 7946, 7948, respectivamente, que são configurados para controlar a operação dos motores 7942 e 7944, incluindo o fluxo de energia elétrica de uma fonte de energia 7950 para os motores 7942 e 7944. A fonte de energia 7950 pode ser uma bateria de CC (por exemplo, uma bateria recarregável à base de chumbo, à base de níquel, à base de íons de lítio, etc.) ou qualquer outra fonte de energia adequada para fornecer energia elétrica ao instrumento cirúrgico.[00457] Still referring to Figure 41, motors 7942 and 7944 are coupled to motor control circuits 7946, 7948, respectively, which are configured to control the operation of motors 7942 and 7944, including the flow of electrical power from a power source 7950 for engines 7942 and 7944. Power source 7950 may be a DC battery (e.g., a rechargeable lead-based battery, nickel-based battery, lithium-ion battery, etc.) or any other power source suitable for supplying electrical power to the surgical instrument.

[00458] O instrumento cirúrgico inclui adicionalmente um microcontrolador 7952 ("controlador"). Em certos casos, o controlador 7952 pode incluir um microprocessador 7954 ("processador") e uma ou mais mídias legíveis por computador ou unidades de memória 7956 ("memória"). Em certos casos, a memória 7956 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 7954 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. A fonte de energia 7950 pode ser configurada para fornecer energia ao controlador 7952, por exemplo.[00458] The surgical instrument additionally includes a 7952 microcontroller ("controller"). In certain cases, controller 7952 may include a microprocessor 7954 ("processor") and one or more computer-readable media or memory units 7956 ("memory"). In certain cases, memory 7956 may store various program instructions that, when executed, may cause processor 7954 to perform a plurality of functions and/or calculations described herein. Power source 7950 may be configured to provide power to controller 7952, for example.

[00459] O processador 7954 pode estar em comunicação com o circuito de controle do motor 7946. Além disso, a memória 7956 pode armazenar instruções de programa que, quando executadas pelo processador 7954 em resposta a uma ação de usuário 7958 ou elementos de retroinformação 7960, podem fazer com que o circuito de controle do motor 7946 induza o motor 7942 a gerar ao menos um movimento giratório para mover seletivamente os elementos de engrenagem no interior do conjunto de caixa de câmbio com seletor 7938 para posicionar seletivamente um dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936 em engate com o componente de acionamento de entrada do segundo motor 7944. Além disso, o processador 7954 pode estar em comunicação com o circuito de controle do motor 7948. A memória 7956 pode também armazenar instruções de programa que, quando executadas pelo processador 7954 em resposta a uma ação de usuário 7958, podem fazer com que o circuito de controle do motor 7948 induza o motor 7944 a gerar ao menos um movimento giratório para acionar o trem de acionamento engatado no componente de acionamento de entrada do segundo motor 7948, por exemplo.[00459] Processor 7954 may be in communication with engine control circuitry 7946. Additionally, memory 7956 may store program instructions that, when executed by processor 7954 in response to a user action 7958 or feedback elements 7960 , may cause the motor control circuit 7946 to induce the motor 7942 to generate at least one rotary motion to selectively move the gear elements within the selector gearbox assembly 7938 to selectively position one of the drive trains 7932 , 7934, 7936 in engagement with the input drive component of the second motor 7944. Additionally, the processor 7954 may be in communication with the motor control circuit 7948. The memory 7956 may also store program instructions that, when executed by processor 7954 in response to a user action 7958, may cause the motor control circuit 7948 to induce the motor 7944 to generate at least one rotary motion to drive the drive train engaged with the input drive component of the second motor 7948, for example.

[00460] O controlador 7952 e/ou os outros controladores da presente revelação podem ser implementados com o uso de elementos de hardware integrados e/ou distintos, elementos de software e/ou uma combinação de ambos. Exemplos de elementos de hardware integrados podem incluir processadores, microprocessadores, microcontroladores, circuitos integrados, ASICs, PLDs, DSPs, FPGAs, portas lógicas, registradores, dispositivos de semicondutor, circuitos integrados, microcircuitos, chipsets, microcontroladores, sistema em um circuito integrado (chip)(SoC) e/ou pacote único em linha (SiP). Exemplos de elementos de hardware distintos podem incluir circuitos e/ou elementos de circuito, como portas lógicas, transistores de efeito de campo, transistores bipolares, resistores, capacitores, indutores e/ou relés. Em certas modalidades, o controlador 7952 pode incluir um circuito híbrido que compreende elementos ou componentes de circuitos isolados e integrados em um ou mais substratos, por exemplo.[00460] The 7952 controller and/or the other controllers of the present disclosure can be implemented using integrated and/or discrete hardware elements, software elements, and/or a combination of both. Examples of integrated hardware elements may include processors, microprocessors, microcontrollers, integrated circuits, ASICs, PLDs, DSPs, FPGAs, logic gates, registers, semiconductor devices, integrated circuits, microcircuits, chipsets, microcontrollers, system on an integrated circuit (chip). )(SoC) and/or single in-line package (SiP). Examples of discrete hardware elements may include circuits and/or circuit elements such as logic gates, field effect transistors, bipolar transistors, resistors, capacitors, inductors, and/or relays. In certain embodiments, controller 7952 may include a hybrid circuit comprising isolated and integrated circuit elements or components on one or more substrates, for example.

[00461] Em certos casos, o controlador 7952 e/ou os outros controladores da presente revelação podem ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em certas instâncias, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um núcleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória integrada do tipo flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, ROM interna carregada com o software StellarisWare®, EEPROM de 2 KB, um ou mais módulos de PWM, um ou mais análogos de QEI, um ou mais ADCs de 12 bits com 12 canais de entrada analógicos, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com a presente revelação. Consequentemente, a presente revelação não deve ser limitada nesse contexto.[00461] In certain cases, the 7952 controller and/or the other controllers of the present disclosure may be an LM 4F230H5QR, available from Texas Instruments, for example. In certain instances, the Texas Instruments LM4F230H5QR is an ARM Cortex-M4F processor core comprising an integrated 256 KB single-cycle flash-type memory, or other non-volatile memory, up to 40 MHz, a prefetch buffer to optimize performance above 40 MHz, a 32 KB single cycle SRAM, internal ROM loaded with StellarisWare® software, 2 KB EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analogs, one or more 12 bits with 12 analog input channels, among other features that are readily available. Other microcontrollers can be readily substituted for use with the present disclosure. Accordingly, the present disclosure should not be limited in that context.

[00462] Em vários casos, uma ou mais das várias etapas aqui descritas podem ser executadas por uma máquina de estados finitos que compreende um circuito lógico combinacional ou um circuito lógico sequencial, onde o circuito lógico combinacional ou o circuito lógico sequencial é acoplado, ao menos, a um circuito de memória. O pelo menos um circuito de memória armazena um estado atual da máquina de estados finitos. O circuito lógico combinacional ou sequencial é configurado para fazer com que a máquina de estados finitos execute as etapas. O circuito lógico sequencial pode ser síncrono ou assíncrono. Em outros exemplos, uma ou mais dentre as várias etapas aqui descritas podem ser executadas por um circuito que inclui uma combinação do processador 7958 e da máquina de estados finitos, por exemplo.[00462] In various cases, one or more of the various steps described herein may be performed by a finite state machine comprising a combinational logic circuit or a sequential logic circuit, wherein the combinational logic circuit or the sequential logic circuit is coupled, to the least, to a memory circuit. The at least one memory circuit stores a current state of the finite state machine. The combinational or sequential logic circuit is configured to make the finite state machine perform the steps. The sequential logic circuit can be synchronous or asynchronous. In other examples, one or more of the various steps described herein may be performed by a circuit that includes a combination of the 7958 processor and the finite state machine, for example.

[00463] Em vários casos, pode ser vantajoso ser capaz de avaliar o estado da funcionalidade de um instrumento cirúrgico para assegurar sua função adequada. É possível, por exemplo, que o mecanismo de acionamento, conforme explicado acima, que é configurado para incluir vários motores, trens de acionamento e/ou componentes de engrenagem para executar as várias operações do instrumento cirúrgico, se desgaste ao longo do tempo. Isso pode ocorrer através do uso normal e, em alguns casos, o mecanismo de acionamento pode se desgastar mais rapidamente devido a condições de uso abusivo. Em certos casos, um instrumento cirúrgico pode ser configurado para executar autoavaliações para determinar o estado, ou seja, a saúde, do mecanismo de acionamento e seus diversos componentes.[00463] In several cases, it may be advantageous to be able to assess the state of functionality of a surgical instrument to ensure its proper function. It is possible, for example, that the drive mechanism, as explained above, which is configured to include various motors, drive trains and/or gear components to perform the various operations of the surgical instrument, may wear out over time. This can occur through normal use, and in some cases the drive mechanism can wear more quickly due to abusive use conditions. In certain cases, a surgical instrument may be configured to perform self-assessments to determine the status, i.e. health, of the drive mechanism and its various components.

[00464] Por exemplo, a autoavaliação pode ser utilizada para determinar quando o instrumento cirúrgico é capaz de desempenhar sua função antes de uma nova esterilização ou quando alguns dos componentes devem ser substituídos e/ou reparados. A avaliação do mecanismo de acionamento e de seus componentes, incluindo, mas não se limitando ao trem de acionamento de rotação 7932, o trem de acionamento de fechamento 7934 e/ou o trem de acionamento de disparo 7936, pode ser realizada de diversas formas. A magnitude do desvio de um desempenho previsto pode ser utilizada para determinar a probabilidade de uma falha detectada e da gravidade dessa falha. Várias métricas podem ser utilizadas, incluindo: Análise periódica de eventos repetidamente previsíveis, aumentos ou quedas que excedem um limiar esperado e a extensão da falha.[00464] For example, self-assessment can be used to determine when the surgical instrument is capable of performing its function before re-sterilization or when some of the components must be replaced and/or repaired. Evaluation of the drive mechanism and its components, including but not limited to the rotation drive train 7932, the closing drive train 7934 and/or the firing drive train 7936, can be performed in several ways. The magnitude of deviation from predicted performance can be used to determine the probability of a detected failure and the severity of that failure. Various metrics can be used, including: Periodic analysis of repeatedly predictable events, rises or falls that exceed an expected threshold, and the extent of failure.

[00465] Em vários casos, uma forma de onda de assinatura de um mecanismo de acionamento operando adequadamente ou um ou mais de seus componentes pode ser empregada para avaliar o estado do mecanismo de acionamento ou de um ou mais de seus componentes. Um ou mais sensores de vibração podem estar dispostos em relação a um mecanismo de acionamento operando adequadamente ou um ou mais de seus componentes para registrar diversas vibrações que ocorrem durante a operação do mecanismo de acionamento operando adequadamente ou de um ou mais de seus componentes. As vibrações registradas podem ser empregadas para criar a forma de onda de assinatura. As futuras formas de ondas podem ser comparadas à forma de onda de assinatura para avaliar o estado do mecanismo de acionamento e seus componentes.[00465] In various cases, a signature waveform of a properly operating drive mechanism or one or more of its components can be employed to evaluate the state of the drive mechanism or one or more of its components. One or more vibration sensors may be disposed relative to a properly operating drive mechanism or one or more of its components to record various vibrations occurring during the operation of the properly operating drive mechanism or one or more of its components. The recorded vibrations can be employed to create the signature waveform. Future waveforms can be compared to the signature waveform to assess the state of the drive mechanism and its components.

[00466] Ainda com referência à Figura 41, o instrumento cirúrgico 7930 inclui um módulo de detecção de falha do trem de acionamento 7962 configurado para registrar e analisar uma ou mais saídas acústicas de um ou mais dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936. O processador 7954 pode estar em comunicação com ou, de outro modo, controlar o módulo 7962. Conforme descrito com mais detalhes abaixo, o módulo 7962 pode ser incorporado como vários meios, como circuitos, hardware, um produto de programa de computador que compreende uma mídia legível por computador (por exemplo, a memória 7956) que armazena instruções de programa legíveis por computador que são executáveis por um dispositivo de processamento (por exemplo, o processador 7954), ou alguma combinação dos mesmos. Em alguns casos, o processador 36 pode incluir ou, de outro modo, controlar o módulo 7962.[00466] Still referring to Figure 41, the surgical instrument 7930 includes a drive train fault detection module 7962 configured to record and analyze one or more acoustic outputs from one or more of the drive trains 7932, 7934, 7936. Processor 7954 may be in communication with or otherwise control module 7962. As described in more detail below, module 7962 may be incorporated as various means, such as circuits, hardware, a computer program product comprising a computer-readable media (e.g., memory 7956) that stores computer-readable program instructions that are executable by a processing device (e.g., processor 7954), or some combination thereof. In some cases, processor 36 may include or otherwise control module 7962.

[00467] A Figura 42 é um sistema alternativo 132000 para controlar a frequência de um sistema eletromecânico ultrassônico 132002 e detectar a impedância do mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O sistema 132000 pode ser incorporado em um gerador. Um processador 132004 acoplado a uma memória 132026 programa um contador programável 132006 para sintonizar à frequência de saída fo do sistema eletromecânico ultrassônico 132002. A frequência de entrada é gerada por um oscilador de cristal 132008 e é inserida em um contador fixo 132010 para dimensionar a frequência para um valor adequado. As saídas do contador fixo 132010 e do contador programável 132006 são aplicadas a um detector de fase/frequência 132012. A saída do detector de fase/frequência 132012 é aplicada a um amplificador/circuito de filtro ativo 132014 para gerar uma tensão de sintonização Vt que é aplicada a um oscilador controlado por tensão 132016 (VCO, "voltage controlled oscillator"). O VCO 132016 aplica a frequência de saída fo a uma porção de transdutor ultrassônico do sistema eletromecânico ultrassônico 132002, mostrado aqui modelado como um circuito elétrico equivalente. Os sinais de tensão e corrente aplicados ao transdutor ultrassônico são monitorados por um sensor de tensão 132018 e um sensor de corrente 132020.[00467] Figure 42 is an alternative system 132000 for controlling the frequency of an ultrasonic electromechanical system 132002 and detecting the impedance thereof, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The 132000 system can be incorporated into a generator. A processor 132004 coupled to a memory 132026 programs a programmable counter 132006 to tune to the output frequency of the ultrasonic electromechanical system 132002. The input frequency is generated by a crystal oscillator 132008 and is input to a fixed counter 132010 to scale the frequency to an appropriate value. The outputs of the fixed counter 132010 and the programmable counter 132006 are applied to a phase/frequency detector 132012. The output of the phase/frequency detector 132012 is applied to an amplifier/active filter circuit 132014 to generate a tuning voltage Vt that is applied to a 132016 voltage controlled oscillator (VCO). The VCO 132016 applies the output frequency fo to an ultrasonic transducer portion of the ultrasonic electromechanical system 132002, shown here modeled as an equivalent electrical circuit. The voltage and current signals applied to the ultrasonic transducer are monitored by a 132018 voltage sensor and a 132020 current sensor.

[00468] As saídas dos sensores de tensão e corrente 132018, 13020 são aplicadas a um outro detector de fase/frequência 132022 para determinar o ângulo de fase entre a tensão e a corrente conforme medido pelos sensores de tensão e corrente 132018, 13020. A saída do detector de fase/frequência 132022 é aplicada a um canal de um conversor analógico para digital de alta velocidade 132024 (ADC) e é fornecida ao processador 132004 através do mesmo. Opcionalmente, as saídas dos sensores de tensão e corrente 132018, 132020 podem ser aplicadas aos respectivos canais dos dois canais de ADC 132024 e fornecidas ao processador 132004 para passagem por zero, FFT, ou outro algoritmo descrito aqui para determinar o ângulo de fase entre os sinais de tensão e a corrente aplicados ao sistema eletromecânico ultrassônico 132002.[00468] The outputs of voltage and current sensors 132018, 13020 are applied to another phase/frequency detector 132022 to determine the phase angle between voltage and current as measured by voltage and current sensors 132018, 13020. The output of the phase/frequency detector 132022 is applied to a channel of a high-speed analog-to-digital converter 132024 (ADC) and is provided to the processor 132004 therethrough. Optionally, the outputs of the voltage and current sensors 132018, 132020 may be applied to the respective channels of the two ADC channels 132024 and provided to the processor 132004 for zero crossing, FFT, or other algorithm described herein to determine the phase angle between the voltage and current signals applied to the ultrasonic electromechanical system 132002.

[00469] Opcionalmente a tensão de sintonia V t, a qual é proporcional à frequência de saída fo, pode ser alimentada de volta para o processador 132004 através do ADC 132024. Isso fornece ao processador 132004 um sinal de retroinformação proporcional à frequência de saída fo e pode usar essa retroinformação para ajustar e controlar a frequência de saída fo.[00469] Optionally the tuning voltage V t, which is proportional to the output frequency fo, may be fed back to the processor 132004 via the ADC 132024. This provides the processor 132004 with a feedback signal proportional to the output frequency fo and can use this feedback to adjust and control the fo output frequency.

Inferência da temperaturaTemperature inference

[00470] As Figuras 43A e 43B são representações gráficas 133000, 133010 de espectros de impedância complexos do mesmo dispositivo ultrassônico com uma lâmina ultrassônica fria (temperatura ambiente) e uma lâmina ultrassônica quente, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Como usado na presente invenção, uma lâmina ultrassônica fria se refere a uma lâmina ultrassônica à temperatura ambiente e uma lâmina ultrassônica quente se refere a uma lâmina ultrassônica depois que ela é aquecida por atrito durante o uso. A Figura 43A é uma representação gráfica 133000 do ângulo de fase da impedância Φ como função da frequência de ressonância fo do mesmo dispositivo ultrassônico com uma lâmina ultrassônica fria e uma lâmina ultrassônica quente, e a Figura 43B é uma representação gráfica 133010 de magnitude de impedância |Z| como função da frequência de ressonância fo do mesmo dispositivo ultrassônico com uma lâmina ultrassônica fria e uma lâmina ultrassônica quente. O ângulo de fase da impedância Φ e a magnitude de impedância |Z| estão, no mínimo, na frequência de ressonância fo.[00470] Figures 43A and 43B are graphical representations 133000, 133010 of complex impedance spectra of the same ultrasonic device with a cold (room temperature) ultrasonic blade and a hot ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. As used in the present invention, a cold ultrasonic blade refers to an ultrasonic blade at room temperature and a hot ultrasonic blade refers to an ultrasonic blade after it is heated by friction during use. Figure 43A is a plot 133000 of the impedance phase angle Φ as a function of resonance frequency fo of the same ultrasonic device with a cold ultrasonic blade and a hot ultrasonic blade, and Figure 43B is a plot 133010 of impedance magnitude |Z| as a function of the resonance frequency fo of the same ultrasonic device with a cold ultrasonic blade and a hot ultrasonic blade. The impedance phase angle Φ and the impedance magnitude |Z| are at least at the resonance frequency fo.

[00471] A impedância do transdutor ultrassônico Zg(t) pode ser medida como a razão entre os sinais de acionamento de tensão do gerador Vg(t) e corrente do gerador Ig(t): [00471] The ultrasonic transducer impedance Zg(t) can be measured as the ratio between the generator voltage drive signals Vg(t) and generator current Ig(t):

[00472] Conforme mostrado na Figura 43A, quando a lâmina ultrassônica está fria, por exemplo, à temperatura ambiente e não aquecida por atrito, a frequência de ressonância eletromecânica fo do dispositivo ultrassônico é de aproximadamente 55.500 Hz e a frequência de excitação do transdutor ultrassônico é ajustada para 55.500 Hz. Dessa forma, quando o transdutor ultrassônico é excitado na frequência de ressonância eletromecânica fo e a lâmina ultrassônica está fria, o ângulo de fase Φ é no mínimo ou aproximadamente igual a 0 rad conforme indicado pela curva da lâmina fria 133002. Conforme mostrado na Figura 43B, quando a lâmina ultrassônica está fria e o transdutor ultrassônico é excitado na frequência de ressonância eletromecânica fo, a magnitude de impedância |Z| é 800 Q, por exemplo, a magnitude de impedância |Z| está em um mínimo de impedância, e a amplitude do sinal de acionamento está em um máximo devido ao circuito equivalente de ressonância em série do sistema eletromecânico ultrassônico conforme representado na Figura 25.[00472] As shown in Figure 43A, when the ultrasonic blade is cool, for example, at room temperature and not heated by friction, the electromechanical resonance frequency fo of the ultrasonic device is approximately 55,500 Hz and the excitation frequency of the ultrasonic transducer is set to 55,500 Hz. Thus, when the ultrasonic transducer is excited at the electromechanical resonance frequency fo and the ultrasonic blade is cold, the phase angle Φ is at least or approximately equal to 0 rad as indicated by the cold blade curve 133002 As shown in Figure 43B, when the ultrasonic blade is cold and the ultrasonic transducer is excited at the electromechanical resonance frequency fo, the impedance magnitude |Z| is 800 Q, for example, the impedance magnitude |Z| is at an impedance minimum, and the drive signal amplitude is at a maximum due to the series resonance equivalent circuit of the ultrasonic electromechanical system as depicted in Figure 25.

[00473] Novamente com referência às Figuras 43A e 43B, quando o transdutor ultrassônico é acionado por sinais de tensão do gerador Vg(t) e sinais de corrente do gerador Ig(t) na frequência de ressonância eletromecânica fo de 55.500 Hz, o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão do gerador Vg(t) e da corrente do gerador Ig(t) é zero, a magnitude de impedância |Z| está em um mínimo de impedância, por exemplo 800 Q, e a amplitude do sinal está em um pico ou máximo devido ao circuito equivalente de ressonância em série do sistema eletromecânico ultrassônico. À medida que a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta, devido ao calor friccional gerado em uso, a frequência de ressonância eletromecânica fo’ do dispositivo ultrassônico diminui. Como o transdutor ultrassônico ainda é acionado pelos sinais de tensão do gerador Vg(t) e de corrente do gerador Ig(t) na frequência eletromecânica ressoante anterior (lâmina fria) fo de 55.500 Hz, o dispositivo ultrassônico opera fora de ressonância fo’, causando um deslocamento no ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão do gerador Vg(t) e de corrente do gerador Ig(t). Há também um aumento na magnitude de impedância |Z| e uma queda na magnitude de pico do sinal de acionamento em relação à frequência de ressonância eletromecânica anterior (lâmina fria) de 55.500 Hz. Consequentemente, a temperatura da lâmina ultrassônica pode ser inferida mediante a medição do ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão do gerador Vg(t) e de corrente do gerador Ig(t) quando a frequência de ressonância eletromecânica fo se altera devido às alterações na temperatura da lâmina ultrassônica.[00473] Again with reference to Figures 43A and 43B, when the ultrasonic transducer is driven by generator voltage signals Vg(t) and generator current signals Ig(t) at the electromechanical resonance frequency of 55,500 Hz, the angle phase Φ between the generator voltage signals Vg(t) and the generator current Ig(t) is zero, the impedance magnitude |Z| is at an impedance minimum, for example 800 Q, and the signal amplitude is at a peak or maximum due to the series resonance equivalent circuit of the ultrasonic electromechanical system. As the temperature of the ultrasonic blade increases, due to the frictional heat generated in use, the electromechanical resonance frequency fo’ of the ultrasonic device decreases. As the ultrasonic transducer is still driven by generator voltage signals Vg(t) and generator current signals Ig(t) at the previous resonant electromechanical frequency (cold blade) fo of 55,500 Hz, the ultrasonic device operates out of resonance fo', causing a shift in the phase angle Φ between the generator voltage signals Vg(t) and generator current signals Ig(t). There is also an increase in the impedance magnitude |Z| and a drop in the peak magnitude of the drive signal relative to the previous electromechanical resonance frequency (cold blade) of 55,500 Hz. Consequently, the temperature of the ultrasonic blade can be inferred by measuring the phase angle Φ between the voltage signals generator current Vg(t) and generator current Ig(t) when the electromechanical resonance frequency fo changes due to changes in the temperature of the ultrasonic blade.

[00474] Conforme anteriormente descrito, um sistema ultrassônico eletromecânico inclui um transdutor ultrassônico, um guia de onda e uma lâmina ultrassônica. Conforme anteriormente discutido, o transdutor ultrassônico pode ser modelado como um circuito ressonante em série equivalente (consulte a Figura 25) que compreende uma primeira ramificação tendo uma capacitância estática e uma segunda ramificação "em movimento" tendo uma indutância, resistência e capacitância conectadas série que definem as propriedades eletromecânicas de um ressonador. O sistema ultrassônico eletromecânico tem uma frequência de ressonância eletromecânica inicial definida pelas propriedades físicas do transdutor ultrassônico, o guia de ondas, e a lâmina ultrassônica. O transdutor ultrassônico é excitado por um sinal de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) alternada em uma frequência igual à frequência de ressonância eletromecânica, por exemplo, frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. Quando o sistema ultrassônico eletromecânico está excitado na frequência de ressonância, o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) é zero.[00474] As previously described, an electromechanical ultrasonic system includes an ultrasonic transducer, a waveguide and an ultrasonic blade. As previously discussed, the ultrasonic transducer can be modeled as an equivalent series resonant circuit (see Figure 25) that comprises a first branch having a static capacitance and a second "moving" branch having a series-connected inductance, resistance, and capacitance that define the electromechanical properties of a resonator. The electromechanical ultrasonic system has an initial electromechanical resonance frequency defined by the physical properties of the ultrasonic transducer, the waveguide, and the ultrasonic blade. The ultrasonic transducer is excited by an alternating voltage signal Vg(t) and current Ig(t) at a frequency equal to the electromechanical resonance frequency, for example, the resonance frequency of the electromechanical ultrasonic system. When the electromechanical ultrasonic system is excited at the resonance frequency, the phase angle Φ between the voltage signals Vg(t) and current signals Ig(t) is zero.

[00475] Dito de uma outra forma, na ressonância, a impedância indutiva analógica do sistema ultrassônico eletromecânico é igual à impedância capacitiva analógica do sistema ultrassônico eletromecânico. Conforme a lâmina ultrassônica aquece, por exemplo devido ao engate por atrito com o tecido, a conformidade da lâmina ultrassônica (modelada como uma capacitância analógica) causa um deslocamento na frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. No presente exemplo, a frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico diminui conforme a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta. Dessa forma, a impedância indutiva analógica do sistema ultrassônico eletromecânico já não é igual à impedância capacitiva analógica do sistema ultrassônico eletromecânico causando um desfasamento entre a frequência de acionamento e a nova frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. Dessa forma, com uma lâmina ultrassônica quente, o sistema ultrassônico eletromecânico opera "fora de ressonância". A diferença entre a frequência de acionamento e a frequência de ressonância é manifestada como um ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico.[00475] In other words, at resonance, the analog inductive impedance of the electromechanical ultrasonic system is equal to the analog capacitive impedance of the electromechanical ultrasonic system. As the ultrasonic blade heats up, for example due to frictional engagement with tissue, compliance of the ultrasonic blade (modeled as an analog capacitance) causes a shift in the resonant frequency of the electromechanical ultrasonic system. In the present example, the resonance frequency of the electromechanical ultrasonic system decreases as the temperature of the ultrasonic blade increases. Therefore, the analog inductive impedance of the electromechanical ultrasonic system is no longer equal to the analog capacitive impedance of the electromechanical ultrasonic system, causing a mismatch between the drive frequency and the new resonance frequency of the electromechanical ultrasonic system. In this way, with a hot ultrasonic blade, the electromechanical ultrasonic system operates "out of resonance". The difference between the drive frequency and the resonance frequency is manifested as a phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer.

[00476] Conforme anteriormente discutido, o circuito eletrônico do gerador pode facilmente monitorizar o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. O ângulo de fase Φ pode ser determinado através de análise de Fourier, estimativa de quadrados mínimos ponderados, filtração Kalman, técnicas baseadas em espaço-vetor, método de passagem por zero, figuras de Lissajous, método de três voltímetros, método "crossed-coil", métodos de voltímetro vetorial e impedância vetorial, instrumentos de fase padrões, malha de captura de fase ("phase-locked loops") e outras técnicas anteriormente descritas. O gerador pode monitorar continuamente o ângulo de fase Φ e ajustar a frequência de acionamento até o ângulo de fase Φ ficar zero. Nesse ponto, a nova frequência de acionamento é igual à frequência de ressonância do novo sistema ultrassônico eletromecânico. A alteração no ângulo de fase Φ e/ou frequência de acionamento do gerador pode ser usada como uma medição indireta ou inferida da temperatura da lâmina ultrassônica.[00476] As previously discussed, the electronic circuit of the generator can easily monitor the phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer. The phase angle Φ can be determined through Fourier analysis, weighted least squares estimation, Kalman filtration, vector space-based techniques, zero crossing method, Lissajous figures, three voltmeter method, crossed-coil method ", vector voltmeter and vector impedance methods, standard phase instruments, phase-locked loops and other previously described techniques. The generator can continuously monitor the phase angle Φ and adjust the drive frequency until the phase angle Φ becomes zero. At this point, the new drive frequency is equal to the resonant frequency of the new electromechanical ultrasonic system. The change in phase angle Φ and/or generator drive frequency can be used as an indirect or inferred measurement of the temperature of the ultrasonic blade.

[00477] Existe uma variedade de técnicas disponíveis para estimar a temperatura a partir dos dados na esses espectros. Mais notadamente, um conjunto não linear, variável no tempo, de equações de espaço de estado pode ser usado para modelar a relação dinâmica entre a temperatura da lâmina ultrassônica e a impedância medida:através de uma faixa de frequências de acionamento do gerador, sendo que a faixa de frequências de acionamento do gerador é específica para o modelo de dispositivo.[00477] There are a variety of techniques available for estimating temperature from data in these spectra. Most notably, a nonlinear, time-varying set of state-space equations can be used to model the dynamic relationship between ultrasonic blade temperature and measured impedance: through a range of generator drive frequencies, with the range of generator drive frequencies being specific to the device model.

Métodos de estimativa de temperaturaTemperature estimation methods

[00478] Um aspecto de estimar ou inferir a temperatura de uma lâmina ultrassônica pode incluir três etapas. Primeiro, definir um modelo de espaço de estado de temperatura e frequência que é dependente de tempo e energia. Para modelar a temperatura como função do conteúdo de frequência, um conjunto de equações não lineares de espaço de estado são usadas para modelar a relação entre a frequência de ressonância eletromecânica e a temperatura da lâmina ultrassônica. Segundo, aplicar um filtro de Kalman para aprimorar a acurácia do estimador de temperatura e do modelo de espaço de estado ao longo do tempo. Terceiro, um estimador de estado é fornecido no circuito de realimentação do filtro de Kalman para controlar a potência aplicada ao transdutor ultrassônico, e consequentemente a lâmina ultrassônica, para regular a temperatura da lâmina ultrassônica. As três etapas são descritas mais adiante neste documento.Etapa 1[00478] One aspect of estimating or inferring the temperature of an ultrasonic blade may include three steps. First, define a temperature and frequency state space model that is time and energy dependent. To model temperature as a function of frequency content, a set of nonlinear state space equations are used to model the relationship between the electromechanical resonance frequency and the temperature of the ultrasonic blade. Second, apply a Kalman filter to improve the accuracy of the temperature estimator and the state space model over time. Third, a state estimator is provided in the Kalman filter feedback circuit to control the power applied to the ultrasonic transducer, and consequently the ultrasonic blade, to regulate the temperature of the ultrasonic blade. The three steps are described later in this document.Step 1

[00479] A primeira etapa é definir um modelo de espaço de estado de temperatura e frequência que é dependente de tempo e energia. Para modelar a temperatura como função do conteúdo de frequência, um conjunto de equações não lineares de espaço de estado são usadas para modelar a relação entre a frequência de ressonância eletromecânica e a temperatura da lâmina ultrassônica. Em um aspecto, o modelo de espaço de estado é definido por: [00479] The first step is to define a temperature and frequency state space model that is time and energy dependent. To model temperature as a function of frequency content, a set of nonlinear state space equations are used to model the relationship between the electromechanical resonance frequency and the temperature of the ultrasonic blade. In one aspect, the state space model is defined by:

[00480] O modelo de espaço de estado representa a taxa de alteração da frequência natural do sistema ultrassônico eletromecânico Fn e a taxa de alteração da temperatura t da lâmina ultrassónica com relação à frequência natural Fn(t), temperatura T(t), energia F(t), e tempo t. y representa a observabilidade das variáveis que são mensuráveis e observáveis como a frequência natural Fn(t) do sistema ultrassônico eletromecânico, a temperatura T(t) da lâmina ultrassônica, a energia F(t) aplicada à lâmina ultrassônica, e o tempo t. A temperatura T(t) da lâmina ultrassônica é observável como uma estimativa.Etapa 2[00480] The state space model represents the rate of change of the natural frequency of the electromechanical ultrasonic system Fn and the rate of change of the temperature t of the ultrasonic blade with respect to the natural frequency Fn(t), temperature T(t), energy F(t), and time t. y represents the observability of variables that are measurable and observable, such as the natural frequency Fn(t) of the electromechanical ultrasonic system, the temperature T(t) of the ultrasonic blade, the energy F(t) applied to the ultrasonic blade, and the time t. The temperature T(t) of the ultrasonic blade is observable as an estimate.Step 2

[00481] A segunda etapa é para aplicar um filtro de Kalman para melhorar o estimador de temperatura e o modelo de espaço de estado. A Figura 44 é um diagrama de um filtro de Kalman 133020 para melhorar o estimador de temperatura e o modelo de espaço de estado com base na impedância de acordo com a equação:que representa a impedância através de um transdutor ultrassônico medida em uma variedade de frequências, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00481] The second step is to apply a Kalman filter to improve the temperature estimator and the state space model. Figure 44 is a diagram of a 133020 Kalman filter for improving the temperature estimator and impedance-based state space model according to the equation: which represents the impedance across an ultrasonic transducer measured at a variety of frequencies, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[00482] O filtro de Kalman 133020 pode ser empregado para melhorar o desempenho da estimativa de temperatura e permite o aumento dos sensores externos, modelos, ou informação prévia para melhorar a previsão de temperatura no meio de dados ruidosos. O filtro de Kalman 133020 inclui um regulador 133022 e uma planta 133024. Em teoria de controle, uma planta 133024 é a combinação de processo e atuador. Uma planta 133024 pode ser chamada de uma função de transferência que indica a relação entre um sinal de entrada e o sinal de saída de um sistema. O regulador 133022 inclui um estimador de estado 133026 e um controlador K 133028. O regulador de estado 133026 inclui um circuito de realimentação 133030. O regulador de estado 133026 recebe y, a saída da planta 133024, como uma entrada e uma variável de retroinformação u. O estimador de estado 133026 é um sistema de retroinformação interno que converge para o valor real do estado do sistema. A saída do estimador de estado 133026 é x, a variável de controle de retroinformação completa incluindo Fn(t) do sistema ultrassônico eletromecânico, a estimativa da temperatura T(t) da lâmina ultrassônica, a energia F(t) aplicada à lâmina ultrassônica, o ângulo de fase Φ, e o tempo t. A entrada para dentro do controlador K 133028 é x e a saída do controlador K 133028 u é alimentada de volta para o estimador de estado 133026 e t da planta 133024.[00482] Kalman filter 133020 can be employed to improve temperature estimation performance and allows the augmentation of external sensors, models, or prior information to improve temperature prediction amid noisy data. The 133020 Kalman filter includes a 133022 regulator and a 133024 plant. In control theory, a 133024 plant is the combination of process and actuator. A plant 133024 can be called a transfer function that indicates the relationship between an input signal and the output signal of a system. The regulator 133022 includes a status estimator 133026 and a K controller 133028. The status regulator 133026 includes a feedback circuit 133030. The status regulator 133026 receives y, the plant output 133024, as an input and a feedback variable u . The 133026 state estimator is an internal feedback system that converges to the true value of the system state. The output of the 133026 state estimator is x, the complete feedback control variable including Fn(t) of the electromechanical ultrasonic system, the temperature estimate T(t) of the ultrasonic blade, the energy F(t) applied to the ultrasonic blade, the phase angle Φ, and the time t. The input into the K 133028 controller is x and the output of the K 133028 controller u is fed back to the state estimator 133026 and t of the plant 133024.

[00483] A filtração Kalman, também conhecido como estimativa linear quadrática (LQE), é um algoritmo que usa uma série de medições observadas ao longo do tempo, contendo ruído e outras imprecisões estatísticas, e produz estimativas das variáveis desconhecidas que tendem a ser mais acuradas do que aquelas com base em uma única medição apenas, mediante estimativa de uma distribuição de probabilidade conjunta sobre as variáveis para cada período de tempo e, desse modo, cálculo da estimativa de máxima probabilidade de medições reais. O algoritmo funciona em um processo em duas etapas. Em uma etapa de previsão, o filtro de Kalman 133020 produz estimativas das variáveis de estado atuais, juntamente com suas incertezas. Após o resultado da próxima medição (necessariamente corrompida com alguma quantidade de erro, incluindo ruído aleatório) ser observado, estas estimativas são atualizadas usando-se uma média ponderada, com mais peso sendo dado às estimativas com maior certeza. O algoritmo é recursivo e pode ser executado em tempo real, usando-se apenas as medições de entrada presentes e o estado anteriormente calculado e sua matriz de incerteza; não são necessárias informações adicionais passadas.[00483] Kalman filtration, also known as linear quadratic estimation (LQE), is an algorithm that uses a series of observed measurements over time, containing noise and other statistical inaccuracies, and produces estimates of the unknown variables that tend to be more more accurate than those based on a single measurement only, by estimating a joint probability distribution over the variables for each time period and thus calculating the maximum likelihood estimate of actual measurements. The algorithm works in a two-step process. In a prediction step, the 133020 Kalman filter produces estimates of the current state variables along with their uncertainties. After the result of the next measurement (necessarily corrupted with some amount of error, including random noise) is observed, these estimates are updated using a weighted average, with more weight being given to estimates with greater certainty. The algorithm is recursive and can be executed in real time, using only the present input measurements and the previously calculated state and its uncertainty matrix; no additional information is required.

[00484] O filtro de Kalman 133020 usa um modelo dinâmico do sistema ultrassônico eletromecânico, entradas de controle conhecidas para aquele sistema, e múltiplas medições sequenciais (observações) da frequência natural e ângulo de fase dos sinais aplicados (por exemplo, magnitude e fase da impedância elétrica do transdutor ultrassônico) ao transdutor ultrassônico para formar uma estimativa das quantidades variáveis do sistema ultrassônico eletromecânico (seu estado) para prever a temperatura da porção da lâmina ultrassônica do sistema ultrassônico eletromecânico que é melhor do que uma estimativa obtida com o uso de apenas uma única medição apenas. Como tal, o filtro de Kalman 133020 é um algoritmo que inclui sensor e fusão de dados para fornecer a estimativa de máxima probabilidade da temperatura da lâmina ultrassônica.[00484] Kalman filter 133020 uses a dynamic model of the electromechanical ultrasonic system, known control inputs for that system, and multiple sequential measurements (observations) of the natural frequency and phase angle of the applied signals (e.g., magnitude and phase of the electrical impedance of the ultrasonic transducer) to the ultrasonic transducer to form an estimate of the electromechanical ultrasonic system's varying quantities (its state) to predict the temperature of the ultrasonic blade portion of the electromechanical ultrasonic system that is better than an estimate obtained using only a single measurement only. As such, the 133020 Kalman filter is an algorithm that includes sensor and data fusion to provide the maximum likelihood estimate of the temperature of the ultrasonic sheet.

[00485] O filtro de Kalman 133020 estima com eficácia a incerteza devido às medições de ruído dos sinais aplicados ao transdutor ultrassônico para medir os dados de frequência natural e deslocamento de fase e também estima com eficácia a incerteza devido a fatores aleatórios externos. O filtro de Kalman 133020 produz uma estimativa do estado do sistema ultrassônico eletromecânico como uma média ponderada do estado previsto do sistema e da nova medição. Os valores ponderados fornecem melhor (isto é, menor) incerteza estimada e são mais "confiáveis" do que os valores não ponderados. Os pesos podem ser calculados a partir da covariância, uma medida da incerteza estimada da predição do estado do sistema. O resultado da média ponderada é uma nova estimativa do estado que se situa entre o estado previsto e medido, e tem uma melhor incerteza estimada do que um ou outro sozinho. Esse processo é repetido em cada etapa de tempo, com a nova estimativa e sua covariância gerando a predição usada na próxima iteração. Esta natureza recursiva do filtro de Kalman 133020 exige apenas do último "melhor palpite", ao invés de toda a história, do estado do sistema ultrassônico eletromecânico para calcular um novo estado.[00485] The Kalman filter 133020 effectively estimates the uncertainty due to noise measurements of the signals applied to the ultrasonic transducer to measure the natural frequency and phase shift data, and also effectively estimates the uncertainty due to external random factors. The 133020 Kalman filter produces an estimate of the state of the electromechanical ultrasonic system as a weighted average of the predicted state of the system and the new measurement. Weighted values provide better (i.e., lower) estimated uncertainty and are more "reliable" than unweighted values. Weights can be calculated from covariance, a measure of the estimated uncertainty of predicting the state of the system. The result of the weighted average is a new estimate of the state that lies between the predicted and measured state, and has a better estimated uncertainty than either alone. This process is repeated at each time step, with the new estimate and its covariance generating the prediction used in the next iteration. This recursive nature of the 133020 Kalman filter requires only the last "best guess", rather than the entire history, of the state of the electromechanical ultrasonic system to calculate a new state.

[00486] A certeza relativa das medições e da estimativa do estado atual é uma consideração importante, e é comum discutir a resposta do filtro em termos de o ganho K do filtro de Kalman 133020. O ganho de Kalman K é o peso relativo atribuído às medições e à estimativa do estado atual, e pode ser "ajustado" para obter um desempenho específico. Com um alto ganho K, o filtro de Kalman 133020 coloca mais peso sobre as medições mais recentes, e dessa forma os segue de maneira mais responsiva. Com um baixo ganho K, o filtro de Kalman 133020 segue mais de perto as previsões do modelo. De ambos os extremos, um alto ganho próximo de um resultará em uma trajetória estimada mais irregular, enquanto um baixo ganho próximo a zero irá nivelar o ruído mas diminuir a capacidade de resposta.[00486] The relative certainty of measurements and estimation of the current state is an important consideration, and it is common to discuss the filter response in terms of the K gain of the Kalman filter 133020. The Kalman gain K is the relative weight assigned to the measurements and estimation of current state, and can be "tuned" to achieve specific performance. With a high K gain, the 133020 Kalman filter places more weight on the most recent measurements, and thus tracks them more responsively. With a low gain K, the 133020 Kalman filter more closely follows the model predictions. From both extremes, a high gain close to one will result in a more irregular estimated trajectory, while a low gain close to zero will flatten the noise but decrease responsiveness.

[00487] Quando se realiza os cálculos reais para o filtro de Kalman 133020 (conforme discutido abaixo), a estimativa e covariâncias do estado são codificadas em matrizes covariâncias para lidar com as múltiplas dimensões envolvidas em um único conjunto de cálculos. Isso permite uma representação das relações lineares entre variáveis de diferentes estados (como a posição, velocidade, e a aceleração) em qualquer dos modelos ou covariâncias de transição. O uso de um filtro de Kalman 133020 não assume que os erros são gaussianos. Entretanto, o filtro de Kalman 133020 produz a estimativa de probabilidade condicional exata no caso especial de que todos os erros são distribuídos gaussianos.Etapa 3[00487] When performing the actual calculations for the Kalman filter 133020 (as discussed below), the state estimate and covariances are encoded in covariance matrices to handle the multiple dimensions involved in a single set of calculations. This allows a representation of linear relationships between variables of different states (such as position, velocity, and acceleration) in any of the models or transition covariances. Using a 133020 Kalman filter does not assume that errors are Gaussian. However, the Kalman filter 133020 produces the exact conditional probability estimate in the special case that all errors are Gaussian distributed.Step 3

[00488] A terceira etapa usa um estimador 133026 no estado de realimentação 133032 do filtro de Kalman 133020 para o controle da potência aplicada ao transdutor ultrassônico, e consequentemente da lâmina ultrassônica, para regular a temperatura da lâmina ultrassônica.[00488] The third step uses an estimator 133026 in the feedback state 133032 of the Kalman filter 133020 to control the power applied to the ultrasonic transducer, and consequently the ultrasonic blade, to regulate the temperature of the ultrasonic blade.

[00489] A Figura 45 ilustra uma representação gráfica 133040 de três distribuições de probabilidade empregadas pelo estimador de estado 133026 do filtro de Kalman 133020 mostrado na Figura 44 para maximizar as estimativas, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. As distribuições de probabilidade incluem a distribuição de probabilidade anterior 133042, a distribuição de probabilidade (estado) de predição 133044 e a distribuição de probabilidade de observação 133046. As três distribuições de probabilidade 133042, 133044, 1330467 são usadas em um controle de retroinformação de energia aplicada a um transdutor ultrassônico para regular a temperatura com base na impedância através do transdutor ultrassônico medida em uma variedade de frequências, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O estimador usado no controle de retroinformação da potência aplicada a um transdutor ultrassônico para regular a temperatura com base na impedância é dado pela expressão:que é a impedância através do transdutor ultrassônico medida em uma variedade de frequências, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação.[00489] Figure 45 illustrates a graphical representation 133040 of three probability distributions employed by the state estimator 133026 of the Kalman filter 133020 shown in Figure 44 to maximize the estimates, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The probability distributions include the prior probability distribution 133042, the prediction (state) probability distribution 133044, and the observation probability distribution 133046. The three probability distributions 133042, 133044, 1330467 are used in a power feedback control applied to an ultrasonic transducer to regulate temperature based on impedance across the ultrasonic transducer measured at a variety of frequencies, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The estimator used in feedback control of the power applied to an ultrasonic transducer to regulate temperature based on impedance is given by the expression: which is the impedance across the ultrasonic transducer measured at a variety of frequencies, in accordance with at least one aspect of the present disclosure.

[00490] A distribuição de probabilidade anterior 133042 inclui uma variação de estado definida pela expressão: [00490] Prior probability distribution 133042 includes a state variation defined by the expression:

[00491] A variância de estado (ak) é usada para predizer o próximo estado do sistema, que é representado como a distribuição de probabilidade de previsão (estado) 133044. A distribuição de probabilidade de observação 133046 é a distribuição de probabilidade da observação real do estado do sistema onde a variância de observação am é usada para definir o ganho, que é dado pela seguinte expressão: [00491] The state variance (ak) is used to predict the next state of the system, which is represented as the prediction (state) probability distribution 133044. The observation probability distribution 133046 is the probability distribution of the actual observation of the system state where the observation variance am is used to define the gain, which is given by the following expression:

Controle de retroinformaçãoFeedback control

[00492] A entrada de energia é diminuída para assegurar que a temperatura (como estimado pelo estimador de estado e do filtro de Kalman) é controlada.[00492] The power input is decreased to ensure that the temperature (as estimated by the state estimator and the Kalman filter) is controlled.

[00493] Em um aspecto, a primeira prova de conceito assumiu uma relação linear estática entre a frequência natural do sistema ultrassônico eletromecânico e a temperatura da lâmina ultrassônica. Reduzindo-se a potência como função da frequência natural do sistema ultrassônico eletromecânico (isto é, regulação de temperatura com controle de retroinformação), a temperatura da ponta da lâmina ultrassônica pode ser controlada diretamente. Neste exemplo, a temperatura da ponta distal da lâmina ultrassônica pode ser controlada para não excederá o ponto de fusão do bloco de Teflon.[00493] In one aspect, the first proof of concept assumed a static linear relationship between the natural frequency of the electromechanical ultrasonic system and the temperature of the ultrasonic blade. By reducing the power as a function of the natural frequency of the electromechanical ultrasonic system (i.e., temperature regulation with feedback control), the temperature of the tip of the ultrasonic blade can be directly controlled. In this example, the temperature of the distal tip of the ultrasonic blade can be controlled so that it does not exceed the melting point of the Teflon block.

[00494] A Figura 46A é uma representação gráfica 133050 da temperatura em função do tempo de um dispositivo ultrassônico sem controle de retroinformação de temperatura. A temperatura (°C) da lâmina ultrassônica é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical e o tempo (s) é mostrado ao longo do eixo geométrico horizontal. O teste foi conduzido com uma camurça localizada nas garras do dispositivo ultrassônico. Uma garra é a lâmina ultrassônica e a outra garra é o braço de aperto com um bloco de Teflon. A lâmina ultrassônica foi excitada na frequência de ressonância enquanto em engate por atrito com a camurça presa entre a lâmina ultrassônica e o braço de aperto. Ao longo do tempo, a temperatura (°C) da lâmina ultrassônica aumenta devido ao engate por atrito com a camurça. Ao longo do tempo, o perfil de temperatura 133052 da lâmina ultrassônica aumenta até a amostra de camurça ser cortada após cerca de 19,5 segundos a uma temperatura de 220°C como indicado no ponto 133054. Sem controle de retroinformação de temperatura, após o corte da amostra de camurça, a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta para uma temperatura bem acima do ponto de fusão do Teflon ~380°C até ~490°C. No ponto 133056, a temperatura da lâmina ultrassônica atinge uma temperatura máxima de 490°C até o bloco de Teflon ser completamente fundido. A temperatura da lâmina ultrassônica cai ligeiramente a partir do pico de temperatura no ponto 133056 após o bloco desaparecer completamente.[00494] Figure 46A is a graphical representation 133050 of temperature versus time of an ultrasonic device without temperature feedback control. The temperature (°C) of the ultrasonic blade is shown along the vertical axis and the time (s) is shown along the horizontal axis. The test was conducted with a chamois located in the jaws of the ultrasonic device. One claw is the ultrasonic blade and the other claw is the clamping arm with a Teflon block. The ultrasonic blade was excited at the resonant frequency while in frictional engagement with the chamois clamped between the ultrasonic blade and the clamping arm. Over time, the temperature (°C) of the ultrasonic blade increases due to frictional engagement with the chamois. Over time, the temperature profile 133052 of the ultrasonic blade increases until the suede sample is cut after about 19.5 seconds at a temperature of 220°C as indicated in point 133054. Without temperature feedback control, after the cutting the suede sample, the temperature of the ultrasonic blade increases to a temperature well above the melting point of Teflon ~380°C to ~490°C. At point 133056, the temperature of the ultrasonic blade reaches a maximum temperature of 490°C until the Teflon block is completely melted. The temperature of the ultrasonic blade drops slightly from the peak temperature at point 133056 after the block disappears completely.

[00495] A Figura 46B é um gráfico da temperatura em função do tempo para um dispositivo ultrassônico com controle de retroinformação de temperatura, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A temperatura (°C) da lâmina ultrassônica é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical e o tempo (s) é mostrado ao longo do eixo geométrico horizontal. O teste foi conduzido com uma amostra de camurça localizada nas garras do dispositivo ultrassônico. Uma garra é a lâmina ultrassônica e a outra garra é o braço de aperto com um bloco de Teflon. A lâmina ultrassônica foi excitada na frequência de ressonância enquanto em engate por atrito com a camurça presa entre a lâmina ultrassônica e o bloco do braço de aperto. Ao longo do tempo, o perfil de temperatura 133062 da lâmina ultrassônica aumenta até a amostra de camurça ser cortada após cerca de 23 segundos a uma temperatura de 220°C como indicado no ponto 133064. Com controle de retroinformação de temperatura, a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta até uma temperatura máxima de cerca de 380°C, logo abaixo do ponto de fusão de TEFLON, conforme indicado no ponto 133066 e então é reduzida para uma média de cerca de 330°C conforme indicado genericamente na região 133068, impedindo assim a fusão do bloco de TEFLON.[00495] Figure 46B is a graph of temperature versus time for an ultrasonic device with temperature feedback control, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The temperature (°C) of the ultrasonic blade is shown along the vertical axis and the time (s) is shown along the horizontal axis. The test was conducted with a chamois sample located in the jaws of the ultrasonic device. One claw is the ultrasonic blade and the other claw is the clamping arm with a Teflon block. The ultrasonic blade was excited at the resonant frequency while in frictional engagement with the chamois clamped between the ultrasonic blade and the clamping arm block. Over time, the temperature profile 133062 of the ultrasonic blade increases until the suede sample is cut after about 23 seconds at a temperature of 220°C as indicated in point 133064. With temperature feedback control, the blade temperature ultrasonic temperature increases to a maximum temperature of about 380°C, just below the melting point of TEFLON, as indicated in point 133066 and is then reduced to an average of about 330°C as indicated generally in region 133068, thus preventing melting of the TEFLON block.

Aplicação de tecnologia de lâmina ultrassônica inteligenteApplication of intelligent ultrasonic blade technology

[00496] Quando uma lâmina ultrassônica é imersa em um campo cirúrgico preenchido com fluido, a lâmina ultrassônica resfria durante a ativação se tornando menos eficaz para vedação e corte do tecido em contato com a mesma. O resfriamento da lâmina ultrassônica pode levar a tempos de ativação mais longos e/ou problemas de hemostasia porque calor adequado não é aplicado ao tecido. Para superar o resfriamento da lâmina ultrassônica, mais aplicação de energia pode ser necessária para encurtar os tempos de transecção e alcançar a hemostasia adequada sob essas condições de imersão de fluido. Com o uso de um sistema de controle de retroinformação de frequência- temperatura, se a temperatura da lâmina ultrassônica for detectada para começar abaixo, ou permanecer abaixo de uma certa temperatura durante um certo período de tempo, a potência de saída do gerador pode ser aumentada para compensar o resfriamento devido ao sangue/solução salina/outro fluido presente no campo cirúrgico.[00496] When an ultrasonic blade is immersed in a surgical field filled with fluid, the ultrasonic blade cools during activation and becomes less effective in sealing and cutting the tissue in contact with it. Cooling the ultrasonic blade may lead to longer activation times and/or hemostasis problems because adequate heat is not applied to the tissue. To overcome ultrasonic blade cooling, more energy application may be required to shorten transection times and achieve adequate hemostasis under these fluid immersion conditions. With the use of a frequency-temperature feedback control system, if the temperature of the ultrasonic blade is detected to start below, or remain below a certain temperature for a certain period of time, the generator output power can be increased to compensate for cooling due to blood/saline/other fluid present in the surgical field.

[00497] Consequentemente, o sistema de controle de retroinformação de temperatura-frequência aqui descrito pode otimizar o desempenho de um dispositivo ultrassônico especialmente quando a lâmina ultrassônica está situada ou imersa, parcial ou totalmente, em um campo cirúrgico preenchido com fluido. O sistema de controle de retroinformação de frequência-temperatura aqui descrito minimiza longos tempos de ativação e/ou problemas potenciais com o desempenho do dispositivo ultrassônico no campo cirúrgico preenchido com fluido.[00497] Consequently, the temperature-frequency feedback control system described herein can optimize the performance of an ultrasonic device especially when the ultrasonic blade is situated or immersed, partially or fully, in a fluid-filled surgical field. The frequency-temperature feedback control system described here minimizes long activation times and/or potential problems with the performance of the ultrasonic device in the fluid-filled surgical field.

[00498] Conforme anteriormente descrito, a temperatura da lâmina ultrassônica pode ser inferida mediante a detecção da impedância do transdutor ultrassônico dada pela seguinte expressão:ou equivalentemente, a detecção do ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. As informações do ângulo de fase Φ também podem ser usadas para inferir as condições da lâmina ultrassônica. Conforme discutido com particularidade aqui, o ângulo de fase Φ se altera como função da temperatura da lâmina ultrassônica. Portanto, as informações do ângulo de fase Φ podem ser usadas para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica. Isso pode ser feito, por exemplo, mediante a redução da potência fornecida à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito quente e mediante aumento da potência aplicada à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito fria. As Figuras 58A a 58B são representações gráficas do controle de retroinformação de temperatura para ajustar a energia ultrassônica aplicada a um transdutor ultrassônico quando uma queda repentina na temperatura de uma lâmina ultrassônica é detectada.[00498] As previously described, the temperature of the ultrasonic blade can be inferred by detecting the impedance of the ultrasonic transducer given by the following expression: or equivalently, the detection of the phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer. The phase angle information Φ can also be used to infer the conditions of the ultrasonic blade. As discussed in particular here, the phase angle Φ changes as a function of the temperature of the ultrasonic blade. Therefore, the phase angle information Φ can be used to control the temperature of the ultrasonic blade. This can be done, for example, by reducing the power supplied to the ultrasonic blade when the ultrasonic blade is too hot and by increasing the power applied to the ultrasonic blade when the ultrasonic blade is too cold. Figures 58A to 58B are graphical representations of temperature feedback control to adjust ultrasonic energy applied to an ultrasonic transducer when a sudden drop in temperature of an ultrasonic blade is detected.

[00499] A Figura 47A é uma representação gráfica da saída de energia ultrassônica 133070 como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A potência de saída do gerador ultrassônico é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical e o tempo (s) é mostrado ao longo do eixo geométrico horizontal. A Figura 47B é uma representação gráfica da temperatura da lâmina ultrassônica 133080 como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A temperatura da lâmina ultrassônica é mostrada ao longo do eixo geométrico vertical e o tempo (s) é mostrado ao longo do eixo geométrico horizontal. A temperatura da lâmina ultrassônica aumenta com a aplicação de energia constante 133072 conforme mostrado na Figura 47A. Durante o uso, a temperatura da lâmina ultrassônica cai repentinamente. Isso pode resultar de uma variedade de condições, entretanto, durante o uso, pode ser inferido que a temperatura da lâmina ultrassônica cai quando é imersa em um campo cirúrgico preenchido com fluido (por exemplo, sangue, solução salina, água, etc.). No tempo t0, a temperatura da lâmina ultrassônica cai abaixo da temperatura mínima desejada 133082 e o algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura detecta a queda na temperatura e começa a aumentar ou "elevar" a potência conforme mostrado pelo aumento de energia 133074 fornecido à lâmina ultrassônica para iniciar a elevação da temperatura da lâmina ultrassônica acima da temperatura mínima desejada 133082.[00499] Figure 47A is a graphical representation of the ultrasonic energy output 133070 as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The output power of the ultrasonic generator is shown along the vertical axis and the time (s) is shown along the horizontal axis. Figure 47B is a graphical representation of the temperature of the ultrasonic blade 133080 as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The temperature of the ultrasonic blade is shown along the vertical axis and the time (s) is shown along the horizontal axis. The temperature of the ultrasonic blade increases with the application of constant energy 133072 as shown in Figure 47A. During use, the temperature of the ultrasonic blade drops suddenly. This can result from a variety of conditions, however, during use it can be inferred that the temperature of the ultrasonic blade drops when it is immersed in a surgical field filled with fluid (e.g. blood, saline, water, etc.). At time t0, the temperature of the ultrasonic blade drops below the desired minimum temperature 133082 and the frequency-temperature feedback control algorithm detects the drop in temperature and begins increasing or "stepping up" the power as shown by the supplied power increase 133074 to the ultrasonic blade to begin raising the temperature of the ultrasonic blade above the minimum desired temperature 133082.

[00500] Com referência às Figuras 47A e 47B, o gerador ultrassônico fornece saídas de potência substancialmente constantes 133072 desde que a temperatura da lâmina ultrassônica permaneça acima da temperatura mínima desejada 133082. Em t0, o processador ou o circuito de controle no gerador ou no instrumento, ou ambos, detecta a queda na temperatura da lâmina ultrassônica baixo da temperatura mínima desejada 133072 e inicia um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura para elevar a temperatura da lâmina ultrassônica acima da temperatura mínima desejada 133082. Consequentemente, a energia do gerador começa a subir 133074 em t1 correspondente à detecção de uma queda repentina na temperatura da lâmina ultrassônica em t0. Sob o algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura, a energia continua a subir 133074 até a temperatura da lâmina ultrassônica estar acima da temperatura mínima desejada 133082.[00500] Referring to Figures 47A and 47B, the ultrasonic generator provides substantially constant power outputs 133072 as long as the temperature of the ultrasonic blade remains above the minimum desired temperature 133082. At t0, the processor or control circuit in the generator or in the instrument, or both, detects the drop in temperature of the ultrasonic blade below the minimum desired temperature 133072 and initiates a frequency-temperature feedback control algorithm to raise the temperature of the ultrasonic blade above the minimum desired temperature 133082. Consequently, the energy of the generator begins to rise 133074 at t1 corresponding to the detection of a sudden drop in the temperature of the ultrasonic blade at t0. Under the frequency-temperature feedback control algorithm, the power continues to rise 133074 until the temperature of the ultrasonic blade is above the minimum desired temperature 133082.

[00501] A Figura 48 é um diagrama de fluxo lógico 133090 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. De acordo com o processo, o processador ou o circuito de controle do gerador ou do instrumento, ou ambos, executa um aspecto de um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura discutido em conexão com as Figuras 47A e 47B para aplicar 133092 um nível de potência ao transdutor ultrassônico para alcançar uma temperatura desejada na lâmina ultrassônica. O gerador 133094 monitora o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados para acionar o transdutor ultrassónico. Com base no ângulo de fase Φ, o gerador infere 133096 infere a temperatura da lâmina ultrassônica com o uso das técnicas aqui descritas em conexão com as Figuras 43A a 45. O gerador determina 133098 se a temperatura da lâmina ultrassônica está abaixo de uma temperatura mínima desejada mediante comparação da temperatura inferida da lâmina ultrassônica com uma temperatura desejada predeterminada. O gerador então ajusta o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico com base na comparação. Por exemplo, o processo continua ao longo da ramificação NÃO quando a temperatura da lâmina ultrassônica está na ou acima da temperatura mínima desejada e continua ao longo da ramificação SIM quando a temperatura da lâmina ultrassônica está abaixo da temperatura mínima desejada. Quando a temperatura da lâmina ultrassônica está abaixo da temperatura mínima desejada, o gerador aumenta 133100 o nível de potência para o transdutor ultrassônico, por exemplo, aumentando os sinais de tensão V g(t) e/ou de corrente I g(t), para elevar a temperatura da lâmina ultrassônica e continua a aumentar o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico até que a temperatura da lâmina ultrassônica aumente acima da temperatura mínima desejada.[00501] Figure 48 is a logic flow diagram 133090 of a process representing a control program or a logic configuration for controlling the temperature of an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. According to the process, the processor or generator or instrument control circuit, or both, performs an aspect of a frequency-temperature feedback control algorithm discussed in connection with Figures 47A and 47B to apply 133092 a level of power to the ultrasonic transducer to achieve a desired temperature on the ultrasonic blade. The 133094 generator monitors the phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to drive the ultrasonic transducer. Based on the phase angle Φ, the generator infers 133096 the temperature of the ultrasonic blade using the techniques described herein in connection with Figures 43A through 45. The generator determines 133098 whether the temperature of the ultrasonic blade is below a minimum temperature desired temperature by comparing the inferred temperature of the ultrasonic blade with a predetermined desired temperature. The generator then adjusts the power level applied to the ultrasonic transducer based on the comparison. For example, the process continues along the NO branch when the ultrasonic blade temperature is at or above the minimum desired temperature and continues along the YES branch when the ultrasonic blade temperature is below the minimum desired temperature. When the temperature of the ultrasonic blade is below the desired minimum temperature, the generator increases the power level for the ultrasonic transducer, for example, increasing the voltage signals V g(t) and/or current I g(t), to raise the temperature of the ultrasonic blade and continues to increase the power level applied to the ultrasonic transducer until the temperature of the ultrasonic blade increases above the minimum desired temperature.

Modo economizador de bloco de tratamento de tecido avançado adaptávelAdaptive advanced fabric treatment block economizer mode

[00502] A Figura 49 é uma representação gráfica 133110 da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo durante o disparo de um vaso, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Um gráfico 133112 da temperatura da lâmina ultrassônica é plotado ao longo do eixo geométrico vertical como função do tempo ao longo do eixo geométrico horizontal. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura combina a temperatura de controle da lâmina ultrassônica com a capacidade de detecção de garra. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura fornece hemostasia ótima equilibrada com durabilidade do dispositivo e pode distribuir energia de maneira inteligente para melhor vedação enquanto protege o bloco do braço de aperto.[00502] Figure 49 is a graphical representation 133110 of the temperature of the ultrasonic blade as a function of time during firing of a vessel, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. A graph 133112 of the temperature of the ultrasonic blade is plotted along the vertical axis as a function of time along the horizontal axis. The frequency-temperature feedback control algorithm combines the control temperature of the ultrasonic blade with the claw detection capability. The frequency-temperature feedback control algorithm provides optimal hemostasis balanced with device durability and can intelligently distribute energy for better sealing while protecting the clamping arm block.

[00503] Conforme mostrado na Figura 49, a ótima temperatura 133114 para a vedação do vaso é marcada como uma primeira temperatura-alvo T1 e a ótima temperatura 133116 para a vida "infinita" do bloco de braço de aperto é marcada como uma segunda temperatura-alvo T2. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura infere a temperatura da lâmina ultrassônica e mantém a temperatura da lâmina ultrassônica entre o primeiro e o segundo limiares de temperatura alvo T1 e T2. A saída de energia do gerador é dessa forma acionada para obter ótimas temperaturas da lâmina ultrassônica para vedar os vasos e prolongar a vida útil do bloco de braço de aperto.[00503] As shown in Figure 49, the optimum temperature 133114 for vessel sealing is marked as a first target temperature T1 and the optimum temperature 133116 for the "infinite" life of the clamping arm block is marked as a second temperature -target T2. The frequency-temperature feedback control algorithm infers the temperature of the ultrasonic blade and maintains the temperature of the ultrasonic blade between the first and second target temperature thresholds T1 and T2. The power output of the generator is thus driven to obtain optimum ultrasonic blade temperatures to seal the vessels and extend the life of the clamping arm block.

[00504] Inicialmente, a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta à medida que a lâmina aquece e eventualmente excede o primeiro limiar de temperatura alvo T1. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura assume o controle da temperatura da lâmina para T1 até a transecção do vaso ser completada 133118 em t0 e a temperatura da lâmina ultrassônica cai abaixo da segunda temperatura alvo limiar T2. Um processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, detecta quando a lâmina ultrassônica entra em contato com o bloco de braço de aperto. Quando a transfecção do vaso é concluída em t0 e detectada, o algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura muda para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica ao segundo limiar alvo T2 para prolongar a vida útil do bloco de braço de aperto. A temperatura ótima do bloco de braço de aperto para um bloco de braço de aperto de TEFLON é aproximadamente 325°C. Em um aspecto, o tratamento de tecido avançado pode ser anunciado ao usuário em um segundo tom de ativação.[00504] Initially, the temperature of the ultrasonic blade increases as the blade heats up and eventually exceeds the first target temperature threshold T1. The frequency-temperature feedback control algorithm takes control of the slide temperature for T1 until vessel transection is completed 133118 at t0 and the ultrasonic slide temperature drops below the second threshold target temperature T2. A processor or control circuit of the generator or instrument, or both, detects when the ultrasonic blade contacts the clamping arm block. When the vessel transfection is completed at t0 and detected, the frequency-temperature feedback control algorithm switches to control the temperature of the ultrasonic blade to the second target threshold T2 to extend the life of the clamping arm block. The optimum clamping arm block temperature for a TEFLON clamping arm block is approximately 325°C. In one aspect, the advanced tissue treatment may be announced to the user in a second activation tone.

[00505] A Figura 50 é um diagrama de fluxo lógico 133120 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica entre dois pontos de ajuste de temperatura, conforme representado na Figura 49, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. De acordo com o processo, o gerador executa um aspecto do algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura para aplicar 133122 um primeiro nível de potência ao transdutor ultrassônico, por exemplo, mediante ajuste dos sinais da tensão Vg(t) e/ou da corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico, para ajustar a lâmina ultrassônica a uma primeira temperatura alvo T1 otimizada para vedação de vaso. Conforme anteriormente descrito, o gerador monitora 133124 o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassónico, e com base no ângulo de fase Φ, o gerador 133126 infere a temperatura da lâmina ultrassônica com o uso das técnicas aqui descritas em conexão com as Figuras 43A a 45. De acordo com o algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura, um processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, mantém a temperatura da lâmina ultrassônica na primeira temperatura alvo T1 até a transecção ser concluída. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência- temperatura pode ser usado para detectar a conclusão do processo de transecção do vaso. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133128 quando a transecção do vaso está completa. O processo continua ao longo da ramificação NÃO quando a transecção do vaso não está completa e continua ao longo da ramificação SIM quando a transecção do vaso está completa.[00505] Figure 50 is a logic flow diagram 133120 of a process representing a control program or logic configuration for controlling the temperature of an ultrasonic blade between two temperature set points, as depicted in Figure 49, in accordance with with at least one aspect of the present revelation. According to the process, the generator performs one aspect of the frequency-temperature feedback control algorithm to apply 133122 a first power level to the ultrasonic transducer, for example, by adjusting the voltage signals Vg(t) and/or the Ig(t) current applied to the ultrasonic transducer, to adjust the ultrasonic blade to a first target temperature T1 optimized for vessel sealing. As previously described, the generator monitors 133124 the phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer, and based on the phase angle Φ, the generator 133126 infers the temperature of the ultrasonic blade using the techniques described herein in connection with Figures 43A through 45. In accordance with the frequency-temperature feedback control algorithm, a processor or control circuit of the generator or instrument, or both, maintains the temperature of the ultrasonic blade at the first target temperature T1 until transection is complete. The frequency-temperature feedback control algorithm can be used to detect the completion of the vessel transection process. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133128 when vessel transection is complete. The process continues along the NO branch when vessel transection is not complete and continues along the YES branch when vessel transection is complete.

[00506] Quando a transecção do vaso não está completa, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133130 se a temperatura da lâmina ultrassônica é ajustada na temperatura T1 otimizada para vedação e transecção do vaso. Se a temperatura da lâmina ultrassônica é ajustada em T1, o processo continua ao longo da ramificação SIM e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, continua a monitorar 133124 o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico e com base no ângulo de fase Φ- Se a temperatura da lâmina ultrassónica a temperatura não for ajustada em T1, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, continua a aplicar 133122 um primeiro nível de potência ao transdutor ultrassônico.[00506] When vessel transection is not complete, the processor or control circuitry of the generator or instrument, or both, determines 133130 whether the temperature of the ultrasonic blade is set at the temperature T1 optimized for vessel sealing and transection. If the temperature of the ultrasonic blade is set at T1, the process continues along the SIM branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, continues to monitor 133124 the phase angle Φ between the voltage signals Vg( t) and current Ig(t) applied to the ultrasonic transducer and based on the phase angle Φ- If the temperature of the ultrasonic blade the temperature is not adjusted at T1, the process continues along the NO branch and the processor or circuit control of the generator or instrument, or both, continues to apply 133122 a first level of power to the ultrasonic transducer.

[00507] Quando a transecção do vaso está completa, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, 133132 aplica um segundo nível de potência ao transdutor ultrassônico para ajustar a lâmina ultrassônica a uma segunda temperatura alvo 2 otimizada para preservar ou estender a vida útil do bloco de braço de aperto. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133134 se a temperatura da lâmina ultrassônica está na temperatura ajustada T2. Se a temperatura da lâmina ultrassônica é ajustada para T2, o processo completa 133136 o procedimento de transecção do vaso.[00507] When vessel transection is complete, the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, 133132 applies a second power level to the ultrasonic transducer to adjust the ultrasonic blade to a second target temperature 2 optimized to preserve or extend the service life of the clamping arm block. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133134 whether the temperature of the ultrasonic blade is at the set temperature T2. If the temperature of the ultrasonic blade is set to T2, the process completes 133136 the vessel transection procedure.

Temperatura de Início da lâminaBlade Start Temperature

[00508] Conhecer a temperatura da lâmina ultrassônica no início de uma transecção pode permitir que o gerador forneça a quantidade adequada de energia para aquecer a lâmina para um corte rápido ou se a lâmina já está quente adicionar energia apenas na quantidade que seria necessária. Essa técnica pode alcançar tempos mais consistentes de transecção e prolonga a vida útil do bloco do braço de aperto (por exemplo, um bloco de braço de aperto de TEFLON). Conhecer a temperatura da lâmina ultrassônica no início da transecção pode permitir que o gerador forneça a quantidade certa de potência para o transdutor ultrassônico para gerar uma quantidade desejada de deslocamento da lâmina ultrassônica.[00508] Knowing the temperature of the ultrasonic blade at the beginning of a transect can allow the generator to provide the appropriate amount of power to heat the blade for a quick cut or if the blade is already hot to add power only in the amount that would be needed. This technique can achieve more consistent transection times and extends the life of the clamping arm block (e.g., a TEFLON clamping arm block). Knowing the temperature of the ultrasonic blade at the start of the transect can allow the generator to deliver the right amount of power to the ultrasonic transducer to generate a desired amount of displacement of the ultrasonic blade.

[00509] A Figura 51 é um diagrama de fluxo lógico 133140 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a temperatura inicial de uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Para determinar a temperatura inicial de uma lâmina ultrassônica, nas instalações de fabricação, as frequências de ressonância de lâminas ultrassônicas são medidas à temperatura ambiente ou a uma temperatura ambiente predeterminada. Os valores de frequência da linha de base são registrados e armazenados em uma tabela de consulta do gerador ou instrumento ou ambos. Os valores da linha de base são usados para gerar uma função de transferência. No início de um ciclo de ativação de transdutor ultrassônico, o gerador mede 133142 a frequência de ressonância da lâmina ultrassônica 133144 e compara a frequência da ressonância medida ao valor de frequência de ressonância na linha de base e determina a diferença de frequência (Δf). A Δf é comparada a uma tabela de consulta ou função de transferência para obter a temperatura corrigida da lâmina ultrassônica. A frequência de ressonância da lâmina ultrassônica pode ser determinada mediante varredura da frequência dos sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. A frequência de ressonância é a frequência na qual o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) é zero conforme aqui descrito.[00509] Figure 51 is a logic flow diagram 133140 of a process representing a control program or a logic configuration for determining the initial temperature of an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. To determine the initial temperature of an ultrasonic blade, in manufacturing facilities, the resonance frequencies of ultrasonic blades are measured at room temperature or a predetermined ambient temperature. The baseline frequency values are recorded and stored in a lookup table of the generator or instrument or both. The baseline values are used to generate a transfer function. At the beginning of an ultrasonic transducer activation cycle, the generator measures 133142 the resonance frequency of the ultrasonic blade 133144 and compares the measured resonance frequency to the baseline resonance frequency value and determines the frequency difference (Δf). The Δf is compared to a look-up table or transfer function to obtain the corrected temperature of the ultrasonic blade. The resonance frequency of the ultrasonic blade can be determined by sweeping the frequency of the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer. The resonance frequency is the frequency at which the phase angle Φ between the voltage signals Vg(t) and current signals Ig(t) is zero as described here.

[00510] Após a frequência de ressonância da lâmina ultrassônica ser determinada, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133146 a temperatura inicial da lâmina ultrassônica com base na diferença entre a frequência de ressonância medida e a frequência de ressonância da linha de base. O gerador ajusta o nível de potência fornecido ao transdutor ultrassônico, por exemplo, ajustando os sinais de acionamento de tensão Vg(t) ou de corrente Ig(t), ou ambas, a um dos valores seguintes antes de ativar o transdutor ultrassônico.[00510] After the resonance frequency of the ultrasonic blade is determined, the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133146 the initial temperature of the ultrasonic blade based on the difference between the measured resonance frequency and the frequency of baseline resonance. The generator adjusts the power level supplied to the ultrasonic transducer, for example, by adjusting the voltage Vg(t) or current Ig(t) drive signals, or both, to one of the following values before activating the ultrasonic transducer.

[00511] O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133148 se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica está baixa. Se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica for baixa, o processo continua ao longo da ramificação SIM e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, 133152 aplica um nível alto de potência ao transdutor ultrassônico para aumentar a temperatura da lâmina ultrassônica e completa 133156 o procedimento de transecção do vaso.[00511] The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133148 whether the initial temperature of the ultrasonic blade is low. If the initial temperature of the ultrasonic blade is low, the process continues along the SIM branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, 133152 applies a high level of power to the ultrasonic transducer to increase the temperature of the ultrasonic blade and completes 133156 the vessel transection procedure.

[00512] Se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica não for baixa, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133150 se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica é alta. Se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica for baixa, o processo continua ao longo da ramificação SIM e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, 133154 aplica um nível baixo de potência ao transdutor ultrassônico para diminuir a temperatura da lâmina ultrassônica e completa 133156 o procedimento de transecção do vaso. Se a temperatura inicial da lâmina ultrassônica não for alta, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, completa 133156 a transecção do vaso.[00512] If the initial temperature of the ultrasonic blade is not low, the process continues along the NO branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133150 whether the initial temperature of the ultrasonic blade is high. If the initial temperature of the ultrasonic blade is low, the process continues along the SIM branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, 133154 applies a low level of power to the ultrasonic transducer to decrease the temperature of the ultrasonic blade and completes 133156 the vessel transection procedure. If the initial temperature of the ultrasonic blade is not high, the process continues along the NO branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, completes 133156 the transection of the vessel.

Tecnologia de lâmina inteligente para controlar a instabilidade da lâminaSmart blade technology to control blade instability

[00513] A temperatura de uma lâmina ultrassônica e os conteúdos dentro das garras de um atuador de extremidade ultrassônico podem ser determinados com o uso dos algoritmos de controle de retroinformação de frequência-temperatura descritos na presente invenção. A relação frequência/temperatura da lâmina ultrassônica é usada para controlar a instabilidade da lâmina ultrassônica instabilidade com a temperatura.[00513] The temperature of an ultrasonic blade and the contents within the jaws of an ultrasonic end actuator can be determined using the frequency-temperature feedback control algorithms described in the present invention. The frequency/temperature relationship of the ultrasonic blade is used to control the instability of the ultrasonic blade instability with temperature.

[00514] Conforme descrito aqui, existe uma relação bem conhecida entre a frequência e temperatura em lâminas ultrassônicas. Algumas lâminas ultrassônicas apresentam instabilidade de deslocamento ou instabilidade modal com o aumento da temperatura. Essa relação conhecida pode ser usada para interpretar quando uma lâmina ultrassônica está se aproximando da instabilidade e então ajustar o nível de potência mediante o acionamento do transdutor ultrassônico (por exemplo, pelo ajuste dos sinais de acionamento da tensão Vg(t) ou da corrente Ig(t), ou ambos, aplicados ao transdutor ultrassônico) para modular a temperatura da lâmina ultrassônica para impedir a instabilidade da lâmina ultrassônica.[00514] As described here, there is a well-known relationship between frequency and temperature in ultrasonic blades. Some ultrasonic blades exhibit displacement instability or modal instability with increasing temperature. This known relationship can be used to interpret when an ultrasonic blade is approaching instability and then adjust the power level by driving the ultrasonic transducer (for example, by adjusting the Vg(t) voltage or Ig current drive signals (t), or both, applied to the ultrasonic transducer) to modulate the temperature of the ultrasonic blade to prevent instability of the ultrasonic blade.

[00515] A Figura 52 é um diagrama de fluxo lógico 133160 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar quando uma lâmina ultrassônica está se aproximando da instabilidade e, então, ajustar a potência aplicada ao transdutor ultrassônico para impedir a instabilidade do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A relação frequência/temperatura de uma lâmina ultrassônica que apresenta um deslocamento ou instabilidade modal é mapeada mediante varredura da frequência dos sinais de acionamento da tensão Vg(t) ou da corrente Ig(t), ou ambos, na temperatura da lâmina ultrassônica e registrar os resultados. Uma função ou relação é desenvolvida que pode ser usada/interpretada por um algoritmo de controle executado pelo gerador. Pontos acionadores podem ser estabelecidos com o uso da relação para notificar o gerador que uma lâmina ultrassônica está se aproximando da instabilidade conhecida da lâmina. O gerador executa uma função de processamento do algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura e a resposta de circuito fechado de modo que o nível da potência de acionamento é reduzido (por exemplo, mediante redução da tensão Vg(t) ou corrente Ig(t) de acionamento, ou ambas, aplicada ao transdutor ultrassônico) para modular a temperatura da lâmina ultrassônica no ou abaixo do ponto de acionamento para evitar que uma dada lâmina atinja instabilidade.[00515] Figure 52 is a logic flow diagram 133160 of a process representing a control program or logic configuration for determining when an ultrasonic blade is approaching instability and then adjusting the power applied to the ultrasonic transducer to prevent the instability of the ultrasonic transducer, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The frequency/temperature relationship of an ultrasonic blade that presents a shift or modal instability is mapped by scanning the frequency of the drive signals for voltage Vg(t) or current Ig(t), or both, at the temperature of the ultrasonic blade and recording the results. A function or relationship is developed that can be used/interpreted by a control algorithm executed by the generator. Trigger points can be established using the relationship to notify the generator that an ultrasonic blade is approaching known blade instability. The generator performs a processing function of the frequency-temperature feedback control algorithm and the closed-loop response so that the drive power level is reduced (e.g., by reducing the voltage Vg(t) or current Ig( t) drive, or both, applied to the ultrasonic transducer) to modulate the temperature of the ultrasonic blade at or below the trigger point to prevent a given blade from reaching instability.

[00516] As vantagens incluem simplificação das configurações da lâmina ultrassônica de modo que as características de instabilidade da lâmina ultrassônica não precisam ser projetadas e podem ser compensadas com o uso da presente técnica de controle de instabilidade. A presente técnica de controle de instabilidade também permite novas geometrias de lâmina ultrassônica e pode melhorar o perfil de estresse em lâminas ultrassônicas aquecidas. Além disso, as lâminas ultrassônicas podem ser configuradas para diminuir o desempenho da lâmina ultrassônica se usadas com geradores que não utilizam essa técnica.[00516] Advantages include simplification of the ultrasonic blade configurations so that the instability characteristics of the ultrasonic blade do not need to be designed and can be compensated for using the present instability control technique. The present instability control technique also enables new ultrasonic blade geometries and can improve the stress profile in heated ultrasonic blades. Additionally, ultrasonic blades can be configured to decrease ultrasonic blade performance if used with generators that do not utilize this technique.

[00517] De acordo com o processo mostrado pelo diagrama de fluxo lógico 133160, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, monitora 133162 o ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, infere 133164 a temperatura da lâmina ultrassônica com base no ângulo de fase Φ entre os sinais de tensão Vg(t) e de corrente Ig(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, compara 133166 a temperatura inferida da lâmina ultrassônica a um limiar de ponto de acionamento de instabilidade da lâmina ultrassônica. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, determina 133168 se a lâmina ultrassônica está se aproximando da instabilidade. Se não, o processo prossegue ao longo da ramificação NÃO e monitora 133162 o ângulo de fase Φ, infere 133164 a temperatura da lâmina ultrassônica, e compara 133166 a temperatura inferida da lâmina ultrassônica a um limiar de ponto de acionamento de instabilidade da lâmina ultrassônica até a lâmina ultrassônica se aproximar da instabilidade. O processo então prossegue ao longo da ramificação SIM e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, ajusta 133170 o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para modular a temperatura da lâmina ultrassônica.[00517] According to the process shown by logic flow diagram 133160, the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, monitors 133162 the phase angle Φ between the voltage signals Vg(t) and current signals Ig (t) applied to the ultrasonic transducer. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, infers 133164 the temperature of the ultrasonic blade based on the phase angle Φ between the voltage Vg(t) and current Ig(t) signals applied to the ultrasonic transducer. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, compares 133166 the inferred temperature of the ultrasonic blade to an instability trigger point threshold of the ultrasonic blade. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, determines 133168 whether the ultrasonic blade is approaching instability. If not, the process proceeds along the NO branch and monitors 133162 the phase angle Φ, infers 133164 the ultrasonic blade temperature, and compares 133166 the inferred ultrasonic blade temperature to a threshold ultrasonic blade instability trigger point until the ultrasonic blade approaches instability. The process then proceeds along the SIM branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, adjusts 133170 the level of power applied to the ultrasonic transducer to modulate the temperature of the ultrasonic blade.

Algoritmo de vedação ultrassônica com controle de temperaturaUltrasonic sealing algorithm with temperature control

[00518] Algoritmos de vedação ultrassônica para controle de temperatura da lâmina ultrassônica podem ser usados para otimizar a hemóstase mediante o uso de um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura aqui descrito para explorar a relação frequência/temperatura das lâminas ultrassônicas.[00518] Ultrasonic sealing algorithms for ultrasonic blade temperature control can be used to optimize hemostasis through the use of a frequency-temperature feedback control algorithm described herein to explore the frequency/temperature relationship of the ultrasonic blades.

[00519] Em um aspecto, um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura pode ser usado para alterar o nível de potência aplicado do transdutor ultrassônico com base na frequência de ressonância medida (usando espectroscopia) que se refere à temperatura, conforme descrito em vários aspectos da presente revelação. Em um aspecto, o algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura pode ser ativado por um botão de energia no instrumento ultrassônico.[00519] In one aspect, a frequency-temperature feedback control algorithm can be used to change the applied power level of the ultrasonic transducer based on the measured resonance frequency (using spectroscopy) that relates to temperature, as described in various aspects of the present revelation. In one aspect, the frequency-temperature feedback control algorithm can be activated by a power button on the ultrasonic instrument.

[00520] É conhecido que ótimos efeitos de tecido podem ser obtidos aumentando-se o nível de potência que aciona o transdutor ultrassônico (por exemplo, por aumento da tensão Vg(t) ou corrente Ig(t) de acionamento, ou ambos, aplicada ao transdutor ultrassônico) no início do ciclo de vedação para rapidamente aquecer e dessecar o tecido, e então diminuir o nível de potência que aciona o transdutor ultrassônico (por exemplo, diminuindo a tensão Vg(t) ou a corrente Ig(t) de acionamento, ou ambas, aplicada ao transdutor ultrassônico) para lentamente permitir a formação da vedação final. Em um aspecto, um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura de acordo com a presente revelação define um limite no limiar da temperatura que o tecido pode atingir conforme o tecido se aquece durante o estágio de nível mais alto de potência e então reduz o nível de potência para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica com base no ponto de fusão do bloco de garra de aperto (por exemplo, Teflon) para completar a vedação. O algoritmo de controle pode ser implementado mediante a ativação de um botão de energia no instrumento para uma vedação mais responsiva/adaptável para reduzir mais a complexidade do algoritmo de hemostasia.[00520] It is known that optimal tissue effects can be obtained by increasing the power level that drives the ultrasonic transducer (e.g., by increasing the driving voltage Vg(t) or driving current Ig(t), or both, applied to the ultrasonic transducer) at the beginning of the sealing cycle to quickly heat and dry the tissue, and then decrease the power level that drives the ultrasonic transducer (e.g., decreasing the driving voltage Vg(t) or the driving current Ig(t). , or both, applied to the ultrasonic transducer) to slowly allow the final seal to form. In one aspect, a frequency-temperature feedback control algorithm in accordance with the present disclosure sets a limit on the threshold temperature that the tissue can reach as the tissue heats up during the higher power level stage and then reduces the power level to control the temperature of the ultrasonic blade based on the melting point of the gripper block (e.g. Teflon) to complete the seal. The control algorithm can be implemented by activating a power button on the instrument for a more responsive/adaptive seal to further reduce the complexity of the hemostasis algorithm.

[00521] A Figura 53 é um diagrama de fluxo lógico 133180 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para fornecer vedação ultrassônica com controle de temperatura, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. De acordo com o algoritmo de controle, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, ativa 133182 a detecção de lâmina ultrassônica com o uso de espectroscopia (por exemplo, lâmina inteligente) e mede 133184 a frequência de ressonância da lâmina ultrassônica (por exemplo, a frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico) para determinar a temperatura da lâmina ultrassônica com o uso de um algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura (espectroscopia) conforme aqui descrito. Conforme anteriormente descrito, a frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico é mapeada para se obter a temperatura da lâmina ultrassônica como função da frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico.[00521] Figure 53 is a logic flow diagram 133180 of a process representing a control program or a logic configuration for providing temperature-controlled ultrasonic sealing, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. According to the control algorithm, the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, activates 133182 ultrasonic blade detection using spectroscopy (e.g., smart blade) and measures 133184 the resonant frequency of the blade ultrasonic (e.g., the resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system) to determine the temperature of the ultrasonic blade using a frequency-temperature feedback control algorithm (spectroscopy) as described herein. As previously described, the resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system is mapped to obtain the temperature of the ultrasonic blade as a function of the resonance frequency of the electromechanical ultrasonic system.

[00522] Uma primeira frequência de ressonância desejada fx do sistema eletromecânico ultrassônico corresponde a uma primeira temperatura desejada Z° da lâmina ultrassônica. Em um aspecto, a primeira temperatura da lâmina ultrassônica desejada Z° é a temperatura ótima (por exemplo, 450 °C) para a coagulação de tecido. Uma segunda frequência desejada fY do sistema eletromecânico ultrassônico corresponde a uma segunda temperatura desejada ZZ° da lâmina ultrassônica. Em um aspecto, a segunda temperatura da lâmina ultrassônica desejada ZZ° é uma temperatura de 330°C, que está abaixo do ponto de fusão do bloco de braço de aperto, aproximadamente 380°C que é para o Teflon.[00522] A first desired resonance frequency fx of the ultrasonic electromechanical system corresponds to a first desired temperature Z° of the ultrasonic blade. In one aspect, the first desired ultrasonic blade temperature Z° is the optimum temperature (e.g., 450°C) for tissue coagulation. A second desired frequency fY of the ultrasonic electromechanical system corresponds to a second desired temperature ZZ° of the ultrasonic blade. In one aspect, the second desired ultrasonic blade temperature ZZ° is a temperature of 330°C, which is below the melting point of the clamping arm block, approximately 380°C which is for Teflon.

[00523] O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, compara 133186 a frequência de ressonância medida do sistema eletromecânico ultrassônico à primeira frequência desejada fx. Em outras palavras, o processo determina se a temperatura da lâmina ultrassônica é menor que a temperatura para a coagulação ótima de tecido. Se a medida da frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico for menor que a primeira frequência desejada fx, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, 133188 aumenta o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para aumentar a temperatura da lâmina ultrassônica até que a frequência de ressonância medida do sistema eletromecânico ultrassônico exceda a primeira frequência desejada fx. Neste caso, o processo de coagulação do tecido é concluído e o processo controla a temperatura da lâmina ultrassônica para a segunda temperatura desejada correspondente à segunda frequência desejada fy.[00523] The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, compares 133186 the measured resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system to the first desired frequency fx. In other words, the process determines whether the temperature of the ultrasonic blade is lower than the temperature for optimal tissue coagulation. If the measured resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system is less than the first desired frequency fx, the process continues along the NO branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, 133188 increases the applied power level to the ultrasonic transducer to increase the temperature of the ultrasonic blade until the measured resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system exceeds the first desired frequency fx. In this case, the tissue coagulation process is completed and the process controls the temperature of the ultrasonic blade to the second desired temperature corresponding to the second desired frequency fy.

[00524] O processo continua ao longo da ramificação SIM e o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, diminui 133190 o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para diminui a temperatura da lâmina ultrassônica. O processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, mede 133192 a frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico e compara a frequência de ressonância medida à segunda frequência desejada fY. Se a frequência de ressonância medida não for menor que a segunda frequência desejada fY, o processador ou circuito de controle do gerador ou instrumento, ou ambos, diminui 133190 o nível de potência ultrassônica até que a frequência de ressonância medida seja menor que a segunda frequência desejada fY. O algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura mantém a frequência de ressonância medida do sistema eletromecânico ultrassônico abaixo da segunda frequência desejada fY, por exemplo, a temperatura da lâmina ultrassônica é menor que a temperatura do ponto de fusão do bloco de braço de aperto então, o gerador executa os aumentos do nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para aumentar a temperatura da lâmina ultrassônica até que a conclusão do processo de transecção de tecido 133196.[00524] The process continues along the SIM branch and the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, decreases 133190 the level of power applied to the ultrasonic transducer to decrease the temperature of the ultrasonic blade. The processor or control circuit of the generator or instrument, or both, measures 133192 the resonant frequency of the ultrasonic electromechanical system and compares the measured resonant frequency to the second desired frequency fY. If the measured resonant frequency is not less than the desired second frequency fY, the processor or control circuit of the generator or instrument, or both, decreases 133190 the ultrasonic power level until the measured resonant frequency is less than the second frequency desired fY. The frequency-temperature feedback control algorithm maintains the measured resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system below the desired second frequency fY, for example, the temperature of the ultrasonic blade is lower than the melting point temperature of the clamping arm block Then, the generator performs increases in the power level applied to the ultrasonic transducer to increase the temperature of the ultrasonic blade until the 133196 tissue transection process is completed.

[00525] A Figura 54 é uma representação gráfica 133200 da corrente do transdutor ultrassônico e da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A Figura 54 ilustra os resultados da aplicação do algoritmo de controle de retroinformação de frequência-temperatura descrito na Figura 53. O gráfico 133200 mostra uma primeira plotagem 133202 da temperatura da lâmina ultrassônica como função do tempo em relação a uma segunda plotagem 133204 da corrente do transdutor ultrassônico Ig(t) como função do tempo. Conforme mostrado, o transdutor Ig(t) é mantido constante até a temperatura da lâmina ultrassônica atingir 450°, que é uma temperatura ótima de coagulação. Quando a temperatura da lâmina ultrassônica atinge 450°, o algoritmo de controle de retroinformação da frequência-temperatura diminui a corrente do transdutor Ig(t) até a temperatura da lâmina ultrassônica cair abaixo de 330°, que está abaixo do ponto de fusão de um bloco de Teflon, por exemplo.[00525] Figure 54 is a graphical representation 133200 of the ultrasonic transducer current and the temperature of the ultrasonic blade as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Figure 54 illustrates the results of applying the frequency-temperature feedback control algorithm described in Figure 53. Graph 133200 shows a first plot 133202 of the ultrasonic blade temperature as a function of time against a second plot 133204 of the ultrasonic blade current. Ig(t) ultrasonic transducer as a function of time. As shown, the Ig(t) transducer is kept constant until the temperature of the ultrasonic blade reaches 450°, which is an optimal coagulation temperature. When the temperature of the ultrasonic blade reaches 450°, the frequency-temperature feedback control algorithm decreases the Ig(t) transducer current until the temperature of the ultrasonic blade drops below 330°, which is below the melting point of a Teflon block, for example.

Identificação ou parametrização do tipo de tecidoIdentification or parameterization of the type of tissue

[00526] Em vários aspectos, um instrumento cirúrgico (por exemplo, um instrumento cirúrgico ultrassônico) é configurado para identificar ou parametrizar o tecido preso pelo atuador de extremidade e ajustar vários parâmetros operacionais do instrumento cirúrgico consequentemente. A identificação ou parametrização do tecido pode incluir o tipo de tecido (por exemplo, o tipo de tecido fisiológico), as características ou propriedades físicas do tecido, a composição do tecido, a localização do tecido dentro ou em relação ao atuador de extremidade, e assim por diante. Em um exemplo discutido com mais detalhes abaixo, o instrumento cirúrgico ultrassônico é configurado para ajustar a amplitude de deslocamento da ponta distal da lâmina ultrassônica de acordo com a razão colágeno/elastina do tecido detectado nas garras do atuador de extremidade. Conforme anteriormente discutido, um instrumento ultrassônico compreende um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado a uma lâmina ultrassônica por meio de um guia de onda ultrassônico. O deslocamento da lâmina ultrassônica é uma função da energia elétrica aplicada ao transdutor ultrassônico e, consequentemente, a energia elétrica fornecida ao transdutor ultrassônico pode ser modulada de acordo com a razão colágeno/elastina do tecido detectada. Em outro exemplo discutido com mais detalhes abaixo, a força exercida pelo braço de aperto sobre o tecido pode ser modulada de acordo com a localização do tecido em relação ao atuador de extremidade. Várias técnicas para identificar ou parametrizar o tecido são descritas na presente revelação e detalhes adicionais podem ser encontrados, por exemplo, no pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES, depositado em 30 de junho 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.[00526] In various aspects, a surgical instrument (e.g., an ultrasonic surgical instrument) is configured to identify or parameterize tissue trapped by the end actuator and adjust various operating parameters of the surgical instrument accordingly. Tissue identification or parameterization may include the tissue type (e.g., physiological tissue type), the physical characteristics or properties of the tissue, the composition of the tissue, the location of the tissue within or relative to the end actuator, and so on. In an example discussed in more detail below, the ultrasonic surgical instrument is configured to adjust the displacement amplitude of the distal tip of the ultrasonic blade according to the collagen/elastin ratio of the tissue detected in the jaws of the tip actuator. As previously discussed, an ultrasonic instrument comprises an ultrasonic transducer acoustically coupled to an ultrasonic blade via an ultrasonic waveguide. The displacement of the ultrasonic blade is a function of the electrical energy applied to the ultrasonic transducer and, consequently, the electrical energy supplied to the ultrasonic transducer can be modulated according to the tissue collagen/elastin ratio detected. In another example discussed in more detail below, the force exerted by the gripping arm on the tissue can be modulated according to the location of the tissue relative to the end actuator. Various techniques for identifying or parameterizing tissue are described in the present disclosure and additional details can be found, for example, in US provisional patent application No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES, filed on June 30, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Determinação da localização do tecido através da alteração da impedânciaDetermining Tissue Location by Changing Impedance

[00527] Novamente com referência à Figura 23, é ilustrado um atuador de extremidade 1122 que compreende uma lâmina ultrassônica 1128 e um braço de aperto 1140, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A Figura 55 é uma vista de fundo de um atuador de extremidade ultrassônico 1122 que mostra um braço de aperto 1140 e uma lâmina ultrassônica 1128 e delineia o posicionamento do tecido no interior do atuador de extremidade ultrassônico 1122, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O posicionamento do tecido entre o braço de aperto 1140 e a lâmina ultrassônica 1128 pode ser delineado de acordo com a região ou zona na qual o tecido está situado, como uma região distal 130420 e uma região proximal 130422.[00527] Again referring to Figure 23, an end actuator 1122 comprising an ultrasonic blade 1128 and a clamping arm 1140 is illustrated, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Figure 55 is a bottom view of an ultrasonic end actuator 1122 showing a clamping arm 1140 and an ultrasonic blade 1128 and delineating the positioning of tissue within the ultrasonic end actuator 1122 in accordance with at least one aspect of the present revelation. The positioning of the tissue between the clamping arm 1140 and the ultrasonic blade 1128 can be delineated according to the region or zone in which the tissue is situated, such as a distal region 130420 and a proximal region 130422.

[00528] Agora com referência às Figuras 23 e 55, conforme aqui descrito, o atuador de extremidade ultrassônico 1122 prende o tecido entre a lâmina ultrassônica 1128 e o braço de aperto 1140. Quando o tecido está preso, o gerador ultrassônico (por exemplo, o gerador 1100 descrito em conexão com Figura 22) pode ser ativado para aplicar potência ao transdutor ultrassônico, que é acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica 1128 por meio de um guia de onda ultrassônico. A potência aplicada ao transdutor ultrassônico pode estar em uma faixa terapêutica ou não terapêutica de níveis de energia. Em uma faixa não terapêutica de potência aplicada, o deslocamento resultante da lâmina ultrassônica 1128 não afeta, ou afeta minimamente, o tecido preso para não coagular ou cortar o tecido. A excitação não terapêutica pode ser particularmente útil para determinar a impedância do transdutor ultrassônico, a qual variará com base em uma variedade de condições presentes no atuador de extremidade 1122, incluindo, por exemplo, o tipo de tecido, a localização do tecido dentro do atuador de extremidade, a razão entre diferentes tipos de tecido e a temperatura da lâmina ultrassônica, entre outras condições. Várias dessas condições são descritas na presente revelação. A impedância do transdutor ultrassônico é dada por:conforme aqui descrito. Uma vez que as condições no atuador de extremidade ultrassônico 1122 são determinadas com o uso de níveis de energia ultrassônica não terapêutica, a energia ultrassônica terapêutica pode ser aplicada com base nas condições do atuador de extremidade 1122 determinadas para otimizar o tratamento do tecido, a vedação eficaz, a transecção e a duração, entre outras variáveis associadas a um procedimento cirúrgico específico. A energia terapêutica é suficiente para coagular e cortar o tecido.[00528] Now referring to Figures 23 and 55, as described herein, the ultrasonic end actuator 1122 clamps the tissue between the ultrasonic blade 1128 and the clamping arm 1140. When the tissue is clamped, the ultrasonic generator (e.g., the generator 1100 described in connection with Figure 22) can be activated to apply power to the ultrasonic transducer, which is acoustically coupled to the ultrasonic blade 1128 via an ultrasonic waveguide. The power applied to the ultrasonic transducer can be in a therapeutic or non-therapeutic range of energy levels. In a non-therapeutic range of applied power, the resulting displacement of the ultrasonic blade 1128 does not affect, or minimally affects, the trapped tissue so as not to clot or cut the tissue. Non-therapeutic excitation can be particularly useful in determining the impedance of the ultrasonic transducer, which will vary based on a variety of conditions present in the tip actuator 1122, including, for example, the type of tissue, the location of the tissue within the actuator edge, the ratio between different types of tissue and the temperature of the ultrasonic blade, among other conditions. Several such conditions are described in the present disclosure. The impedance of the ultrasonic transducer is given by: as described here. Since the conditions in the ultrasonic end actuator 1122 are determined using non-therapeutic ultrasonic energy levels, therapeutic ultrasonic energy can be applied based on the conditions in the end actuator 1122 determined to optimize tissue treatment, sealing effectiveness, transection and duration, among other variables associated with a specific surgical procedure. The therapeutic energy is enough to coagulate and cut the tissue.

[00529] Em um aspecto, a presente revelação fornece um processo de controle, como um algoritmo, para determinar a espessura e o tipo do tecido situado dentro das garras (isto é, entre o braço de aperto 1140 e a lâmina ultrassônica 1128) de um atuador de extremidade ultrassônico 1122 conforme mostrado nas Figuras 23 e 55. Detalhes adicionais referentes à detecção de vários estados e propriedades de objetos presos por um atuador de extremidade 1122 são discutidos abaixo sob o título "Determinação do estado das garras" e no pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES.[00529] In one aspect, the present disclosure provides a control process, such as an algorithm, for determining the thickness and type of tissue located within the grippers (i.e., between the gripping arm 1140 and the ultrasonic blade 1128) of an ultrasonic end actuator 1122 as shown in Figures 23 and 55. Additional details regarding the detection of various states and properties of objects gripped by an end actuator 1122 are discussed below under the heading "Claw State Determination" and in the application for US provisional patent No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES.

[00530] A Figura 56 é uma representação gráfica 130000 que mostra a alteração na impedância do transdutor ultrassônico como função da localização do tecido dentro do atuador de extremidade ultrassônico 1122 ao longo de uma faixa de aumentos predeterminados do nível de potência do gerador ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico horizontal 130004 representa a localização do tecido e o eixo geométrico vertical 130002 representa a impedância do transdutor (Q). Vários limites ao longo do eixo geométrico horizontal 130004, como um primeiro limite ou limite proximal 130010 e um segundo limite ou limite distal 130012, podem delinear ou corresponder a diferentes posições do tecido preso dentro do atuador de extremidade ultrassônico 1122. A delineação das localizações proximal e distal do tecido é mostrada esquematicamente na Figura 55 (isto é, porção proximal 130422 e porção distal 130420). As plotagens 130006, 130008 representam a alteração na impedância do transdutor (Q) à medida que a potência aplicada ao transdutor ultrassônico muda de um valor mínimo ou primeiro nível de potência não terapêutico L1 para um valor máximo ou segundo nível de potência não terapêutico L2. Quanto maior for a alteração na impedância do transdutor (Q), mais próxima a plotagem resultante estará do limite distal 130012. Consequentemente, a localização do tecido corresponde à posição da plotagem resultante em relação aos vários limites (por exemplo, o limite proximal 130010 e o limite distal 130012). Na primeira plotagem 130006, δ1 representa a alteração na impedância do transdutor quando o tecido está situado na porção proximal 130422 do atuador de extremidade 1122. Isso pode ser visto pelo fato de que a primeira plotagem 130006 não excede o limite proximal 130010. Na segunda plotagem 130008, δ2 representa a alteração na impedância do transdutor quando o tecido está situado na extremidade distal 130012 do atuador de extremidade 1122. Isso pode ser visto pelo fato de que a primeira plotagem 130006 excede o limite proximal 130010 e/ou está situada próxima ao limite distal 130012. Conforme indicado pelas plotagens 130006, 130008, δ2 é muito maior que δ1.[00530] Figure 56 is a graphical representation 130000 showing the change in impedance of the ultrasonic transducer as a function of tissue location within the ultrasonic end actuator 1122 over a range of predetermined increases in the power level of the ultrasonic generator, from agreement with at least one aspect of the present disclosure. The horizontal axis 130004 represents tissue location and the vertical axis 130002 represents the transducer impedance (Q). Various boundaries along the horizontal axis 130004, such as a first boundary or proximal boundary 130010 and a second boundary or distal boundary 130012, may delineate or correspond to different positions of the tissue trapped within the ultrasonic end actuator 1122. Delineating the proximal locations and distal portion of the tissue is shown schematically in Figure 55 (i.e., proximal portion 130422 and distal portion 130420). Plots 130006, 130008 represent the change in transducer impedance (Q) as the power applied to the ultrasonic transducer changes from a minimum value or first non-therapeutic power level L1 to a maximum value or second non-therapeutic power level L2. The greater the change in transducer impedance (Q), the closer the resulting plot will be to the distal boundary 130012. Consequently, the location of the tissue corresponds to the position of the resulting plot relative to the various boundaries (e.g., the proximal boundary 130010 and the distal limit 130012). In the first plot 130006, δ1 represents the change in transducer impedance when the tissue is situated at the proximal portion 130422 of the end actuator 1122. This can be seen by the fact that the first plot 130006 does not exceed the proximal limit 130010. In the second plot 130008, δ2 represents the change in transducer impedance when the tissue is situated at the distal end 130012 of the end actuator 1122. This can be seen by the fact that the first plot 130006 exceeds the proximal limit 130010 and/or is situated close to the limit distal 130012. As indicated by plots 130006, 130008, δ2 is much larger than δ1.

[00531] Quando potência (tensão e corrente) é aplicada ao transdutor ultrassônico para ativar a lâmina ultrassônica 1128 na faixa não terapêutica (por exemplo, uma potência que não é suficiente para cortar ou coagular o tecido), a impedância do transdutor (Q) medida resultante é um indicador útil da posição do tecido dentro das garras do atuador de extremidade 1122, seja na extremidade distal 130420 ou na extremidade proximal 130422 da lâmina ultrassônica 1128, como mostrado na Figura 55. A localização do tecido dentro do atuador de extremidade 1122 pode ser determinada com base na alteração na impedância do transdutor δ à medida que o nível de potência não terapêutico aplicado ao transdutor ultrassônico varia de um nível de potência mínimo (por exemplo, L1) para um nível de potência máximo (por exemplo, L2). Em alguns aspectos, o nível (ou níveis) de potência não terapêutica aplicado ao transdutor ultrassônico pode fazer com que a lâmina ultrassônica 1128 oscile em uma amplitude de detecção ou abaixo da amplitude terapêutica mínima (por exemplo, menor que ou igual a 35 μm na extremidade distal e/ou proximal da lâmina ultrassônica 1128). O cálculo da impedância é discutido anteriormente nesta revelação. Uma medida da primeira impedância do transdutor Z1 é tomada quando um primeiro nível de potência L1 é aplicado, o que fornece uma medição inicial, e uma subsequente medida da impedância Z2 é feita novamente quando a potência aplicada é aumentada para um segundo nível de potência L2. Em um aspecto, o primeiro nível de potência L1 = 0,2 A e o segundo nível de potência L2 = 0,4 A, ou duas vezes o primeiro nível de potência L1, embora a tensão seja mantida constante. A amplitude do deslocamento longitudinal resultante da lâmina ultrassônica 1128, com base no nível de potência aplicado, fornece uma indicação da localização do tecido dentro das garras do atuador de extremidade 1122. Em uma implementação exemplificadora, o primeiro nível de potência L1 produz uma amplitude de deslocamento longitudinal de 35 μm na extremidade distal 130420 e de 15 μm na extremidade proximal 130422. Adicionalmente nesse exemplo, o segundo nível de potência L2 produz uma amplitude longitudinal de 70 μm na extremidade distal 130420 e de 35 μm na extremidade proximal 130422. Um algoritmo calcula a diferença de impedância do transdutor δ entre a primeira e a segunda medições para encontrar a alteração na impedância ΔZg(t). A alteração na impedância δ é plotada em função da localização do tecido e mostra que uma alteração maior na impedância representa a localização do tecido distribuída na extremidade distal 130012 e uma alteração menor na impedância representa a localização do tecido distribuída na extremidade proximal 130010 do atuador de extremidade 1122. Em suma, se houver uma grande alteração na impedância à medida que o nível de potência é aumentado de L1 para L2, então o tecido estará posicionado distalmente apenas dentro do atuador de extremidade 1122; por outro lado, se houver apenas uma pequena alteração na impedância à medida que o nível de potência é aumentado de L1 para L2, então o tecido estará mais distribuído dentro do atuador de extremidade 1122.[00531] When power (voltage and current) is applied to the ultrasonic transducer to activate the ultrasonic blade 1128 in the non-therapeutic range (e.g., a power that is not sufficient to cut or coagulate tissue), the impedance of the transducer (Q) The resulting measurement is a useful indicator of the position of the tissue within the jaws of the end actuator 1122, whether at the distal end 130420 or the proximal end 130422 of the ultrasonic blade 1128, as shown in Figure 55. The location of the tissue within the end actuator 1122 can be determined based on the change in transducer impedance δ as the non-therapeutic power level applied to the ultrasonic transducer varies from a minimum power level (e.g., L1) to a maximum power level (e.g., L2) . In some aspects, the level (or levels) of non-therapeutic power applied to the ultrasonic transducer may cause the ultrasonic blade 1128 to oscillate at or below the minimum therapeutic amplitude (e.g., less than or equal to 35 μm at distal and/or proximal end of the ultrasonic blade 1128). Impedance calculation is discussed earlier in this disclosure. A measurement of the first transducer impedance Z1 is taken when a first power level L1 is applied, which provides an initial measurement, and a subsequent impedance measurement Z2 is taken again when the applied power is increased to a second power level L2 . In one aspect, the first power level L1 = 0.2 A and the second power level L2 = 0.4 A, or twice the first power level L1, although the voltage is kept constant. The amplitude of the resulting longitudinal displacement of the ultrasonic blade 1128, based on the applied power level, provides an indication of the location of tissue within the jaws of the end actuator 1122. In an exemplary implementation, the first power level L1 produces an amplitude of longitudinal displacement of 35 μm at the distal end 130420 and 15 μm at the proximal end 130422. Additionally in this example, the second power level L2 produces a longitudinal amplitude of 70 μm at the distal end 130420 and 35 μm at the proximal end 130422. An algorithm calculates the difference in transducer impedance δ between the first and second measurements to find the change in impedance ΔZg(t). The change in impedance δ is plotted as a function of tissue location and shows that a greater change in impedance represents the tissue location distributed at the distal end 130012 and a smaller change in impedance represents the tissue location distributed at the proximal end 130010 of the actuator. end 1122. In short, if there is a large change in impedance as the power level is increased from L1 to L2, then the tissue will be positioned distally just within the end actuator 1122; on the other hand, if there is only a small change in impedance as the power level is increased from L1 to L2, then the tissue will be more distributed within the end actuator 1122.

[00532] A Figura 57 é uma representação gráfica 130050 que mostra a alteração na impedância do transdutor ultrassônico como função do tempo em relação à localização do tecido dentro do atuador de extremidade ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico horizontal 130054 representa o tempo (t) e o eixo geométrico vertical 130052 representa a alteração na impedância do transdutor (δ) entre a primeira e a segunda medições. As plotagens 130060, 130066 representam a alteração na impedância do transdutor (δ) em função do tempo (t), em relação às localizações proximal e distal do tecido na mordida do braço de aperto 1140. Para as localizações proximal e distal do tecido, é aplicada uma força do braço de aperto 1140 para manter o tecido no atuador de extremidade ultrassônico 1122 e é aplicado um período de atraso antes de um primeiro nível de baixa potência ser aplicado e a impedância do transdutor ser medida. Subsequentemente, o sistema aplica um segundo nível de potência mais alto e mede a impedância novamente. Será reconhecido que o primeiro e o segundo níveis de potência aplicados ao transdutor ultrassônico são níveis de potência não terapêuticos. O algoritmo executado por um processador ou uma porção do circuito de controle do gerador, ou do instrumento cirúrgico (por exemplo, o processador 902 na Figura 21 ou o circuito de controle 760 na Figura 18) calcula a diferença na impedância do transdutor (δ) entre o primeiro nível de potência e o segundo nível de potência para as localizações proximal e distal do tecido. Conforme mostrado em relação à primeira plotagem 130060, se a diferença na impedância do transdutor (δ) estiver abaixo de um primeiro limiar 130056, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção proximal 130422 do atuador de extremidade 1122. Na primeira curva 130060, a diferença de impedância do transdutor entre as medições aumenta 130062 ao longo do tempo até estabilizar ou se mantém 130064 abaixo do primeiro limiar 130056. Conforme mostrado em relação à primeira plotagem 130066, se a diferença na impedância do transdutor (δ) estiver acima de um segundo limiar 130058, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção distal 130420 do atuador de extremidade 1122. Na segunda plotagem 130066, a diferença de impedância do transdutor entre as medições aumenta 130068 ao longo do tempo até estabilizar ou se mantém 130070 acima do segundo limiar 130058. Se a diferença de impedância do transdutor (δ) estiver entre o primeiro e o segundo limiares 130056, 130058, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção intermediária 130424 do atuador de extremidade 1122, por exemplo, entre as porções proximal e distal do atuador de extremidade.[00532] Figure 57 is a graphical representation 130050 showing the change in impedance of the ultrasonic transducer as a function of time in relation to the location of tissue within the ultrasonic end actuator, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The horizontal axis 130054 represents time (t) and the vertical axis 130052 represents the change in transducer impedance (δ) between the first and second measurements. Plots 130060, 130066 represent the change in transducer impedance (δ) as a function of time (t), relative to the proximal and distal tissue locations in the bite of grip arm 1140. For the proximal and distal tissue locations, it is A force is applied from the clamping arm 1140 to hold the tissue in the ultrasonic end actuator 1122 and a delay period is applied before a first low power level is applied and the transducer impedance is measured. Subsequently, the system applies a second, higher power level and measures the impedance again. It will be recognized that the first and second power levels applied to the ultrasonic transducer are non-therapeutic power levels. The algorithm executed by a processor or a portion of the generator or surgical instrument control circuit (e.g., processor 902 in Figure 21 or control circuit 760 in Figure 18) calculates the difference in transducer impedance (δ) between the first power level and the second power level for the proximal and distal tissue locations. As shown in relation to the first plot 130060, if the difference in transducer impedance (δ) is below a first threshold 130056, the algorithm determines that the tissue is situated in the proximal portion 130422 of the end actuator 1122. In the first curve 130060, the difference in transducer impedance between measurements increases 130062 over time until it stabilizes or remains 130064 below the first threshold 130056. As shown in relation to the first 130066 plot, if the difference in transducer impedance (δ) is above a second threshold 130058, the algorithm determines that the tissue is located in the distal portion 130420 of the end actuator 1122. In the second plot 130066, the transducer impedance difference between measurements increases 130068 over time until it stabilizes or remains 130070 above the second threshold 130058. If the transducer impedance difference (δ) is between the first and second thresholds 130056, 130058, the algorithm determines that the tissue is situated in the intermediate portion 130424 of the end actuator 1122, e.g., between the portions proximal and distal of the end actuator.

[00533] A Figura 58 é um diagrama de fluxo lógico de um processo 130100 que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para identificar a operação na faixa de potência não terapêutica de potência aplicada ao instrumento para determinar o posicionamento do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O processo 130100 pode ser executado por um processador ou circuito de controle de um instrumento cirúrgico, como o circuito de controle 760 da Figura 18, ou um gerador, como o processador 902 da Figura 21. Por uma questão de concisão, o processo 130100 será descrito como sendo executado por um processador, mas deve ser entendido que a descrição a seguir abrange as variações supracitadas.[00533] Figure 58 is a logic flow diagram of a process 130100 that represents a control program or a logic configuration for identifying operation in the non-therapeutic power range of power applied to the instrument to determine tissue positioning, in accordance with with at least one aspect of the present revelation. Process 130100 may be executed by a processor or control circuit of a surgical instrument, such as control circuit 760 of Figure 18, or a generator, such as processor 902 of Figure 21. For the sake of brevity, process 130100 will be described as being executed by a processor, but it should be understood that the following description covers the aforementioned variations.

[00534] De acordo com um aspecto do processo 130100, um processador aplica um sinal de controle para fechar o braço de aperto 1140 para capturar o tecido entre o braço de aperto 1140 e a lâmina ultrassônica 1128. Depois que o braço de aperto 1140 se fecha sobre o tecido, o processador espera por um período de atraso predeterminado para permitir que o tecido relaxe e libere parte do teor de umidade. Após esse período de atraso, o processador 130102 ajusta o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para um primeiro nível de potência não terapêutico. Opcionalmente, um aspecto do processo 130100 inclui um controle de retroinformação que pode ser usado para verificar se a primeira potência está ajustada abaixo de um nível de potência terapêutico. Nesse aspecto, o processador determina 130106 se o primeiro nível de potência é menor que um nível de potência terapêutico. Se o primeiro nível de potência não for menor que um nível de potência terapêutico, o processo 130100 continua ao longo da ramificação NÃO e o processador 130108 diminui a energia aplicada e executa uma iteração até que o primeiro nível de potência seja menor que um nível de potência terapêutico. O processo 130100 continua então ao longo da ramificação SIM e o processador mede 130110 uma primeira impedância Zg1(t) do transdutor ultrassônico correspondente ao primeiro nível de potência. O processador ajusta 130112, então, o nível de potência aplicado ao transdutor ultrassônico para um segundo nível de potência não terapêutico, sendo que o segundo nível de potência é maior que o primeiro nível de potência e está abaixo de um nível de potência terapêutico. Novamente, opcionalmente, um controle de retroinformação pode ser usado para verificar que o segundo nível de potência não só é maior que o primeiro nível de potência, mas também está abaixo de um nível de potência terapêutico. Nesse aspecto, o processador determina 130114 se o segundo nível de potência é menor que um nível de potência terapêutico. Se o segundo nível de potência for maior que um nível de potência terapêutico, o processo 130100 continua ao longo da ramificação NÃO e o processador diminui 130108 o segundo nível de potência e executa uma iteração até que o segundo nível de potência seja menor que um limiar do nível de potência terapêutico. O processo 130100 continua então ao longo da ramificação SIM e o processador mede 130116 uma segunda impedância Zg2(t) do transdutor ultrassônico correspondente ao segundo nível de potência. A impedância do transdutor ultrassônico pode ser medida usando uma variedade de técnicas conforme discutido neste documento. O processador calcula, então, 130118 a diferença na impedância do transdutor entre o primeiro e o segundo níveis de potência aplicados: [00534] According to one aspect of process 130100, a processor applies a control signal to close the clamping arm 1140 to capture tissue between the clamping arm 1140 and the ultrasonic blade 1128. After the clamping arm 1140 is closes over the fabric, the processor waits for a predetermined delay period to allow the fabric to relax and release some of its moisture content. After this delay period, processor 130102 adjusts the power level applied to the ultrasonic transducer to a first non-therapeutic power level. Optionally, an aspect of process 130100 includes a feedback control that can be used to check whether the first power is set below a therapeutic power level. In this aspect, the processor determines 130106 whether the first power level is less than a therapeutic power level. If the first power level is not less than a therapeutic power level, process 130100 continues along the NO branch and the processor 130108 decreases the applied power and performs an iteration until the first power level is less than a therapeutic power level. therapeutic potency. The process 130100 then continues along the SIM branch and the processor measures 130110 a first impedance Zg1(t) of the ultrasonic transducer corresponding to the first power level. The processor then adjusts 130112 the power level applied to the ultrasonic transducer to a second, non-therapeutic power level, wherein the second power level is greater than the first power level and is below a therapeutic power level. Again, optionally, a feedback control can be used to verify that the second power level is not only greater than the first power level, but is also below a therapeutic power level. In this aspect, the processor determines 130114 whether the second power level is less than a therapeutic power level. If the second power level is greater than a therapeutic power level, the process 130100 continues along the NO branch and the processor decreases 130108 the second power level and performs an iteration until the second power level is less than a threshold therapeutic potency level. The process 130100 then continues along the SIM branch and the processor measures 130116 a second impedance Zg2(t) of the ultrasonic transducer corresponding to the second power level. Ultrasonic transducer impedance can be measured using a variety of techniques as discussed in this document. The processor then calculates 130118 the difference in transducer impedance between the first and second applied power levels:

[00535] O processador fornece, então, 130120 ao usuário uma indicação da posição do tecido. O processador pode indicar a posição do tecido através de um dispositivo de saída de um instrumento cirúrgico (por exemplo, dispositivos de retroinformação visual, como a tela mostrada na Figura 31, dispositivos de retroinformação de áudio e/ou dispositivos de retroinformação tátil), uma tela 135 (Figura 3) ou outro dispositivo de saída de um controlador cirúrgico central 106 conectado de modo comunicativo ao instrumento cirúrgico e/ou um dispositivo de saída 2140 (Figura 27B) de um gerador 1100 (por exemplo, dispositivos de retroinformação visual, dispositivos de retroinformação de áudio e/ou dispositivos de retroinformação tátil).[00535] The processor then provides 130120 to the user an indication of the position of the tissue. The processor may indicate the position of the tissue through an output device of a surgical instrument (e.g., visual feedback devices such as the screen shown in Figure 31, audio feedback devices, and/or tactile feedback devices), a screen 135 (Figure 3) or other output device of a central surgical controller 106 communicatively connected to the surgical instrument and/or an output device 2140 (Figure 27B) of a generator 1100 (e.g., visual feedback devices, audio feedback and/or tactile feedback devices).

[00536] O processador compara a diferença na impedância do transdutor com um primeiro e um segundo limiares sendo que, conforme mostrado na Figura 57, se a diferença na impedância do transdutor (δ) estiver abaixo de um primeiro limiar 130056, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção proximal 130422 do atuador de extremidade 1122, e se a diferença na impedância do transdutor (δ) estiver acima de um segundo limiar 130058, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção distal 130420 do atuador de extremidade 1122. Se a diferença na impedância do transdutor (δ) estiver entre o primeiro e o segundo limiares 130056, 130058, o algoritmo determina que o tecido está situado na porção intermediária 130424 do atuador de extremidade 1122, por exemplo, entre as porções proximal e distal 130422, 130420 do atuador de extremidade 1122. De acordo com o processo descrito, a impedância do transdutor ultrassônico pode ser empregada para diferenciar a porcentagem do tecido que está situada em uma porção distal, em uma porção proximal ou em um local intermediário do atuador de extremidade 1122 e, então, aplicar um nível de potência terapêutico adequado.[00536] The processor compares the difference in transducer impedance with a first and second threshold where, as shown in Figure 57, if the difference in transducer impedance (δ) is below a first threshold 130056, the algorithm determines that the tissue is situated in the proximal portion 130422 of the end actuator 1122, and if the difference in transducer impedance (δ) is above a second threshold 130058, the algorithm determines that the tissue is situated in the distal portion 130420 of the end actuator 1122 If the difference in transducer impedance (δ) is between the first and second thresholds 130056, 130058, the algorithm determines that the tissue is situated in the intermediate portion 130424 of the end actuator 1122, for example, between the proximal and distal portions 130422, 130420 of the end actuator 1122. According to the process described, the impedance of the ultrasonic transducer can be employed to differentiate the percentage of tissue that is located in a distal portion, a proximal portion, or an intermediate location of the end actuator. end 1122 and then apply an appropriate therapeutic potency level.

Modo sem chave com base no posicionamento do tecidoKeyless mode based on fabric positioning

[00537] Em vários aspectos, as reações do instrumento ultrassônico podem depender de se o tecido está presente no atuador de extremidade, do tipo de tecido situado no atuador de extremidade ou da compressibilidade ou composição do tecido situado no atuador de extremidade. Consequentemente, o gerador ou o instrumento cirúrgico ultrassônico pode conter e/ou executar instruções para executar algoritmos para controlar o tempo entre a preensão do tecido nas garras do atuador de extremidade e a ativação do transdutor ultrassônico para tratar o tecido. Se não for detectada a presença de tecido, os botões ou pedais de ativação do gerador ultrassônico podem ter significados diferentes para executar diferentes funções. Em um aspecto, um dispositivo de energia avançado pode usar a detecção da presença de tecido entre as garras do atuador de extremidade como a indicação para ativar o transdutor ultrassônico, iniciando, assim, o ciclo de coagulação do tecido. Em um outro aspecto, as propriedades de compressão e o reconhecimento situacional podem permitir a ativação automática do dispositivo para também ajustar os parâmetros do algoritmo para o tipo de tecido detectado. Por exemplo, o gerador avançado pode ignorar os botões ou pedais de ativação, a menos que o tecido seja detectado como estando contato com as garras do atuador de extremidade. Essa configuração eliminaria indicações involuntárias de ativação que permitiriam que o dispositivo fosse operado de uma maneira mais simples.[00537] In various aspects, the reactions of the ultrasonic instrument may depend on whether tissue is present in the end actuator, the type of tissue situated in the end actuator, or the compressibility or composition of the tissue situated in the end actuator. Accordingly, the generator or ultrasonic surgical instrument may contain and/or execute instructions to execute algorithms to control the time between grasping the tissue in the jaws of the end actuator and activating the ultrasonic transducer to treat the tissue. If the presence of tissue is not detected, the ultrasonic generator activation buttons or pedals may have different meanings to perform different functions. In one aspect, an advanced energy device may use detection of the presence of tissue between the jaws of the end actuator as the indication to activate the ultrasonic transducer, thereby initiating the tissue coagulation cycle. In another aspect, the compression properties and situational awareness may allow automatic activation of the device to also adjust the algorithm parameters for the type of tissue detected. For example, the advanced generator may ignore activation buttons or pedals unless tissue is detected as being in contact with the end actuator jaws. This configuration would eliminate unintentional activation indications which would allow the device to be operated in a simpler manner.

[00538] Consequentemente, um gerador avançado, como os geradores avançados descritos em conexão com as Figuras 1 a 42, e/ou instrumentos cirúrgicos, como os instrumentos cirúrgicos ultrassônicos descritos ao longo desta revelação, podem ser configurados para operar em um modo sem chave ou botões. Em um modo sem chave, o dispositivo ultrassônico é ativado automaticamente no modo de coagulação ao ser detectada a presença de tecido nas garras do atuador de extremidade. Em um aspecto, quando operando no modo de ativação automática de energia (ou modo "sem chave"), o algoritmo de controle que controla a ativação do instrumento cirúrgico ultrassônico pode ser configurado para aplicar menos energia inicialmente ao instrumento ultrassônico do que se ativado quando não operando no modo sem chave. Adicionalmente, o gerador ou o instrumento ultrassônico podem ser configurados para determinar o contato e o tipo de tecido situado nas garras do atuador de extremidade. Com base na detecção da presença de tecido nas garras do atuador de extremidade, algoritmos de controle executados por um processador ou circuito de controle do gerador ou do instrumento ultrassônico poderiam executar o instrumento ultrassônico em modo sem chave e poderiam ajustar o algoritmo para atingir a melhor coagulação geral do tecido nas garras do atuador de extremidade. Em outros aspectos, em vez de ativar automaticamente o instrumento cirúrgico e/ou o gerador, os algoritmos de controle executados por um processador ou circuito de controle do gerador ou do instrumento ultrassônico poderiam evitar a ativação do gerador ou do instrumento ultrassônico, a menos que a presença de tecido seja detectada no atuador de extremidade.[00538] Accordingly, an advanced generator, such as the advanced generators described in connection with Figures 1 to 42, and/or surgical instruments, such as the ultrasonic surgical instruments described throughout this disclosure, can be configured to operate in a keyless mode or buttons. In a keyless mode, the ultrasonic device automatically activates in coagulation mode when the presence of tissue in the end actuator jaws is detected. In one aspect, when operating in automatic power activation mode (or "keyless" mode), the control algorithm that controls activation of the ultrasonic surgical instrument may be configured to apply less power initially to the ultrasonic instrument than if activated when not operating in keyless mode. Additionally, the ultrasonic generator or instrument can be configured to determine the contact and type of tissue located on the end actuator jaws. Based on the detection of the presence of tissue in the jaws of the end actuator, control algorithms executed by a processor or control circuit of the generator or the ultrasonic instrument could run the ultrasonic instrument in keyless mode and could adjust the algorithm to achieve the best general tissue coagulation in the end actuator jaws. In other aspects, rather than automatically activating the surgical instrument and/or generator, control algorithms executed by a processor or control circuit of the generator or ultrasonic instrument could prevent activation of the generator or ultrasonic instrument unless the presence of tissue is detected at the end actuator.

[00539] Em um aspecto, a presente revelação fornece um algoritmo executado por um processador ou circuito de controle localizado no gerador ou no instrumento ultrassônico de mão para determinar a presença de tecido e o tipo de tecido situado nas garras do atuador de extremidade. Em um aspecto, o algoritmo de controle pode ser configurado para determinar que o tecido está situado dentro do atuador de extremidade utilizando técnicas aqui descritas para determinar a localização do tecido conforme descrito abaixo sob o título "Determinação da localização do tecido por meio da continuidade entre eletrodos". Por exemplo, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar se o tecido está situado dentro do atuador de extremidade verificando se há qualquer continuidade entre os eletrodos (conforme descrito abaixo) e, consequentemente, ativar o instrumento cirúrgico (por exemplo, fazendo com que o gerador ao qual o instrumento cirúrgico está acoplado comece a aplicar potência ao instrumento cirúrgico) automaticamente mediante a detecção do tecido ou permitir a ativação do instrumento cirúrgico. Quando o instrumento cirúrgico e/ou o gerador são operados no modo sem chave, o algoritmo de controle pode ser adicionalmente configurado para ativar o instrumento cirúrgico em um nível de potência específico, que pode ou não ser diferente de um nível de potência de ativação inicial padrão para o instrumento cirúrgico. Em alguns aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para ativar ou permitir a ativação do instrumento cirúrgico de acordo com o tipo ou uma composição específica do tecido, que pode ser detectado/a, com o uso, por exemplo, das técnicas descritas abaixo sob o título "Determinação da razão colágeno/elastina do tecido de acordo com a refletância e emissividade de superfície no infravermelho (IV)". Por exemplo, o algoritmo de controle pode ser configurado para ativar o instrumento cirúrgico quando o tecido que tem uma composição com alto teor de colágeno é preso, mas não necessariamente ativar o instrumento cirúrgico quando o tecido com uma composição de alto teor de elastina é preso. Em alguns aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para ativar ou permitir a ativação do instrumento cirúrgico de acordo com a possibilidade de o tecido preso estar situado em uma posição específica dentro do atuador de extremidade ou se uma determinada quantidade de tecido foi presa pelo atuador de extremidade com o uso, por exemplo, das técnicas descritas abaixo sob o título "Determinação da localização do tecido por meio da continuidade entre eletrodos". Por exemplo, o algoritmo de controle pode ser configurado para ativar o instrumento cirúrgico quando o tecido preso cobre uma porcentagem específica do atuador de extremidade. Como outro exemplo, o algoritmo de controle pode ser configurado para ativar o instrumento cirúrgico quando o tecido preso está situado na extremidade distal do atuador de extremidade.[00539] In one aspect, the present disclosure provides an algorithm executed by a processor or control circuit located in the generator or handheld ultrasonic instrument to determine the presence of tissue and the type of tissue located in the jaws of the end actuator. In one aspect, the control algorithm may be configured to determine that tissue is located within the end actuator using techniques described herein for determining tissue location as described below under the heading "Determining Tissue Location Through Continuity Between electrodes". For example, a control algorithm may be configured to determine whether tissue is situated within the tip actuator by checking whether there is any continuity between the electrodes (as described below) and accordingly activate the surgical instrument (e.g., causing the generator to which the surgical instrument is attached begins applying power to the surgical instrument) automatically upon tissue detection or allows activation of the surgical instrument. When the surgical instrument and/or generator are operated in keyless mode, the control algorithm may be further configured to activate the surgical instrument at a specific power level, which may or may not be different from an initial activation power level. standard for the surgical instrument. In some aspects, a control algorithm may be configured to activate or enable activation of the surgical instrument according to the type or specific composition of tissue, which may be detected, using, for example, the techniques described below. under the title "Determination of tissue collagen/elastin ratio according to infrared (IR) surface reflectance and emissivity". For example, the control algorithm may be configured to activate the surgical instrument when tissue having a high collagen composition is clamped, but not necessarily activate the surgical instrument when tissue having a high elastin composition is clamped. . In some aspects, a control algorithm may be configured to activate or allow activation of the surgical instrument depending on whether the trapped tissue is located in a specific position within the end actuator or whether a certain amount of tissue has been trapped by the end actuator. tip actuator using, for example, the techniques described below under the heading "Determining tissue location through interelectrode continuity." For example, the control algorithm can be configured to activate the surgical instrument when trapped tissue covers a specific percentage of the end actuator. As another example, the control algorithm can be configured to activate the surgical instrument when trapped tissue is situated at the distal end of the end actuator.

[00540] Em outros aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar se o tecido foi preso pelo atuador de extremidade, o tipo de tecido ou a composição do tecido e outras características do atuador de extremidade ou do tecido por meio de um sistema de reconhecimento situacional, conforme descrito no pedido de patente provisório US n° de série 62/659.900, intitulado METHOD OF HUB COMMUNICATION, depositado em 19 de abril de 2018, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade, e conforme aqui descrito sob o título "Reconhecimento situacional". Nesses aspectos, um controlador cirúrgico central 106 (Figuras 1 a 11) ao qual o instrumento cirúrgico e/ou o gerador estão conectados pode receber dados do instrumento cirúrgico, do gerador e/ou de outros dispositivos médicos utilizados na sala de operação e fazer inferências sobre o procedimento cirúrgico, ou uma etapa específica do mesmo, que é realizado. Consequentemente, o sistema de reconhecimento situacional pode inferir se e qual tipo (ou tipos) de tecido está(ão) sendo operado(s) em qualquer dado momento ou etapa, e então um algoritmo de controle pode controlar o instrumento cirúrgico adequadamente, incluindo ativar automaticamente o instrumento cirúrgico. Por exemplo, o algoritmo de controle poderia ser configurado para ativar automaticamente ou permitir a ativação do instrumento cirúrgico quando o tecido preso pelo atuador de extremidade corresponde ao tipo de tecido ou à composição do tecido esperados pelo sistema de reconhecimento situacional.[00540] In other aspects, a control algorithm may be configured to determine whether the tissue has been secured by the end actuator, the type of tissue or composition of the tissue, and other characteristics of the end actuator or the tissue through a system of situational awareness, as described in US provisional patent application serial no. 62/659,900, entitled METHOD OF HUB COMMUNICATION, filed on April 19, 2018, which is incorporated herein by reference in its entirety, and as described herein under the heading "Situational awareness". In these aspects, a central surgical controller 106 (Figures 1 to 11) to which the surgical instrument and/or generator are connected can receive data from the surgical instrument, generator and/or other medical devices used in the operating room and make inferences. about the surgical procedure, or a specific stage of it, that is performed. Consequently, the situational awareness system can infer whether and which tissue type (or types) are being operated on at any given time or step, and then a control algorithm can control the surgical instrument accordingly, including activating automatically the surgical instrument. For example, the control algorithm could be configured to automatically activate or allow activation of the surgical instrument when the tissue gripped by the end actuator matches the tissue type or tissue composition expected by the situational awareness system.

[00541] Com a capacidade para detectar se o instrumento está ou não em contato com o tecido, e qual é o tipo de tecido quando em contato, o instrumento ultrassônico pode ser operado em um modo de operação sem chave no qual a operação é permitida com base na capacidade de detecção do instrumento ultrassônico. Em alguns aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para ignorar as atuações de botões e pedais de ativação, e de outros dispositivos de entrada acoplados ao gerador e/ou ao instrumento cirúrgico ultrassônico, a menos que seja detectado tecido em contato com as garras/atuador de extremidade do instrumento cirúrgico, evitando, assim, ativações não intencionais do instrumento. Em alguns aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para atribuir significados diferentes às entradas de botões e pedais de ativação, e de outros dispositivos de entrada acoplados ao gerador e/ou ao instrumento cirúrgico ultrassônico com base na detecção de tecido em contato com as garras/o atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. Por exemplo, quando é detectada a presença de tecido no atuador de extremidade, um algoritmo de controle pode ser configurado para ativar o instrumento cirúrgico em resposta a um botão de ativação que é atuado; contudo, quando não é detectada a presença de tecido no atuador de extremidade, o algoritmo de controle pode ser configurado para executar certa ação diferente ou secundária quando o botão de ativação é atuado.[00541] With the ability to detect whether or not the instrument is in contact with tissue, and what type of tissue it is when in contact, the ultrasonic instrument can be operated in a keyless operation mode in which operation is permitted based on the detection capability of the ultrasonic instrument. In some aspects, a control algorithm may be configured to ignore actuations of activation buttons and pedals, and other input devices coupled to the generator and/or ultrasonic surgical instrument, unless tissue in contact with the jaws is detected. /end actuator of the surgical instrument, thus avoiding unintentional activations of the instrument. In some aspects, a control algorithm may be configured to assign different meanings to inputs from activation buttons and pedals, and other input devices coupled to the generator and/or ultrasonic surgical instrument based on detection of tissue in contact with the inputs. claws/end actuator of the surgical instrument. For example, when the presence of tissue in the end actuator is detected, a control algorithm can be configured to activate the surgical instrument in response to an activation button being actuated; however, when the presence of tissue in the end actuator is not detected, the control algorithm can be configured to perform a certain different or secondary action when the activation button is actuated.

[00542] A capacidade de determinar a falta de tecido presente nas garras do atuador de extremidade atua como uma tolerância para permitir que o instrumento mude para o modo sem chave e, então, iniciar um ciclo de operação automática de coagulação quando tecido é, então, detectado, resultando em um tempo de disponibilidade de uso maior do instrumento e permitindo que o usuário prossiga com base em sua capacidade preditiva do instrumento. A capacidade de detectar adicionalmente o tipo de tecido além de detectar a presença de tecido permite que o algoritmo ajuste e calcule a melhor oportunidade de coagulação.[00542] The ability to determine the lack of tissue present in the end actuator jaws acts as a tolerance to allow the instrument to switch to keyless mode and then initiate a cycle of automatic coagulation operation when tissue is then , detected, resulting in greater instrument uptime and allowing the user to proceed based on the instrument's predictive capabilities. The ability to additionally detect tissue type in addition to detecting the presence of tissue allows the algorithm to adjust and calculate the best clotting opportunity.

Ajuste de um sistema ultrassónico de acordo com a composição do tecidoAdjustment of an ultrasonic system according to tissue composition

[00543] Em vários aspectos, um instrumento cirúrgico ultrassônico pode incluir um processador ou circuito de controle que executa um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável para detectar a composição do tecido preso por ou situado no atuador de extremidade e controlar os parâmetros operacionais do transdutor ultrassônico e/ou da lâmina ultrassônica de modo apropriado. A composição do tecido pode incluir, por exemplo, a razão entre colágeno e elastina no tecido, a rigidez do tecido ou a espessura do tecido. Os parâmetros operacionais controlados ou regulados pelo algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável podem incluir, por exemplo, a amplitude da lâmina ultrassônica, a temperatura ou o fluxo de calor da lâmina ultrassônica, etc. O algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser executado por um circuito de controle ou um processador situado no gerador ou no instrumento cirúrgico.[00543] In various aspects, an ultrasonic surgical instrument may include a processor or control circuit that executes an adaptive ultrasonic blade control algorithm to detect the composition of tissue trapped by or situated in the end actuator and control operating parameters of the transducer. ultrasound and/or the ultrasonic blade appropriately. The composition of the tissue may include, for example, the ratio of collagen to elastin in the tissue, the stiffness of the tissue, or the thickness of the tissue. The operating parameters controlled or regulated by the adaptive ultrasonic blade control algorithm may include, for example, the amplitude of the ultrasonic blade, the temperature or heat flux of the ultrasonic blade, etc. The adaptive ultrasonic blade control algorithm can be executed by a control circuit or a processor located in the generator or surgical instrument.

[00544] Em um exemplo descrito com mais detalhes abaixo, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para controlar a amplitude da lâmina ultrassônica de acordo com a razão entre colágeno e elastina do tecido. A razão entre colágeno e elastina do tecido pode ser determinada através de uma variedade de técnicas, como as descritas a seguir. Em outro exemplo descrito com mais detalhes abaixo, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para controlar o transdutor ultrassônico/a lâmina ultrassônica para fornecer um tempo de aquecimento mais longo e uma temperatura final menor da lâmina ultrassônica quanto mais baixo for o teor de colágeno do tecido.[00544] In an example described in more detail below, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to control the amplitude of the ultrasonic blade according to the collagen to elastin ratio of the tissue. The ratio of tissue collagen to elastin can be determined using a variety of techniques, such as those described below. In another example described in more detail below, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to control the ultrasonic transducer/ultrasonic blade to provide a longer heating time and lower final temperature of the ultrasonic blade the lower the collagen content of the tissue.

Determinação da razão colágeno/elastina do tecido de acordo com o deslocamento da frequênciaDetermination of tissue collagen/elastin ratio according to frequency shift

[00545] Em vários aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar a razão colágeno/elastina de um tecido (por exemplo, para ajustar a amplitude da ponta distal de uma lâmina ultrassônica) mediante a detecção da frequência natural de uma lâmina ultrassônica e os deslocamentos na forma de onda da lâmina ultrassônica. Por exemplo, as técnicas descritas em conexão com as Figuras 1 a 54 podem ser usadas para detectar a razão entre colágeno e elastina do tecido situado em um atuador de extremidade de um instrumento ultrassônico. Em um aspecto, a presente revelação fornece um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável para detectar a frequência natural da lâmina ultrassônica e o deslocamento na forma de onda para detectar a composição do tecido em contato com a lâmina ultrassônica. Em um outro aspecto, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para detectar o teor de composição de colágeno e elastina do tecido e ajustar o fluxo de calor terapêutico da lâmina ultrassônica com base no teor de colágeno detectado do tecido. Técnicas para monitorar o desvio da frequência natural da lâmina ultrassônica com base no tipo de tecido situado nas garras do atuador de extremidade do instrumento ultrassônico são aqui descritas em conexão com as Figuras 1 a 54. Consequentemente, por uma questão de concisão e clareza, tais técnicas não serão repetidas aqui.[00545] In various aspects, a control algorithm can be configured to determine the collagen/elastin ratio of a tissue (e.g., to adjust the amplitude of the distal tip of an ultrasonic blade) by detecting the natural frequency of an ultrasonic blade and the displacements in the waveform of the ultrasonic blade. For example, the techniques described in connection with Figures 1 to 54 can be used to detect the collagen to elastin ratio of tissue located in an end actuator of an ultrasonic instrument. In one aspect, the present disclosure provides an adaptive ultrasonic blade control algorithm for detecting the natural frequency of the ultrasonic blade and the displacement in the waveform for detecting the composition of the tissue in contact with the ultrasonic blade. In another aspect, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to detect the collagen and elastin composition content of the tissue and adjust the therapeutic heat flow of the ultrasonic blade based on the detected collagen content of the tissue. Techniques for monitoring the deviation from the natural frequency of the ultrasonic blade based on the type of tissue situated in the jaws of the end actuator of the ultrasonic instrument are described herein in connection with Figures 1 through 54. Accordingly, for the sake of brevity and clarity, such techniques will not be repeated here.

[00546] A razão entre elastina e colágeno pode ser determinada mediante o monitoramento do deslocamento na frequência natural da lâmina ultrassônica e a comparação da frequência natural com uma tabela de consulta. A tabela de consulta pode ser armazenada na memória (por exemplo, memória 3326 da Figura 31) e contém a razão entre elastina e colágeno e um deslocamento da frequência natural correspondente para uma dada razão determinada empiricamente.[00546] The ratio of elastin to collagen can be determined by monitoring the displacement in the natural frequency of the ultrasonic blade and comparing the natural frequency with a look-up table. The look-up table may be stored in memory (e.g., memory 3326 of Figure 31) and contains the ratio of elastin to collagen and a corresponding natural frequency offset for a given empirically determined ratio.

Determinação da razão colágeno/elastina do tecido de acordo com a refletância e emissividade de superfície no infravermelho (IV)Determination of tissue collagen/elastin ratio according to infrared (IR) surface reflectance and emissivity

[00547] Em vários aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar a razão colágeno/elastina de um tecido (por exemplo, ajustar a amplitude da ponta distal de uma lâmina ultrassônica) mediante a determinação da refletividade de IV do tecido. Por exemplo, a Figura 59 ilustra um sistema ultrassônico 130164 que compreende um gerador ultrassônico 130152 acoplado a um instrumento ultrassônico 130150. O instrumento ultrassônico 130150 é acoplado a um atuador de extremidade ultrassônico 130400 por meio de um guia de onda ultrassônico 130154. O gerador ultrassônico 130152 pode ser integral com o instrumento ultrassônico 130150 ou pode ser conectado ao instrumento ultrassônico 130150 com o uso de técnicas de acoplamento elétrico/eletrônico com ou sem fio. O atuador de extremidade 130400 do instrumento cirúrgico ultrassônico 130150 compreende sensores de IV situados no braço de aperto 130402 (por exemplo, membro de garra), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O gerador ultrassônico 130152 e/ou o instrumento ultrassônico 130150 podem ser acoplados ao controlador cirúrgico central 130160 e/ou à nuvem 130162 através de conexões com ou sem fio, conforme descrito em conexão com Figuras 1 a 11.[00547] In various aspects, a control algorithm can be configured to determine the collagen/elastin ratio of a tissue (e.g., adjusting the amplitude of the distal tip of an ultrasonic blade) by determining the IR reflectivity of the tissue. For example, Figure 59 illustrates an ultrasonic system 130164 comprising an ultrasonic generator 130152 coupled to an ultrasonic instrument 130150. The ultrasonic instrument 130150 is coupled to an ultrasonic end actuator 130400 via an ultrasonic waveguide 130154. The ultrasonic generator 130152 may be integral with the ultrasonic instrument 130150 or may be connected to the ultrasonic instrument 130150 using wired or wireless electrical/electronic coupling techniques. The end actuator 130400 of the ultrasonic surgical instrument 130150 comprises IR sensors located on the gripping arm 130402 (e.g., gripper member), in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The ultrasonic generator 130152 and/or the ultrasonic instrument 130150 may be coupled to the surgical hub 130160 and/or the cloud 130162 via wired or wireless connections as described in connection with Figures 1 through 11.

[00548] A Figura 60 ilustra um circuito sensor 130409 de detecção de refletividade de IV que pode ser montado ou formado integralmente com o braço de aperto 130402 do atuador de extremidade ultrassônico 130400 para detectar a composição de tecidos, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O circuito sensor de IV 130409 inclui uma fonte de IV 130416 (por exemplo, um transmissor de IV) e um detector de IV 130418 (por exemplo, um receptor de IV). A fonte de IV 130416 é acoplada a uma fonte de tensão V. Uma corrente é gerada através de R2 quando o circuito de controle 130420 fecha a chave SW1. Quando a chave SW1 está fechada, a fonte de IV 130416 emite energia IV em direção ao tecido 130410 (por exemplo, tecido preso ou situado entre o braço de aperto 130402 e a lâmina ultrassônica 130404). Parte da energia IV emitida é absorvida pelo tecido 130410, parte é transmitida através do tecido 130410, e parte é refletida pelo tecido 130410. O detector de IV 130418 recebe a energia IV refletida pelo tecido 130410 e gera uma tensão de saída Vo ou um sinal, que são aplicados ao circuito de controle 130420 para processamento.[00548] Figure 60 illustrates an IR reflectivity detection sensor circuit 130409 that may be integrally assembled or formed with the clamping arm 130402 of the ultrasonic end actuator 130400 to detect tissue composition, according to at least one aspect. of the present revelation. The IR sensing circuit 130409 includes an IR source 130416 (e.g., an IR transmitter) and an IR detector 130418 (e.g., an IR receiver). The IR source 130416 is coupled to a voltage source V. A current is generated through R2 when the control circuit 130420 closes the switch SW1. When switch SW1 is closed, the IR source 130416 emits IR energy toward the tissue 130410 (e.g., tissue trapped or situated between the clamping arm 130402 and the ultrasonic blade 130404). Part of the emitted IR energy is absorbed by the tissue 130410, part is transmitted through the tissue 130410, and part is reflected by the tissue 130410. The IR detector 130418 receives the IR energy reflected by the tissue 130410 and generates an output voltage Vo or a signal , which are applied to the 130420 control circuit for processing.

[00549] Com referência às Figuras 59 e 60, em um aspecto, o gerador ultrassônico 130152 inclui o circuito de controle 130420 para acionar a fonte de IV 130416 e o detector de IV 130418 situado sobre ou no interior do braço de aperto 130402 do atuador de extremidade ultrassônico 130400. Em outros aspectos, o instrumento ultrassônico 130150 inclui o circuito de controle 130420 para acionar a fonte de IV 130416 e o detector de IV 130418 situado sobre ou no interior do braço de aperto 130402 do atuador de extremidade ultrassônico 130400. Em qualquer um desses aspectos, quando o tecido 130410 é preso entre a lâmina ultrassônica 130404 e o braço de aperto 130402, a fonte de IV 130416 é energizada pelo circuito de controle 130420 fechando a chave SW1, por exemplo, para iluminar o tecido com energia IV. Em um aspecto, o detector de IV 130418 gera uma tensão Vo que é proporcional à energia IV refletida pelo tecido 130410. A energia IV total emitida pela fonte de IV 130416 é igual à soma da energia IV refletida pelo tecido 130410, da energia IV absorvida pelo tecido 130410 e da energia IV que passa através do tecido 130410, mais quaisquer perdas. Consequentemente, o circuito de controle 130420 ou o processador podem ser configurados para detectar o teor de colágeno do tecido 130410 pela quantidade de energia IV detectada pelo detector de IV 130418 em relação à quantidade total de energia IV emitida pela fonte de IV 130416. Um algoritmo leva em conta a quantidade de energia absorvida pelo e/ou transmitida através do tecido 130410 para determinar o teor de colágeno do tecido 130410. A fonte de IV 130416, o detector de IV 130418 e os algoritmos são calibrados para fornecer medições úteis do teor de colágeno do tecido 130410 utilizando os princípios de refletividade de IV.[00549] Referring to Figures 59 and 60, in one aspect, the ultrasonic generator 130152 includes the control circuit 130420 for driving the IR source 130416 and the IR detector 130418 located on or within the clamping arm 130402 of the actuator. In other aspects, the ultrasonic instrument 130150 includes the control circuit 130420 for driving the IR source 130416 and the IR detector 130418 located on or within the clamping arm 130402 of the ultrasonic end actuator 130400. In any of these aspects, when the tissue 130410 is clamped between the ultrasonic blade 130404 and the clamping arm 130402, the IR source 130416 is energized by the control circuit 130420 by closing switch SW1, for example, to illuminate the tissue with IR energy. . In one aspect, the IR detector 130418 generates a voltage Vo that is proportional to the IR energy reflected by the tissue 130410. The total IR energy emitted by the IR source 130416 is equal to the sum of the IR energy reflected by the tissue 130410, the IR energy absorbed by tissue 130410 and the IR energy passing through tissue 130410, plus any losses. Accordingly, the control circuit 130420 or the processor may be configured to detect the collagen content of the tissue 130410 by the amount of IR energy detected by the IR detector 130418 relative to the total amount of IR energy emitted by the IR source 130416. An algorithm takes into account the amount of energy absorbed by and/or transmitted through the tissue 130410 to determine the collagen content of the tissue 130410. The IR source 130416, the IR detector 130418, and the algorithms are calibrated to provide useful measurements of the collagen content. tissue collagen 130410 using the principles of IR reflectivity.

[00550] O circuito sensor de detecção de refletividade de IV 130409 mostrado na Figura 60 fornece refletância e emissividade de superfície por IV para determinar a razão entre elastina e colágeno. A refletância por IV pode ser usada para determinar a composição do tecido para ajustar a amplitude de um transdutor ultrassônico. O índice de refração é uma constante óptica que controla a reflexão luminosa da luz infravermelha. O índice de refração pode ser usado para diferenciar tipos de tecido. Por exemplo, o contraste de índice de refração é mostrado para diferenciar entre tecido hepático normal e metástases hepáticas. O índice de refração poderia ser usado como uma medida absoluta ou comparativa para diferenciação de tecido.[00550] The IR reflectivity detection sensor circuit 130409 shown in Figure 60 provides IR surface reflectance and emissivity to determine the ratio of elastin to collagen. IR reflectance can be used to determine tissue composition to adjust the amplitude of an ultrasonic transducer. The index of refraction is an optical constant that controls the luminous reflection of infrared light. The refractive index can be used to differentiate tissue types. For example, refractive index contrast is shown to differentiate between normal liver tissue and liver metastases. The refractive index could be used as an absolute or comparative measure for tissue differentiation.

[00551] Um método comparativo emprega um dispositivo de dissecção alimentado por energia, como uma lâmina ultrassônica 130404, por exemplo, para determinar a razão exata (conforme detalhado acima) e então predizer a razão de colágeno para todas as atuações adicionais que usam esse índice como uma linha de base. Dessa maneira, um endoscópio pode atualizar o dispositivo de dissecção (por exemplo, a lâmina ultrassônica 130404) com base na razão de colágeno. O dispositivo de dissecção pode fazer o ajuste fino da previsão cada vez que é acionado para fazer um disparo real de desnaturação de colágeno. Um método alternativo pode empregar um índice absoluto com uma tabela de consulta que pode diferenciar entre irregularidades de superfície e concentração de colágeno sob a superfície. Informações adicionais sobre as propriedades de índice de refração de IV do tecido podem ser encontradas em "Visible To NearInfrared Refractive Properties of Freshly-Excised Human-Liver Tissues: Marking Hepatic Malignancies"; Panagiotis Giannios, Konstantinos G. Toutouzas, Maria Matiatou, Konstantinos Stasinos, Manousos M. Konstadoulakis, George C. Zografos, e Konstantinos Moutzourisa; Sci. Rep. 2016; 6: 27910, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência.[00551] A comparative method employs a power-powered dissecting device, such as a 130404 ultrasonic blade, for example, to determine the exact ratio (as detailed above) and then predict the collagen ratio for all additional actuations using that index. as a baseline. In this way, an endoscope can update the dissection device (e.g., the 130404 ultrasonic blade) based on the collagen ratio. The dissection device can fine-tune the prediction each time it is triggered to make an actual shot of collagen denaturation. An alternative method may employ an absolute index with a look-up table that can differentiate between surface irregularities and collagen concentration beneath the surface. Additional information about tissue IR refractive index properties can be found in "Visible To NearInfrared Refractive Properties of Freshly-Excised Human-Liver Tissues: Marking Hepatic Malignancies"; Panagiotis Giannios, Konstantinos G. Toutouzas, Maria Matiatou, Konstantinos Stasinos, Manousos M. Konstadoulakis, George C. Zografos, and Konstantinos Moutzourisa; Sci. Rep. 2016; 6: 27910, the contents of which are incorporated herein by reference.

[00552] Em outros aspectos, o dispositivo de dissecção ultrassônico pode ser configurado para alterar a temperatura ideal do algoritmo de controle de lâmina ultrassônica proporcionalmente com a razão de colágeno. Por exemplo, o algoritmo de controle de temperatura de lâmina ultrassônica pode ser modificado com base na razão de colágeno recebida do circuito de controle 130420. Como um exemplo específico, o algoritmo de controle de temperatura de lâmina ultrassônica pode ser configurado para reduzir o conjunto de temperaturas nas quais a lâmina ultrassônica 130404 é mantida e aumentar o tempo de retenção em que a lâmina ultrassônica 130404 fica em contato com o tecido 130410 para concentrações mais altas de colágeno no tecido preso 130410. Como outro exemplo, o tempo de espera para o algoritmo percorrer um ciclo completo de ativação poderia ser modificado com base na razão de colágeno. Vários algoritmos de controle de temperatura para lâminas ultrassônicas são descritos em conexão com as Figuras 43 a 54.[00552] In other aspects, the ultrasonic dissection device can be configured to change the optimal temperature of the ultrasonic blade control algorithm proportionally with the collagen ratio. For example, the ultrasonic blade temperature control algorithm can be modified based on the collagen ratio received from the control circuit 130420. As a specific example, the ultrasonic blade temperature control algorithm can be configured to reduce the set of temperatures at which the ultrasonic blade 130404 is held and increase the retention time that the ultrasonic blade 130404 is in contact with the tissue 130410 for higher concentrations of collagen in the trapped tissue 130410. As another example, the hold time for the algorithm going through a full activation cycle could be modified based on the collagen ratio. Various temperature control algorithms for ultrasonic blades are described in connection with Figures 43 to 54.

[00553] A Figura 61 é uma vista em corte de um atuador de extremidade ultrassônico 130400 que compreende um braço de aperto 130402 e uma lâmina ultrassônica 130404, de acordo com um aspecto da presente revelação. O braço de aperto 130402 compreende circuitos sensores de detecção de refletividade de IV 130409a, 130409b que podem ser montados ou formados integralmente com o braço de aperto 130402 do atuador de extremidade ultrassônico 130400 para detectar a composição do tecido 130410. Os circuitos sensores de detecção de refletividade de IV 130409a, 130409b podem ser montados em um substrato de circuito flexível 130412, que é mostrado em vista plana na Figura 62. O substrato de circuito flexível 130412 inclui três elementos alongados 130408a, 130408b, 130408c nos quais são montados os circuitos sensores de detecção de refletividade de IV 130409a, 130409b e os sensores de IV 130414a, 130414b. Os sensores de IV 130414a, 130414b podem incluir fontes de IV 130416 e detectores de IV 130418, conforme mostrado na Figura 60.[00553] Figure 61 is a cross-sectional view of an ultrasonic end actuator 130400 comprising a clamping arm 130402 and an ultrasonic blade 130404, in accordance with an aspect of the present disclosure. The gripper arm 130402 comprises IR reflectivity sensing sensor circuits 130409a, 130409b that may be integrally mounted or formed with the gripper arm 130402 of the ultrasonic end actuator 130400 to detect the composition of the fabric 130410. IR reflectivity sensors 130409a, 130409b can be mounted on a flexible circuit substrate 130412, which is shown in plan view in Figure 62. The flexible circuit substrate 130412 includes three elongated elements 130408a, 130408b, 130408c on which the IR reflectivity sensor circuits are mounted. IR reflectivity detection 130409a, 130409b and the IR sensors 130414a, 130414b. The IR sensors 130414a, 130414b may include IR sources 130416 and IR detectors 130418, as shown in Figure 60.

[00554] A Figura 63 é um diagrama de fluxo lógico de um processo 130200 que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para medir a refletância de IV para determinar a composição do tecido para ajustar a amplitude do transdutor ultrassônico. O processo 130200 pode ser executado por um processador ou circuito de controle de um instrumento cirúrgico, como o circuito de controle 760 da Figura 18, ou um gerador, como o processador 902 da Figura 21. Por uma questão de concisão, o processo 130200 será descrito como sendo executado por um circuito de controle, mas deve ser entendido que a descrição a seguir abrange as variações supracitadas.[00554] Figure 63 is a logic flow diagram of a process 130200 that represents a control program or logic configuration for measuring IR reflectance to determine tissue composition for adjusting the amplitude of the ultrasonic transducer. Process 130200 may be executed by a processor or control circuit of a surgical instrument, such as control circuit 760 of Figure 18, or a generator, such as processor 902 of Figure 21. For the sake of brevity, process 130200 will be described as being performed by a control circuit, but it should be understood that the following description covers the aforementioned variations.

[00555] Consequentemente, com referência às Figuras 1 a 54 e às Figuras 59 a 63, em um aspecto, o circuito de controle energiza 130202 a fonte de IV 130416 para aplicar energia IV ao tecido 130410 preso em um atuador de extremidade 13400 de um instrumento ultrassônico 130150. O circuito de controle 130204 detecta, então, por meio de um detector de IV 130418, a energia IV refletida pelo tecido 130410. Consequentemente, o circuito de controle determina 130206 a razão entre colágeno e elastina do tecido 130410 com base na energia IV detectada refletida pelo tecido 130410. O circuito de controle ajusta 130208 o algoritmo de controle de temperatura de lâmina ultrassônica, conforme discutido no pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES, com base na determinação da razão entre colágeno e elastina do tecido. Em um aspecto, o teor de colágeno do tecido 130410 pode ser detectado de acordo com a refletividade de uma fonte de luz IV 130416. Em um outro aspecto, quanto mais baixo o teor de colágeno do tecido 130410, mais longo o tempo de aquecimento e menor a temperatura final da lâmina ultrassônica 130404. Em ainda outro aspecto, a composição do tecido 130410 pode ser a espessura ou a rigidez do tecido e poderia ser usada para afetar o programa de controle do transdutor da lâmina ultrassônica.[00555] Accordingly, with reference to Figures 1 to 54 and Figures 59 to 63, in one aspect, the control circuit energizes 130202 the IR source 130416 to apply IR energy to tissue 130410 attached to an end actuator 13400 of a ultrasonic instrument 130150. The control circuit 130204 then detects, via an IR detector 130418, the IR energy reflected by the tissue 130410. Consequently, the control circuit determines 130206 the collagen to elastin ratio of the tissue 130410 based on the detected IR energy reflected by tissue 130410. The control circuit adjusts 130208 the ultrasonic blade temperature control algorithm, as discussed in US Provisional Patent Application No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES, based on determining the ratio between tissue collagen and elastin. In one aspect, the collagen content of tissue 130410 can be detected according to the reflectivity of an IR light source 130416. In another aspect, the lower the collagen content of tissue 130410, the longer the heating time and The lower the final temperature of the ultrasonic blade 130404. In yet another aspect, the composition of the tissue 130410 may be the thickness or stiffness of the tissue and could be used to affect the control program of the ultrasonic blade transducer.

[00556] A razão entre elastina e colágeno pode ser determinada mediante o monitoramento da refletância de IV do tecido e a comparação da refletância de IV detectada com uma tabela de consulta. A tabela de consulta pode ser armazenada na memória (por exemplo, memória 3326 da Figura 31) e contém a razão entre elastina e colágeno e uma refletância de IV correspondente para uma razão específica conforme determinada empiricamente.[00556] The ratio of elastin to collagen can be determined by monitoring the IR reflectance of the tissue and comparing the detected IR reflectance with a look-up table. The look-up table may be stored in memory (e.g., memory 3326 of Figure 31) and contains the ratio of elastin to collagen and a corresponding IR reflectance for a specific ratio as determined empirically.

Determinação da razão colágeno/elastina do tecido de acordo com o ponto de transformação do colágenoDetermination of the collagen/elastin ratio of the tissue according to the collagen transformation point

[00557] Tipos diferentes de tecidos são compostos de diferentes quantidades de proteínas estruturais, como colágeno e elastina, que fornecem os diferentes tipos de tecido com diferentes propriedades. Conforme calor é aplicado ao tecido (por exemplo, por uma lâmina ultrassônica), as proteínas estruturais se desnaturam, o que afeta a integridade e outras propriedades do tecido. No entanto, as proteínas estruturais se desnaturam em temperaturas diferentes conhecidas. Por exemplo, o colágeno se desnatura antes da elastina. Consequentemente, detectando-se em qual temperatura as propriedades do tecido se alteram, pode-se inferir a composição do tecido (por exemplo, a razão entre colágeno e elastina no tecido). Em vários aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar a razão entre colágeno e elastina de um tecido mediante a determinação do ponto de transformação de colágeno do tecido. O algoritmo de controle pode, por sua vez, controlar vários parâmetros operacionais do instrumento cirúrgico, como a amplitude da lâmina ultrassônica, de acordo com a composição do tecido determinada. Em um aspecto, o algoritmo de controle pode determinar o ponto de transformação de colágeno do tecido mediante a medição da posição do membro de atuação do braço de aperto e da taxa de alteração de seu deslocamento enquanto a carga sobre o braço de aperto é mantida constante. Em um outro aspecto, o algoritmo de controle pode determinar o ponto de transformação de colágeno do tecido pela medição direta da temperatura na interface tecido/lâmina para identificar a porcentagem colágeno/elastina.[00557] Different types of tissues are composed of different amounts of structural proteins, such as collagen and elastin, which provide different types of tissue with different properties. As heat is applied to tissue (e.g., by an ultrasonic blade), structural proteins denature, which affects the integrity and other properties of the tissue. However, structural proteins denature at different known temperatures. For example, collagen denatures before elastin. Consequently, by detecting at which temperature tissue properties change, the composition of the tissue can be inferred (for example, the ratio of collagen to elastin in the tissue). In various aspects, a control algorithm can be configured to determine the collagen to elastin ratio of a tissue by determining the collagen transformation point of the tissue. The control algorithm can in turn control various operating parameters of the surgical instrument, such as the amplitude of the ultrasonic blade, according to the determined tissue composition. In one aspect, the control algorithm can determine the collagen transformation point of the tissue by measuring the position of the actuating member of the clamping arm and the rate of change of its displacement while the load on the clamping arm is kept constant. . In another aspect, the control algorithm can determine the collagen transformation point of the tissue by directly measuring the temperature at the tissue/blade interface to identify the collagen/elastin percentage.

[00558] As Figuras 16 a 19 ilustram esquematicamente mecanismos de fechamento de braço de aperto motorizados. A Figura 40 é um diagrama de sistema 7400 de um circuito segmentado 7401 que compreende uma pluralidade de segmentos de circuito operados independentemente 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440, de acordo com um aspecto da presente revelação, e a Figura 35 é um diagrama de circuito de vários componentes de um instrumento cirúrgico com funções de controle de motor, de acordo com um aspecto da presente revelação. Por exemplo, a Figura 35 ilustra um mecanismo de acionamento 7930, que inclui um trem de acionamento de fechamento 7934 configurado para fechar um membro de garra para prender o tecido com o atuador de extremidade. As Figuras 38 e 39 ilustram sistemas de controle 12950, 12970 para controlar a taxa de fechamento do membro de garra, como uma porção do braço de aperto de um atuador de extremidade ultrassônico, sendo que a Figura 38 é um diagrama de um sistema de controle 12950 configurado para fornecer um fechamento progressivo de um membro de fechamento à medida que ele avança distalmente para fechar o braço de aperto para aplicar uma carga de força de fechamento a uma taxa desejada de acordo com um aspecto da presente revelação, e a Figura 39 ilustra um sistema de controle de retroinformação do controlador proporcional-integral- derivado (PID) 12970, de acordo com um aspecto da presente revelação. Consequentemente, na descrição a seguir de um sistema ultrassônico que compreende um controlador de braço de aperto motorizado para controlar a taxa de fechamento e/ou a posição do braço de aperto, deve ser feita referência às Figuras 16 a 19 e 38 a 41.[00558] Figures 16 to 19 schematically illustrate motorized clamping arm closing mechanisms. Figure 40 is a system diagram 7400 of a segmented circuit 7401 comprising a plurality of independently operated circuit segments 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440, in accordance with an aspect of the present disclosure, and Figure 35 is a circuit diagram of various components of a surgical instrument with motor control functions, in accordance with an aspect of the present disclosure. For example, Figure 35 illustrates a drive mechanism 7930, which includes a closure drive train 7934 configured to close a gripper member for gripping fabric with the end actuator. Figures 38 and 39 illustrate control systems 12950, 12970 for controlling the rate of closure of the gripper member, as a portion of the clamping arm of an ultrasonic end actuator, and Figure 38 is a diagram of a control system. 12950 configured to provide progressive closure of a closure member as it advances distally to close the clamping arm to apply a closure force load at a desired rate in accordance with an aspect of the present disclosure, and Figure 39 illustrates a proportional-integral-derivative (PID) controller feedback control system 12970, in accordance with an aspect of the present disclosure. Accordingly, in the following description of an ultrasonic system comprising a motorized clamping arm controller for controlling the closing rate and/or position of the clamping arm, reference should be made to Figures 16 to 19 and 38 to 41.

[00559] Em um aspecto, um algoritmo de controle pode ser configurado para detectar o ponto de transformação do colágeno de um tecido preso e, dessa forma, controlar a aplicação de energia ultrassônica ao tecido através do controle da fase e/ou da amplitude do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico ou da taxa de fechamento do braço de aperto. Por exemplo, em um aspecto, um algoritmo de controle pode ser configurado para controlar a força aplicada ao tecido pelo braço de aperto de acordo com o ponto de transformação do colágeno. Isso pode ser feito através da medição da posição do membro de atuação do braço de aperto e de sua taxa de alteração enquanto a carga do braço de aperto é mantida constante dentro da pressão de coaptação em uma faixa operacional definida (por exemplo, de 130 a 180 psi) correspondente ao tipo de instrumento específico.[00559] In one aspect, a control algorithm can be configured to detect the collagen transformation point of a trapped tissue and thereby control the application of ultrasonic energy to the tissue by controlling the phase and/or amplitude of the ultrasonic transducer trigger signal or clamping arm closing rate. For example, in one aspect, a control algorithm can be configured to control the force applied to the tissue by the clamping arm according to the collagen transformation point. This can be done by measuring the position of the clamping arm actuating member and its rate of change while the clamping arm load is kept constant within the coaptation pressure in a defined operating range (e.g., from 130 to 180 psi) corresponding to the specific instrument type.

[00560] A Figura 64A é uma representação gráfica 130250 do deslocamento do braço de aperto 1140 (Figura 23) em função do tempo conforme o braço de aperto 1140 é fechado para identificar o ponto de transformação do colágeno, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A Figura 64B é uma porção ampliada 130256 da representação gráfica 130250 mostrada na Figura 64A. O eixo geométrico horizontal 130254 representa o tempo (por exemplo, em segundos) e o eixo geométrico vertical 130252 representa o deslocamento do braço de aperto δ (por exemplo, em milímetros). Em um aspecto, um algoritmo de controle pode ser configurado para controlar a carga aplicada ao tecido pelo braço de aperto 1140 (por exemplo, controlando a taxa de fechamento do braço de aperto 1140) à medida que a lâmina ultrassônica 1128 (Figura 23) aquece o tecido de acordo com o ponto de transformação de colágeno do tecido. Em tal aspecto, um algoritmo de controle é configurado para fechar o braço de aperto 1140 até que a carga do braço de aperto atinja um limiar, o que pode incluir um valor específico (por exemplo, 4,5 lb) ou uma faixa de valores (por exemplo, dentro de uma faixa de 3,5 a 5 lb). Nesse ponto, o algoritmo de controle ajusta o limiar θ da taxa de alteração do deslocamento do braço de aperto, e monitora o deslocamento do braço de aperto 1140. Enquanto a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto permanecer dentro de um limite negativo predefinido (isto é, abaixo do limiar θ), o algoritmo de controle pode determinar que o tecido está abaixo da temperatura de transformação. Conforme mostrado na representação gráfica das Figuras 64A e 64B, quando o algoritmo de controle determina que a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto excede o limiar θ, o algoritmo de controle pode determinar que a temperatura de fusão do colágeno foi atingida.[00560] Figure 64A is a graphical representation 130250 of the displacement of the clamping arm 1140 (Figure 23) as a function of time as the clamping arm 1140 is closed to identify the collagen transformation point, according to at least one aspect of the present revelation. Figure 64B is an enlarged portion 130256 of the graphical representation 130250 shown in Figure 64A. The horizontal geometric axis 130254 represents time (e.g. in seconds) and the vertical geometric axis 130252 represents the displacement of the clamping arm δ (e.g. in millimeters). In one aspect, a control algorithm may be configured to control the load applied to the tissue by the clamping arm 1140 (e.g., controlling the closing rate of the clamping arm 1140) as the ultrasonic blade 1128 (Figure 23) heats. the tissue according to the collagen transformation point of the tissue. In such an aspect, a control algorithm is configured to close the clamping arm 1140 until the clamping arm load reaches a threshold, which may include a specific value (e.g., 4.5 lb) or a range of values. (e.g. within a range of 3.5 to 5 lb). At this point, the control algorithm adjusts the threshold θ of the rate of change of clamp arm displacement, and monitors the displacement of clamp arm 1140. As long as the rate of change of clamp arm displacement remains within a predefined negative threshold (i.e. below the threshold θ), the control algorithm can determine that the tissue is below the transformation temperature. As shown in the graphical representation of Figures 64A and 64B, when the control algorithm determines that the displacement change rate of the clamping arm exceeds the threshold θ, the control algorithm can determine that the collagen melting temperature has been reached.

[00561] Em um aspecto, quando o algoritmo de controle determina que a temperatura de transição foi atingida, o algoritmo de controle pode ser configurado para alterar a operação do instrumento ultrassônico de modo apropriado. Por exemplo, o algoritmo de controle pode alternar o instrumento cirúrgico do modo de controle de carga (do braço de aperto 1140) para o modo de controle de temperatura. Em um outro aspecto, o algoritmo de controle pode manter o controle de carga do braço de aperto depois de atingida a temperatura de transformação do colágeno, e monitorar quando um limiar da taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto é alcançado. O segundo limiar da taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto pode corresponder, por exemplo, à temperatura de transição da elastina. Os locais das temperaturas de transição do colágeno e/ou da elastina na plotagem 130258 do deslocamento do braço de aperto ao longo do tempo podem ser chamados de pontos de "joelho" da curva 130258. Consequentemente, nesse aspecto, o algoritmo de controle pode ser configurado para alterar a operação do instrumento ultrassônico no caso de o segundo limiar da taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto (ou "joelho" de elastina) ser atingido e alterar a operação do instrumento ultrassônico de modo apropriado. Por exemplo, o algoritmo de controle pode alternar o instrumento cirúrgico do modo de controle de carga (do braço de aperto 1140) para o modo de controle de temperatura quando o joelho de elastina na plotagem 130258 é detectado.[00561] In one aspect, when the control algorithm determines that the transition temperature has been reached, the control algorithm can be configured to alter the operation of the ultrasonic instrument appropriately. For example, the control algorithm may switch the surgical instrument from load control mode (of clamping arm 1140) to temperature control mode. In another aspect, the control algorithm can maintain clamping arm load control after the collagen transformation temperature is reached, and monitor when a threshold of the clamping arm displacement rate of change is reached. The second threshold of the rate of change of clamping arm displacement may correspond, for example, to the transition temperature of elastin. The locations of the collagen and/or elastin transition temperatures in the plot 130258 of the clamping arm displacement over time can be called the "knee" points of the curve 130258. Consequently, in this regard, the control algorithm can be configured to change the operation of the ultrasonic instrument in the event that the second threshold of the clamping arm displacement rate of change (or elastin "knee") is reached and change the operation of the ultrasonic instrument accordingly. For example, the control algorithm may switch the surgical instrument from load control mode (of clamping arm 1140) to temperature control mode when the elastin knee in plot 130258 is detected.

[00562] A transformação do colágeno deve ser constante para um dado fluxo de calor entre 45°C e 50°C para o colágeno, sendo que a elastina tem uma temperatura de fusão diferente. Adicionalmente, a temperatura deve estabilizar à medida que o colágeno absorve o calor. Em alguns aspectos, o algoritmo de controle pode ser configurado para amostrar a posição do braço de aperto e/ou do membro de deslocamento do braço de aperto a uma taxa maior em torno de temperaturas específicas ou dentro de faixas de temperatura (por exemplo, as faixas de temperatura esperada para a transformação do colágeno e/ou da elastina) para determinar exatamente quando os eventos monitorados ocorrem.[00562] The transformation of collagen must be constant for a given heat flow between 45°C and 50°C for collagen, with elastin having a different melting temperature. Additionally, the temperature must stabilize as the collagen absorbs heat. In some aspects, the control algorithm may be configured to sample the position of the clamping arm and/or the clamping arm travel member at a greater rate around specific temperatures or within temperature ranges (e.g., the expected temperature ranges for collagen and/or elastin transformation) to determine exactly when the monitored events occur.

[00563] No aspecto mostrado nas Figuras 64A e 64B, o algoritmo de controle atua para alternar o instrumento cirúrgico do modo de controle de carga para o modo de controle de temperatura quando o ponto de transformação do colágeno é detectado no tempo tm. Sem a mudança do instrumento cirúrgico para o modo de controle de temperatura, o deslocamento do braço de aperto aumentaria geometricamente, conforme mostrado na curva projetada 130260. Em um aspecto, o algoritmo de controle que operam em modo de controle de temperatura diminui a amplitude do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico para alterar o fluxo de calor gerado pela lâmina ultrassônica 1128, conforme mostrado pela porção plana da plotagem 130258 depois de o limiar θ ser alcançado. Em alguns aspectos, o algoritmo de controle pode ser configurado para aumentar a amplitude do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico após um dado período de tempo para, por exemplo, medir a taxa de aumento da temperatura para determinar quando a temperatura de transformação da elastina foi atingida. Consequentemente, quando a taxa de fechamento do braço de aperto se aproxima do próximo joelho (isto é, o joelho de elastina), a taxa de fechamento do braço de aperto pode diminuir. O controle de carga do braço de aperto 1140 pode ser benéfico porque, em alguns casos, ele pode fornecer a melhor vedação dos vasos.[00563] In the aspect shown in Figures 64A and 64B, the control algorithm acts to switch the surgical instrument from load control mode to temperature control mode when the collagen transformation point is detected at time tm. Without switching the surgical instrument to temperature control mode, the displacement of the clamping arm would increase geometrically, as shown in projected curve 130260. In one aspect, the control algorithm operating in temperature control mode decreases the amplitude of the driving signal from the ultrasonic transducer to change the heat flux generated by the ultrasonic blade 1128, as shown by the flat portion of the plot 130258 after the threshold θ is reached. In some aspects, the control algorithm may be configured to increase the amplitude of the ultrasonic transducer drive signal after a given period of time to, for example, measure the rate of temperature increase to determine when the elastin transformation temperature has been reached. achieved. Consequently, when the closure rate of the gripping arm approaches the next knee (i.e., the elastin knee), the closing rate of the gripping arm may decrease. Clamping arm 1140 load control can be beneficial because in some cases it can provide better vessel sealing.

[00564] A Figura 65 é um diagrama de fluxo lógico de um processo 130300 que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para detectar o ponto de transformação do colágeno para controlar a taxa de fechamento do braço de aperto ou a amplitude do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O processo 130300 pode ser executado por um circuito de controle ou um processador situados no instrumento cirúrgico ou no gerador. Consequentemente, o circuito de controle que executa o processo 130300 mede 130302 uma posição do membro de atuação do braço de aperto e sua taxa de alteração enquanto mantém constante a carga sobre a garra. Conforme descrito anteriormente, em um aspecto, a carga sobre o braço de aperto é mantida dentro da pressão de coaptação em uma faixa adequada (130 a 180 psi) definida pelo instrumento cirúrgico ultrassônico. Quando as garras forem submetidas a uma determinada carga do braço de aperto (por exemplo, 4,5 lb) ou a carga do braço de aperto estiver dentro de um intervalo específico (por exemplo, 3,5 a 5 lb), o circuito de controle irá ajustar 130304 a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto e monitorar a posição do membro de atuação do braço de aperto pelo período de tempo em que a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto permanecer dentro de um limite negativo predefinido (que corresponde ao tecido estar abaixo da temperatura de transformação do colágeno). Consequentemente, o controle determina 130306 se a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto excede o limiar estabelecido, ou, em outras palavras, determina se o tecido atingiu a temperatura de transição. Se a temperatura de transição tiver sido atingida, então o processo prossegue ao longo da ramificação SIM 130300, e o circuito de controle alterna 130308 o instrumento cirúrgico para o modo de controle de temperatura (por exemplo, controla o transdutor ultrassônico para diminuir ou manter a temperatura da lâmina ultrassônica). Em um aspecto, o circuito de controle continua monitorando a temperatura de transformação do colágeno. Alternativamente, no aspecto representado na Figura 65, se a temperatura de transição não tiver sido atingida, então o processo 130300 prossegue ao longo da ramificação NÃO e o circuito de controle mantém 130310 o controle de carga do braço de aperto 1140 e monitora a taxa de alteração de deslocamento do braço de aperto para determinar quando o próximo ponto de transição (por exemplo, o ponto de transição da elastina) ocorrerá para o tecido preso. O circuito de controle pode fazer isso para, por exemplo, impedir que a temperatura do tecido aumente além da temperatura de transformação da elastina.[00564] Figure 65 is a logic flow diagram of a process 130300 that represents a control program or logic configuration for detecting the collagen transformation point to control the closing rate of the clamping arm or the amplitude of the ultrasonic transducer , in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Process 130300 may be performed by a control circuit or processor located in the surgical instrument or generator. Accordingly, the control circuit executing process 130300 measures 130302 a position of the actuating member of the gripping arm and its rate of change while maintaining constant the load on the gripper. As described previously, in one aspect, the load on the clamping arm is maintained within the coaptation pressure in a suitable range (130 to 180 psi) defined by the ultrasonic surgical instrument. When the grippers are subjected to a certain clamping arm load (e.g., 4.5 lb) or the clamping arm load is within a specific range (e.g., 3.5 to 5 lb), the clamping circuit control will adjust 130304 the rate of change of clamp arm displacement and monitor the position of the clamp arm actuation member for the period of time that the rate of change of clamp arm displacement remains within a predefined negative limit ( which corresponds to the tissue being below the collagen transformation temperature). Consequently, the control determines 130306 whether the rate of change of displacement of the clamping arm exceeds the established threshold, or, in other words, determines whether the tissue has reached the transition temperature. If the transition temperature has been reached, then the process proceeds along the SIM branch 130300, and the control circuit switches 130308 the surgical instrument to temperature control mode (e.g., controls the ultrasonic transducer to decrease or maintain the ultrasonic blade temperature). In one aspect, the control circuit continues to monitor the collagen transformation temperature. Alternatively, in the aspect depicted in Figure 65, if the transition temperature has not been reached, then the process 130300 proceeds along the NO branch and the control circuit maintains 130310 load control of the clamping arm 1140 and monitors the rate of changing the displacement of the clamping arm to determine when the next transition point (e.g., the elastin transition point) will occur for the clamped tissue. The control circuit may do this to, for example, prevent the tissue temperature from rising beyond the elastin transformation temperature.

[00565] Será reconhecido que a transformação do colágeno deve ser constante para um dado fluxo de calor (45°C a 50°C). Será reconhecido também que o controle de carga do braço de aperto 1140 pode, em alguns casos, fornecer a melhor vedação para tipos específicos de tecidos (por exemplo, vasos). Durante o período de tempo em que a transformação do colágeno estiver ocorrendo, a temperatura do tecido deve estabilizar conforme o colágeno absorve o calor. O circuito de controle pode ser configurado para modular a taxa na qual os pontos de dados são coletados em torno de uma temperatura ou temperaturas de interesse específicas (por exemplo, temperaturas de transformação). Além disso, o circuito de controle pode ajustar a amplitude do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico para controlar o fluxo de calor gerado pela lâmina ultrassônica 1128 em pontos diferentes no procedimento cirúrgico. Por exemplo, o circuito de controle pode diminuir a amplitude do transdutor ultrassônico durante o período de transformação do colágeno. Como outro exemplo, o circuito de controle pode aumentar a amplitude do transdutor ultrassônico para medir a taxa na qual a temperatura aumenta quando ocorre o joelho de elastina. Será reconhecido que com a aproximação do ponto de joelho de elastina, a taxa de alteração de temperatura diminuirá.[00565] It will be recognized that collagen transformation must be constant for a given heat flow (45°C to 50°C). It will also be recognized that the load control of the clamping arm 1140 may, in some cases, provide the best seal for specific types of tissues (e.g., vessels). During the period of time that collagen transformation is occurring, tissue temperature should stabilize as collagen absorbs heat. The control circuit may be configured to modulate the rate at which data points are collected around a specific temperature or temperatures of interest (e.g., transformation temperatures). Additionally, the control circuit can adjust the amplitude of the ultrasonic transducer drive signal to control the heat flow generated by the ultrasonic blade 1128 at different points in the surgical procedure. For example, the control circuit can decrease the amplitude of the ultrasonic transducer during the collagen transformation period. As another example, the control circuit may increase the amplitude of the ultrasonic transducer to measure the rate at which the temperature increases when elastin knee occurs. It will be recognized that as the elastin knee point approaches, the rate of temperature change will decrease.

[00566] Em um outro aspecto, um algoritmo de controle pode ser configurado para detectar a temperatura de transformação do colágeno para identificar a porcentagem de colágeno/elastina do tecido preso. Conforme discutido acima, o algoritmo de controle pode, então, controlar vários parâmetros operacionais do instrumento cirúrgico de acordo com a composição do tecido preso identificada.[00566] In another aspect, a control algorithm can be configured to detect the collagen transformation temperature to identify the collagen/elastin percentage of the trapped tissue. As discussed above, the control algorithm can then control various operating parameters of the surgical instrument according to the identified trapped tissue composition.

[00567] A Figura 66 é uma representação gráfica 130350 da identificação do ponto da temperatura de transformação do colágeno para identificar a razão de colágeno/elastina, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico vertical 130352 representa a impedância do transdutor ultrassônico, e o eixo geométrico horizontal 130632 representa a temperatura do tecido. O ponto onde ocorre o deslocamento da taxa de alteração da impedância do transdutor ultrassônico corresponde à composição de colágeno/tecido do tecido determinada de forma empírica. Por exemplo, se o deslocamento da taxa de alteração da impedância do transdutor ultrassônico ocorrer na primeira temperatura 130362, então a composição do tecido será de 100% de colágeno. Consequentemente, se o deslocamento da taxa de alteração da impedância do transdutor ultrassônico ocorrer na segunda temperatura 130364, então a composição do tecido será de 100% de elastina. Se o deslocamento da taxa de alteração da impedância do transdutor ultrassônico ocorrer entre a primeira temperatura 130362 e a segunda temperatura 130364, então a composição do tecido será uma mistura de colágeno e elastina.[00567] Figure 66 is a graphical representation 130350 of identifying the collagen transformation temperature point to identify the collagen/elastin ratio, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The vertical axis 130352 represents the impedance of the ultrasonic transducer, and the horizontal axis 130632 represents the tissue temperature. The point where the shift in the rate of change of the ultrasonic transducer impedance occurs corresponds to the empirically determined collagen/tissue composition of the tissue. For example, if the shift in the rate of change of the ultrasonic transducer impedance occurs at the first temperature 130362, then the tissue composition will be 100% collagen. Consequently, if the shift in the rate of change of the ultrasonic transducer impedance occurs at the second temperature 130364, then the composition of the tissue will be 100% elastin. If the shift in the rate of change of the ultrasonic transducer impedance occurs between the first temperature 130362 and the second temperature 130364, then the tissue composition will be a mixture of collagen and elastin.

[00568] A temperatura de transformação do colágeno pode ser usada para identificar diretamente a porcentagem de colágeno/elastina no tecido, e um algoritmo de controle pode ser configurado para ajustar a operação do dispositivo ultrassônico de modo apropriado. Conforme mostrado na Figura 66, uma plotagem 130356 representa a relação empírica entre a impedância do transdutor ultrassônico e a temperatura do tecido. Conforme indicado pela curva 130356, a impedância (Z) do transdutor ultrassônico aumenta linearmente em uma primeira taxa de alteração (coeficiente angular) como função da temperatura (T) na área de contato com o tecido. Na temperatura de transformação do colágeno mostrada no gráfico no ponto 130358, a taxa de alteração da impedância (Z) como função da temperatura (T) diminui para uma segunda taxa de alteração. No ponto 130358 onde o coeficiente angular da plotagem 130356 muda, a razão entre colágeno e elastina pode corresponder a uma temperatura determinada empiricamente 130360 (por exemplo, 85%). Em um aspecto, um circuito de controle ou um processador que executa o algoritmo supracitado pode ser configurado para determinar a temperatura na qual a taxa de impedância do transdutor ultrassônico muda e, então, obter a correspondente composição do tecido (por exemplo, a porcentagem de colágeno, a porcentagem de elastina, ou a razão de colágeno/elastina) de uma memória (por exemplo, uma tabela de consulta).[00568] The collagen transformation temperature can be used to directly identify the percentage of collagen/elastin in the tissue, and a control algorithm can be configured to adjust the operation of the ultrasonic device accordingly. As shown in Figure 66, a 130356 plot represents the empirical relationship between ultrasonic transducer impedance and tissue temperature. As indicated by curve 130356, the impedance (Z) of the ultrasonic transducer increases linearly at a first rate of change (angular coefficient) as a function of the temperature (T) in the tissue contact area. At the collagen transformation temperature shown in the graph at point 130358, the rate of impedance change (Z) as a function of temperature (T) decreases to a second rate of change. At the point 130358 where the slope of the plot 130356 changes, the ratio of collagen to elastin may correspond to an empirically determined temperature 130360 (e.g., 85%). In one aspect, a control circuit or a processor executing the aforementioned algorithm may be configured to determine the temperature at which the impedance ratio of the ultrasonic transducer changes and then obtain the corresponding tissue composition (e.g., the percentage of collagen, the percentage of elastin, or the collagen/elastin ratio) from a memory (e.g., a lookup table).

[00569] A Figura 67 é um diagrama de fluxo de um processo 130450 para identificar a composição de um tecido de acordo com a alteração na impedância do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O processo 130450 pode ser executado por um circuito de controle ou um processador situados, por exemplo, no instrumento cirúrgico ou no gerador. Consequentemente, o circuito de controle 130452 monitora a impedância (Z) do transdutor ultrassônico como função da temperatura (T). Conforme anteriormente descrito, a temperatura (T) na interface entre o tecido e a lâmina ultrassônica pode ser inferida pelos algoritmos aqui descritos. O circuito de controle determina 130454 a taxa de alteração da impedância ΔZ/ΔT do transdutor ultrassônico. À medida que a temperatura na interface entre a lâmina ultrassônica e o tecido aumenta, a impedância (Z) aumenta linearmente em uma primeira taxa, conforme mostrado na Figura 66. Com isso, o circuito de controle determina 130456 se o coeficiente angular ΔZ/ΔT mudou (por exemplo, diminuiu). Se o coeficiente angular ΔZ/ΔT não mudou, então o processo 130450 prossegue ao longo da ramificação NÃO e continua a determinar 130454 o coeficiente angular ΔZ/ΔT. Se o coeficiente angular ΔZ/ΔT mudou, o circuito de controle 130458 determina que a temperatura de transição do colágeno foi atingida.[00569] Figure 67 is a flow diagram of a process 130450 for identifying the composition of a tissue according to the change in the impedance of the ultrasonic transducer, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. Process 130450 may be performed by a control circuit or processor located, for example, in the surgical instrument or generator. Consequently, the 130452 control circuit monitors the impedance (Z) of the ultrasonic transducer as a function of temperature (T). As previously described, the temperature (T) at the interface between the tissue and the ultrasonic blade can be inferred by the algorithms described here. The control circuit determines 130454 the rate of change of the impedance ΔZ/ΔT of the ultrasonic transducer. As the temperature at the interface between the ultrasonic blade and the tissue increases, the impedance (Z) increases linearly at a first rate, as shown in Figure 66. With this, the control circuit determines 130456 whether the angular coefficient ΔZ/ΔT changed (e.g. decreased). If the slope ΔZ/ΔT has not changed, then the process 130450 proceeds along the NO branch and continues to determine 130454 the slope ΔZ/ΔT. If the slope ΔZ/ΔT has changed, the 130458 control circuit determines that the collagen transition temperature has been reached.

[00570] A razão entre elastina e colágeno pode ser determinada mediante o monitoramento do ponto de transformação de colágeno do tecido e a comparação do ponto de transformação do colágeno detectado com uma tabela de consulta. A tabela de consulta pode ser armazenada na memória (por exemplo, memória 3326 da Figura 31) e contém a razão entre elastina e colágeno e um ponto de transformação do colágeno correspondente para uma razão específica determinada empiricamente.[00570] The ratio of elastin to collagen can be determined by monitoring the collagen transformation point of the tissue and comparing the detected collagen transformation point with a look-up table. The look-up table may be stored in memory (e.g., memory 3326 of Figure 31) and contains the ratio of elastin to collagen and a corresponding collagen transformation point for a specific empirically determined ratio.

Ajuste da força do braço de aperto de acordo com a localização do tecidoAdjusting the force of the clamping arm according to the location of the fabric

[00571] Em vários aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar a localização de um tecido dentro de ou em relação a um atuador de extremidade, e ajustar a força do braço de aperto de modo apropriado. Em um aspecto, o tecido pode ser identificado ou parametrizado mediante a medição da carga da força de compressão sobre o braço de aperto e da posição do tecido dentro da garra, por exemplo, o local ao longo do comprimento da lâmina ultrassônica onde o tecido está situado. Em um aspecto, o tempo até a carga inicial medida sobre o braço de aperto é medido, e então é medida a taxa de compressão sobre o tecido para determinar a compressibilidade do tecido em função da quantidade de tecido situado ao longo do comprimento da garra. A taxa de alteração da posição do atuador do braço de aperto é monitorada no modo de controle de carga como uma forma de determinar a compressibilidade do tecido e, portanto, o tipo de tecido/estado da doença.[00571] In various aspects, a control algorithm can be configured to determine the location of a tissue within or relative to an end actuator, and adjust the force of the clamping arm accordingly. In one aspect, the tissue can be identified or parameterized by measuring the compression force load on the gripping arm and the position of the tissue within the gripper, e.g., the location along the length of the ultrasonic blade where the tissue is located. placed on. In one aspect, the time to initial load measured on the gripper arm is measured, and then the rate of compression on the tissue is measured to determine the compressibility of the tissue as a function of the amount of tissue located along the length of the gripper. The rate of change of grip arm actuator position is monitored in load control mode as a way to determine tissue compressibility and therefore tissue type/disease status.

[00572] A Figura 68 é uma representação gráfica 130500 da distribuição da carga de compressão ao longo de uma lâmina ultrassônica 130404, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico vertical 130502 representa a força aplicada ao tecido pelo braço de aperto 1140, e o eixo geométrico horizontal 130504 representa a posição. A lâmina ultrassônica 130404 é dimensionada de modo que haja nós e antinós periódicos que ocorrem ao longo do comprimento da lâmina. A localização dos nós/antinós é determinada pelo comprimento de onda do deslocamento ultrassônico induzido na lâmina ultrassônica 130404 pelo transdutor ultrassônico. O transdutor ultrassônico é acionado por um sinal elétrico de amplitude e frequência adequadas. Como é conhecido na técnica, um nó é um ponto de deslocamento mínimo ou zero da lâmina ultrassônica 130404 e um antinó é um ponto de deslocamento máximo da lâmina ultrassônica 130404.[00572] Figure 68 is a graphical representation 130500 of the distribution of compression load along an ultrasonic blade 130404, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The vertical axis 130502 represents the force applied to the fabric by the clamping arm 1140, and the horizontal axis 130504 represents the position. The 130404 ultrasonic blade is sized so that there are periodic nodes and antinodes that occur along the length of the blade. The location of the nodes/antinodes is determined by the wavelength of the ultrasonic displacement induced in the ultrasonic blade 130404 by the ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is driven by an electrical signal of suitable amplitude and frequency. As is known in the art, a node is a point of minimum or zero displacement of the ultrasonic blade 130404 and an antinode is a point of maximum displacement of the ultrasonic blade 130404.

[00573] Na representação gráfica 130500, a lâmina ultrassônica 130404 é representada de modo que os nós e antinós fiquem alinhados com sua posição correspondente ao longo do eixo geométrico horizontal 130504. A representação gráfica 130500 inclui uma primeira plotagem 130506 e uma segunda plotagem 130508. Conforme representado por qualquer uma das curvas 130506, 130508, a força de compressão aplicada à lâmina ultrassônica 130404 diminui exponencialmente de uma extremidade proximal da lâmina ultrassônica 130404 para uma extremidade distal da lâmina ultrassônica 130404. Dessa forma, o tecido 130410 situado na extremidade distal da lâmina ultrassônica 130404 é submetido a uma força de compressão muito menor em comparação com o tecido 130410 situado mais próximo à extremidade proximal da lâmina ultrassônica 130404. A primeira plotagem 130506 pode representar um fechamento padrão do braço de aperto 1140 onde a força resultante aplicada ao tecido distal 130410 é representada como F1. De modo geral, a quantidade de força aplicada pelo braço de aperto 1140 ao tecido 130410 não pode ser amplamente aumentada arbitrariamente porque, em tal caso, uma quantidade excessiva de força poderia ser aplicada ao tecido 130410 situado proximalmente ao longo da lâmina ultrassônica 130404. No entanto, mediante o monitoramento da localização do tecido 130410 ao longo da lâmina ultrassônica 130404 (por exemplo, conforme discutido acima sob o título "Determinação da localização do tecido através da alteração da impedância" e conforme discutido abaixo sob o título "Determinação da localização do tecido através da continuidade entre eletrodos"), um algoritmo de controle pode amplificar a força aplicada ao tecido 130410 pelo braço de aperto 1140 em situações em que o tecido 130410 está localizado somente na extremidade distal da lâmina ultrassônica 130404, como na situação mostrada na Figura 68. Por exemplo, a segunda plotagem 130508 pode representar um fechamento modificado do braço de aperto 1140 sendo que o algoritmo de controle determina que o tecido 130410 está situado somente na extremidade distal da lâmina ultrassônica 130404 e, de modo correspondente, aumenta a força aplicada ao tecido distal 130410 pelo braço de aperto 1140 para um valor F2 (F2 > F1).[00573] In the graphical representation 130500, the ultrasonic blade 130404 is represented so that the nodes and antinodes are aligned with their corresponding position along the horizontal geometric axis 130504. The graphical representation 130500 includes a first plot 130506 and a second plot 130508. As represented by any of curves 130506, 130508, the compression force applied to the ultrasonic blade 130404 decreases exponentially from a proximal end of the ultrasonic blade 130404 to a distal end of the ultrasonic blade 130404. In this way, the tissue 130410 situated at the distal end of the ultrasonic blade 130404 is subjected to a much lower compression force compared to the tissue 130410 situated closer to the proximal end of the ultrasonic blade 130404. The first plot 130506 may represent a standard closure of the clamping arm 1140 where the resulting force is applied to the tissue distal 130410 is represented as F1. Generally speaking, the amount of force applied by the clamping arm 1140 to the tissue 130410 cannot be arbitrarily greatly increased because, in such a case, an excessive amount of force could be applied to the tissue 130410 situated proximally along the ultrasonic blade 130404. In However, by monitoring the location of tissue 130410 along the ultrasonic sheet 130404 (e.g., as discussed above under the heading "Determining Tissue Location by Changing Impedance" and as discussed below under the heading "Determining Location of Tissue tissue through continuity between electrodes"), a control algorithm may amplify the force applied to the tissue 130410 by the clamping arm 1140 in situations where the tissue 130410 is located only at the distal end of the ultrasonic blade 130404, as in the situation shown in Figure 68. For example, the second plot 130508 may represent a modified closure of the clamping arm 1140 with the control algorithm determining that the tissue 130410 is situated only at the distal end of the ultrasonic blade 130404 and correspondingly increasing the applied force to the distal tissue 130410 by the clamping arm 1140 to a value F2 (F2 > F1).

[00574] A Figura 69 é uma representação gráfica 130520 da pressão aplicada ao tecido em função do tempo, de acordo com um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico vertical 130522 representa a pressão (por exemplo, em N/mm2) aplicada ao tecido, e o eixo geométrico horizontal 130524 representa o tempo. A primeira plotagem 130526 representa uma força de compressão normal ou padrão aplicada ao tecido distal 130410 sem amplificação. Durante um fechamento padrão do braço de aperto 1140, a força de compressão aplicada ao tecido 130410 é mantida em um valor constante após um período de elevação inicial. A segunda plotagem 130528 representa a força de compressão amplificada aplicada ao tecido distal 130410 para compensar a presença de apenas tecido distal 130410. No fechamento modificado do braço de aperto 1140, a pressão é aumentada 130530 em comparação com o fechamento padrão até que eventualmente a força de compressão amplificada retorne 130532 aos níveis normais de compressão para evitar a queima/fusão através do bloco do braço de aperto 1140.[00574] Figure 69 is a graphical representation 130520 of pressure applied to tissue as a function of time, in accordance with an aspect of the present disclosure. The vertical axis 130522 represents the pressure (e.g., in N/mm2) applied to the tissue, and the horizontal axis 130524 represents time. The first plot 130526 represents a normal or standard compression force applied to the distal tissue 130410 without amplification. During a standard closure of the clamping arm 1140, the compression force applied to the fabric 130410 is maintained at a constant value after an initial period of elevation. The second plot 130528 represents the amplified compression force applied to the distal tissue 130410 to compensate for the presence of only distal tissue 130410. In the modified closure of the clamping arm 1140, the pressure is increased 130530 compared to the standard closure until eventually the force of amplified compression return 130532 to normal compression levels to prevent burning/melting through the clamping arm block 1140.

Determinação da localização do tecido através da continuidade entre eletrodosDetermination of tissue location through interelectrode continuity

[00575] Em vários aspectos, um algoritmo de controle pode ser configurado para determinar a localização de um tecido dentro de ou em relação a um atuador de extremidade de acordo com a continuidade elétrica em uma matriz de eletrodos bipolares (isto é, positivos e negativos) posicionados ao longo de uma garra ou garras do atuador de extremidade. A localização do tecido detectável pela matriz de eletrodos bipolares pode corresponder à posição específica do tecido em relação à(s) garra(s) e/ou à porcentagem da(s) garra(s) coberta(s) pelo tecido. Em um aspecto, os eletrodos positivos e negativos estão separados por um espaço físico de modo a estabelecer continuidade elétrica entre os eletrodos quando o tecido liga os eletrodos positivos e negativos. Os eletrodos positivos e negativos são configurados em uma matriz ou arranjo de modo que um processador ou circuito de controle possam ser configurados para detectar onde o tecido está situado entre os eletrodos positivos e negativos mediante o monitoramento ou a varredura da matriz de eletrodos. Em um aspecto, a matriz de eletrodos bipolares pode ser posicionada ao longo de uma garra de um atuador de extremidade. Consequentemente, um circuito de controle ou um processador acoplados à matriz de eletrodos bipolares podem ser configurados para detectar a continuidade elétrica entre eletrodos adjacentes para detectar a presença de tecido contra os mesmos. Em um outro aspecto, a matriz de eletrodos bipolares pode ser posicionada ao longo de garras opostas de um atuador de extremidade. Consequentemente, um circuito de controle ou um processador acoplados à matriz de eletrodos bipolares podem ser configurados para detectar a continuidade elétrica entre as garras opostas para detectar a presença de tecido entre as mesmas.[00575] In various aspects, a control algorithm may be configured to determine the location of a tissue within or relative to an end actuator in accordance with electrical continuity in an array of bipolar electrodes (i.e., positive and negative ) positioned along a jaw or jaws of the end actuator. The location of the tissue detectable by the bipolar electrode array may correspond to the specific position of the tissue relative to the claw(s) and/or the percentage of the claw(s) covered by the tissue. In one aspect, the positive and negative electrodes are separated by a physical space so as to establish electrical continuity between the electrodes when the tissue connects the positive and negative electrodes. The positive and negative electrodes are configured in an array or array so that a processor or control circuit can be configured to detect where tissue is located between the positive and negative electrodes by monitoring or scanning the electrode array. In one aspect, the bipolar electrode array may be positioned along a claw of an end actuator. Accordingly, a control circuit or processor coupled to the bipolar electrode array can be configured to detect electrical continuity between adjacent electrodes to detect the presence of tissue against them. In another aspect, the bipolar electrode array can be positioned along opposing jaws of an end actuator. Accordingly, a control circuit or processor coupled to the bipolar electrode array can be configured to detect electrical continuity between opposing claws to detect the presence of tissue therebetween.

[00576] Determinar qual área superficial da(s) garra(s) é coberta com tecido permite que um algoritmo de controle determine a pressão de coaptação adequada para a quantidade de tecido preso pelo atuador de extremidade e, então, calcule a carga correspondente do braço de aperto. A carga do braço de aperto pode ser expressa em termos de pressão aplicada (por exemplo, 130 a 180 psi) ou força aplicada (por exemplo, 3,5 a 5 lb ou nominalmente 4,5 lb). Em alguns aspectos, a matriz de eletrodos bipolares pode receber potência de um gerador eletrocirúrgico bipolar ou monopolar de RF nos eletrodos positivos e negativos. A saída de energia do gerador pode ser uma variedade de valores constantes, variáveis ou mínimos (por exemplo, 45 W, 35 W ou 5 W), uma função de várias variáveis associadas ao instrumento cirúrgico e/ou ao gerador (por exemplo, amplitude da lâmina ultrassônica ou força do braço de aperto), ou ditada por um algoritmo para controlar o gerador de acordo com sua curva de potência (por exemplo, durante o aumento do gerador).[00576] Determining which surface area of the gripper(s) is covered with tissue allows a control algorithm to determine the appropriate coaptation pressure for the amount of tissue gripped by the end actuator and then calculate the corresponding load of the gripper(s) clamping arm. Clamping arm load can be expressed in terms of applied pressure (e.g., 130 to 180 psi) or applied force (e.g., 3.5 to 5 lb or nominally 4.5 lb). In some aspects, the bipolar electrode array may receive power from a bipolar or monopolar RF electrosurgical generator at the positive and negative electrodes. The power output of the generator may be a range of constant, variable, or minimum values (e.g., 45 W, 35 W, or 5 W), a function of various variables associated with the surgical instrument and/or the generator (e.g., amplitude of ultrasonic blade or clamping arm force), or dictated by an algorithm to control the generator according to its power curve (e.g. during generator boost).

[00577] A Figura 70 ilustra um atuador de extremidade 130400 que inclui uma matriz de eletrodos de garras simples para detectar a localização do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. No aspecto mostrado, o atuador de extremidade 130400 inclui uma primeira garra 130430 que tem uma matriz de eletrodos 130431 dispostos sobre a mesma e uma segunda garra 130432. A matriz de eletrodos 130431 inclui eletrodos 130429 acoplados a uma fonte de energia, como um gerador de RF. O atuador de extremidade 130400 pode incluir um atuador de extremidade para um instrumento cirúrgico ultrassônico em que a segunda garra 130432 é, por exemplo, uma lâmina ultrassônica 1128 (Figura 23), um instrumento eletrocirúrgico, um atuador de extremidade para um instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, e assim por diante. A segunda garra 130432 pode incluir, por exemplo, uma lâmina ultrassônica 1128 (Figura 23) ou uma garra de cooperação de um instrumento eletrocirúrgico ou de grampeamento e corte cirúrgico. No aspecto mostrado, a matriz de eletrodos 130431 inclui 12 eletrodos 130429 dispostos em um padrão conformado genericamente em zigue-zague; no entanto, o número, o formato e a disposição dos eletrodos 130429 na matriz de eletrodos 130431 são meramente para propósitos ilustrativos. Consequentemente, a matriz de eletrodos 130431 pode incluir vários números, formatos e/ou disposições de eletrodos 130429. Por exemplo, o número de eletrodos 130429 pode ser ajustado de acordo com a resolução desejada para detectar a posição do tecido.[00577] Figure 70 illustrates an end actuator 130400 that includes a simple claw electrode array for sensing tissue location, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In the aspect shown, the end actuator 130400 includes a first gripper 130430 that has an electrode array 130431 disposed thereon and a second gripper 130432. The electrode array 130431 includes electrodes 130429 coupled to a power source, such as a power generator. RF. The end actuator 130400 may include an end actuator for an ultrasonic surgical instrument wherein the second claw 130432 is, for example, an ultrasonic blade 1128 (Figure 23), an electrosurgical instrument, an end actuator for a stapling instrument, and surgical cutting, and so on. The second claw 130432 may include, for example, an ultrasonic blade 1128 (Figure 23) or a cooperating claw of an electrosurgical or surgical stapling and cutting instrument. In the aspect shown, the electrode array 130431 includes 12 electrodes 130429 arranged in a generally zigzag shaped pattern; however, the number, shape, and arrangement of electrodes 130429 in electrode array 130431 are for illustrative purposes only. Accordingly, the electrode array 130431 may include various numbers, shapes, and/or arrangements of electrodes 130429. For example, the number of electrodes 130429 may be adjusted according to the desired resolution for detecting tissue position.

[00578] Em um aspecto, a matriz de eletrodos 130431 pode incluir eletrodos 130429 que são separados por um vão físico e se alternam em polaridade ou são acoplados a terminais opostos (isto é, um terminal de alimentação e um terminal de retorno) de uma fonte de energia. Por exemplo, no aspecto mostrado, os eletrodos 130429 de números pares podem ser de uma primeira polaridade (por exemplo, polaridade positiva ou acoplados a um terminal de alimentação de uma fonte de energia), e os eletrodos de números ímpares 130429 podem ser eletrodos de uma segunda polaridade (por exemplo, negativa ou acoplados a um terminal de retorno de uma fonte de energia). Consequentemente, quando o tecido 130410 entra em contato com eletrodos adjacentes 130429, o tecido 130410 liga física e eletricamente os eletrodos bipolares 130429 e permite que a corrente flua entre os mesmos. O fluxo de corrente entre os eletrodos bipolares 130429 pode ser detectado por um algoritmo de controle executado por um circuito de controle ou um processador acoplados à matriz de eletrodos 130431, permitindo, dessa forma, que o circuito de controle ou o processador detectem a presença de tecido 130410.[00578] In one aspect, the electrode array 130431 may include electrodes 130429 that are separated by a physical gap and alternate in polarity or are coupled to opposite terminals (i.e., a supply terminal and a return terminal) of a power supply. For example, in the aspect shown, the even-numbered electrodes 130429 may be of a first polarity (e.g., positive polarity or coupled to a power terminal of a power source), and the odd-numbered electrodes 130429 may be a second polarity (e.g., negative or coupled to a return terminal of a power source). Consequently, when the fabric 130410 comes into contact with adjacent electrodes 130429, the fabric 130410 physically and electrically connects the bipolar electrodes 130429 and allows current to flow therebetween. Current flow between the bipolar electrodes 130429 may be detected by a control algorithm executed by a control circuit or a processor coupled to the electrode array 130431, thereby allowing the control circuit or processor to detect the presence of fabric 130410.

[00579] A detecção de tecido pela matriz de eletrodos 130431 pode ser representada graficamente por uma matriz de ativação. Por exemplo, a Figura 71 ilustra uma matriz de ativação 130550 que indica a posição do tecido 130410 de acordo com a matriz de eletrodos 130431 representada na Figura 70. O eixo geométrico vertical 130554 e o eixo geométrico horizontal 130555 representam os eletrodos 130429 da matriz de eletrodos 130431, onde os números ao longo dos eixos geométricos 130554, 130555 representam os eletrodos 130429 numerados de modo correspondente. As regiões de ativação 130552 indicar onde a continuidade está presente entre os eletrodos correspondentes 130429, isto é, onde o tecido 130410 está presente. Na Figura 70, um tecido 130410 está presente no primeiro, no segundo e no terceiro eletrodos 130429 e, conforme discutido acima, em alguns aspectos, a polaridade dos eletrodos 130429 pode alternar. Consequentemente, há continuidade elétrica entre o primeiro e o segundo eletrodos 130429 e entre o segundo e o terceiro eletrodos 130429. Deve ser observado que, nesse aspecto descrito, não haveria continuidade entre o primeiro e o terceiro eletrodos 130429 porque eles teriam a mesma polaridade. A continuidade entre esses eletrodos 130429 é indicada graficamente pelas regiões de ativação 130552 na matriz de ativação 130550. Deve-se observar também que a região 130553 delimitada pelas regiões de ativação 130552 não é indicada como ativada porque, nesse aspecto descrito, um eletrodo 130429 não pode ter continuidade com ele mesmo. Um algoritmo de controle executado por um circuito de controle ou um processador acoplados à matriz de eletrodos 130431 podem ser configurados para inferir a posição do tecido 130410 no atuador de extremidade 130400 (como as localizações dos eletrodos 130429 seriam conhecidas), a proporção das garras 130430, 130432 do atuador de extremidade 130400 coberta pelo tecido 130410, etc., porque a localização do tecido corresponde aos eletrodos específicos 130429 onde a continuidade elétrica foi estabelecida.[00579] Tissue detection by electrode array 130431 can be represented graphically by an activation matrix. For example, Figure 71 illustrates an activation matrix 130550 that indicates the position of the tissue 130410 according to the electrode array 130431 depicted in Figure 70. The vertical axis 130554 and the horizontal axis 130555 represent the electrodes 130429 of the activation matrix. electrodes 130431, wherein the numbers along the geometric axes 130554, 130555 represent correspondingly numbered electrodes 130429. The activation regions 130552 indicate where continuity is present between the corresponding electrodes 130429, that is, where tissue 130410 is present. In Figure 70, a fabric 130410 is present on the first, second, and third electrodes 130429 and, as discussed above, in some aspects, the polarity of the electrodes 130429 may alternate. Consequently, there is electrical continuity between the first and second electrodes 130429 and between the second and third electrodes 130429. It should be noted that, in this described aspect, there would be no continuity between the first and third electrodes 130429 because they would have the same polarity. Continuity between these electrodes 130429 is indicated graphically by the activation regions 130552 in the activation matrix 130550. It should also be noted that the region 130553 bounded by the activation regions 130552 is not indicated as activated because, in this aspect described, an electrode 130429 does not can continue with itself. A control algorithm executed by a control circuit or a processor coupled to the electrode array 130431 may be configured to infer the position of the tissue 130410 in the end actuator 130400 (as the locations of the electrodes 130429 would be known), the aspect ratio of the grippers 130430 , 130432 of the end actuator 130400 covered by the fabric 130410, etc., because the location of the fabric corresponds to the specific electrodes 130429 where electrical continuity has been established.

[00580] A Figura 72 ilustra um atuador de extremidade 130400 que inclui uma matriz de eletrodos de garras duplas para detectar a localização do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. No aspecto mostrado, o atuador de extremidade 130400 inclui uma primeira garra 130430 que tem uma primeira matriz de eletrodos 130431 dispostos sobre a mesma, e uma segunda garra 130432 que tem uma segunda matriz de eletrodos 130433 disposta sobre a mesma. As matrizes de eletrodos 130431, 130433 incluem, cada uma, eletrodos 130429 acoplados a uma fonte de energia, como um gerador de RF. O atuador de extremidade 130400 pode incluir um atuador de extremidade para um instrumento eletrocirúrgico, um atuador de extremidade para um instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, e assim por diante. Conforme discutido acima, o número, o formato e/ou a disposição dos eletrodos 130429 podem variar em diversos aspectos. Por exemplo, na Figura 75 as matrizes de eletrodos 130431, 130433 são dispostas em padrões retangulares ou de ladrilhos sobrepostos.[00580] Figure 72 illustrates an end actuator 130400 that includes a dual-prong electrode array for detecting tissue location, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In the aspect shown, the end actuator 130400 includes a first gripper 130430 that has a first electrode array 130431 disposed thereon, and a second gripper 130432 that has a second electrode array 130433 disposed thereon. Electrode arrays 130431, 130433 each include electrodes 130429 coupled to a power source, such as an RF generator. The end actuator 130400 may include an end actuator for an electrosurgical instrument, an end actuator for a surgical stapling and cutting instrument, and so on. As discussed above, the number, shape and/or arrangement of electrodes 130429 may vary in several respects. For example, in Figure 75 electrode arrays 130431, 130433 are arranged in overlapping rectangular or tiling patterns.

[00581] Em um aspecto, os eletrodos opostos 130429 nas matrizes de eletrodos 130431, 130433 são separados por um vão físico, e cada matriz de eletrodos 130431, 130433 é de uma polaridade oposta ou está acoplada a um terminal oposto (isto é, um terminal de alimentação e um terminal de retorno) de uma fonte de energia. Por exemplo, no aspecto mostrado, a primeira matriz de eletrodos 130431 pode ser de uma primeira polaridade (por exemplo, polaridade positiva ou acoplada a um terminal de alimentação de uma fonte de energia), e a segunda matriz de eletrodos 130433 pode ser de uma segunda polaridade (por exemplo, negativa ou acoplada a um terminal de retorno de uma fonte de energia). Consequentemente, quando o tecido 130410 entra em contato com um eletrodo 130429 de cada uma das matrizes de eletrodos opostos 130431, 130433, o tecido 130410 liga física e eletricamente os eletrodos bipolares 130429 e permite que a corrente flua entre os mesmos. O fluxo de corrente entre os eletrodos bipolares 130429 pode ser detectado por um algoritmo de controle executado por um circuito de controle ou um processador acoplados às matrizes de eletrodos 130431, 130433, permitindo, dessa forma, que o circuito de controle ou o processador detectem a presença de tecido 130410.[00581] In one aspect, opposing electrodes 130429 in electrode arrays 130431, 130433 are separated by a physical gap, and each electrode array 130431, 130433 is of an opposite polarity or is coupled to an opposite terminal (i.e., a supply terminal and a return terminal) of a power source. For example, in the aspect shown, the first electrode array 130431 may be of a first polarity (e.g., positive polarity or coupled to a power terminal of a power source), and the second electrode array 130433 may be of a second polarity (e.g., negative or coupled to a return terminal of a power source). Consequently, when the fabric 130410 comes into contact with an electrode 130429 of each of the opposing electrode arrays 130431, 130433, the fabric 130410 physically and electrically connects the bipolar electrodes 130429 and allows current to flow therebetween. Current flow between the bipolar electrodes 130429 may be detected by a control algorithm executed by a control circuit or a processor coupled to the electrode arrays 130431, 130433, thereby allowing the control circuit or processor to detect the presence of tissue 130410.

[00582] Conforme discutido acima, uma matriz de ativação pode representar graficamente a presença de tecido. Por exemplo, a Figura 73 ilustra uma matriz de ativação 130556 que indica a posição do tecido 130410 conforme representado na Figura 74. O eixo geométrico vertical 130557 representa os eletrodos 130429 da primeira matriz de eletrodos 130431 e o eixo geométrico horizontal 130558 representa os eletrodos 130429 da segunda matriz de eletrodos 130433, onde os números ao longo dos eixos 130557, 130558 representam os eletrodos 130429 numerados de modo correspondente para cada matriz de eletrodos 130431, 130433. As regiões de ativação 130552 indicar onde a continuidade está presente entre os eletrodos correspondentes 130429, isto é, onde o tecido 130410 está presente. Na Figura 74, um tecido 130410 está posicionado contra o primeiro, o segundo e o terceiro eletrodos 130431a, 130431b, 130431c da primeira matriz de eletrodos 130431 e contra o primeiro, o segundo e o terceiro eletrodos 130433a, 130433b, 130433c da segunda matriz de eletrodos 130433. Consequentemente, há continuidade elétrica entre cada um desses conjuntos de eletrodos das matrizes de eletrodos opostos 130431, 130433 uma vez que a corrente pode fluir entre tais conjuntos de eletrodos opostos. Os eletrodos entre os quais há continuidade devido à posição do tecido preso 130410 são indicados graficamente pelas regiões de ativação 130552 na matriz de ativação 130556 da Figura 73. Adicionalmente, devido ao fato de que o tecido 130410 não está posicionado contra o quarto, o quinto e o sexto eletrodos 130431d, 130431e, 130431f da primeira matriz de eletrodos 130431, e contra o quarto, o quinto e o sexto eletrodos 130433d, 130433e, 130433f da segunda matriz de eletrodos 130433, não há continuidade elétrica entre esses eletrodos. Um algoritmo de controle executado por um circuito de controle ou um processador acoplados às matrizes de eletrodos 130431, 130433 pode ser configurado para inferir a posição do tecido 130410 dentro do atuador de extremidade 130400 (uma vez que as localizações dos eletrodos 130429 seriam conhecidas, conforme indicado na Figura 74), a proporção das garras 130430, 130432 do atuador de extremidade 130400 coberta pelo tecido 130410, etc., porque a localização do tecido corresponde aos eletrodos específicos 130429 onde a continuidade elétrica foi estabelecida. No exemplo mostrado, os eletrodos ativados da primeira e da segunda matrizes de eletrodos 130431, 130433 são os eletrodos 130429 que se sobrepõem e onde há tecido 130410 situado entre os mesmos.[00582] As discussed above, an activation matrix can graphically represent the presence of tissue. For example, Figure 73 illustrates an activation matrix 130556 that indicates the position of tissue 130410 as depicted in Figure 74. The vertical axis 130557 represents electrodes 130429 of the first electrode array 130431 and the horizontal axis 130558 represents electrodes 130429 of the second electrode array 130433, where the numbers along the axes 130557, 130558 represent the correspondingly numbered electrodes 130429 for each electrode array 130431, 130433. The activation regions 130552 indicate where continuity is present between the corresponding electrodes 130429 , that is, where tissue 130410 is present. In Figure 74, a fabric 130410 is positioned against the first, second and third electrodes 130431a, 130431b, 130431c of the first electrode array 130431 and against the first, second and third electrodes 130433a, 130433b, 130433c of the second electrode array. electrodes 130433. Consequently, there is electrical continuity between each such electrode array of opposing electrode arrays 130431, 130433 since current can flow between such opposing electrode arrays. The electrodes between which there is continuity due to the position of the trapped tissue 130410 are graphically indicated by the activation regions 130552 in the activation matrix 130556 of Figure 73. Additionally, due to the fact that the tissue 130410 is not positioned against the fourth, the fifth and the sixth electrodes 130431d, 130431e, 130431f of the first electrode array 130431, and against the fourth, fifth and sixth electrodes 130433d, 130433e, 130433f of the second electrode array 130433, there is no electrical continuity between these electrodes. A control algorithm executed by a control circuit or a processor coupled to the electrode arrays 130431, 130433 may be configured to infer the position of the tissue 130410 within the end actuator 130400 (since the locations of the electrodes 130429 would be known, as per indicated in Figure 74), the proportion of the claws 130430, 130432 of the end actuator 130400 covered by the fabric 130410, etc., because the location of the fabric corresponds to the specific electrodes 130429 where electrical continuity has been established. In the example shown, the activated electrodes of the first and second electrode arrays 130431, 130433 are the electrodes 130429 that overlap and where there is tissue 130410 situated between them.

[00583] Em um outro aspecto, o atuador de extremidade pode ser configurado para transmitir uma pluralidade de sinais ou "pings" em diferentes frequências e a matriz de eletrodos pode ser acoplada a um circuito, incluindo filtros de passagem de banda correspondentes que podem, cada um, detectar um sinal ou sinais de frequência específica através de uma transformada no domínio da frequência. Várias porções do circuito de matriz de eletrodos podem incluir filtros de passagem de banda ajustados para diferentes frequências. Portanto, a localização do tecido preso pelo atuador de extremidade corresponde aos sinais específicos detectados. Os sinais podem ser transmitidos, por exemplo, em uma frequência não terapêutica (por exemplo, frequências acima da faixa de frequências terapêuticas para instrumentos eletrocirúrgicos de RF). O circuito de matriz de eletrodos pode incluir, por exemplo, um circuito flexível.[00583] In another aspect, the end actuator may be configured to transmit a plurality of signals or "pings" at different frequencies and the electrode array may be coupled to a circuit including corresponding band pass filters that may, each, detect a signal or signals of specific frequency through a frequency domain transform. Various portions of the electrode array circuit may include band pass filters tuned to different frequencies. Therefore, the location of the tissue trapped by the end actuator corresponds to the specific signals detected. Signals may be transmitted, for example, at a non-therapeutic frequency (e.g., frequencies above the therapeutic frequency range for RF electrosurgical instruments). The electrode array circuit may include, for example, a flexible circuit.

[00584] A Figura 75 ilustra um atuador de extremidade 130400 que inclui uma primeira garra 130430 com uma primeira matriz de eletrodos segmentados 130431 e uma segunda garra 130432 com uma segunda matriz de eletrodos segmentados 130433, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Adicionalmente, a Figura 76 ilustra um tecido 130410 preso pelo atuador de extremidade 130400, sobrepondo- se à segunda garra 130432. Em um aspecto, a primeira matriz de eletrodos 130431 é configurada para transmitir sinais em várias frequências (por exemplo, frequências não terapêuticas), e a segunda matriz de eletrodos 130433 é configurada para receber os sinais através de um tecido 130410 preso pelo atuador de extremidade 130400 (isto é, quando um tecido 130410 está em contato com ambos as matrizes de eletrodos 130431, 130433). A segunda matriz de eletrodos 130433 pode incluir um circuito segmentado de matriz de eletrodos 130600, conforme mostrado na Figura 77, sendo que cada segmento do circuito inclui um filtro de passagem de banda 130601 acoplado a cada eletrodo 130602 da segunda matriz de eletrodos 130433. Cada filtro de passagem de banda 130601 pode incluir um ou mais capacitores 130604 e um ou mais indutores 130606, sendo que o número, a disposição e os valores dos capacitores 130604 e dos indutores 130606 podem ser selecionados para sincronizar cada filtro de passagem de banda 130601 com uma frequência ou banda de frequência específicas. Como o tecido 130410 funciona como o meio condutor de sinal entre as matrizes de eletrodos 130431, 130433, e diferentes porções da segunda matriz de eletrodos 130433 são ajustadas para detectar sinais de frequências variáveis (através de filtros de passagem de banda 130601 ajustados de modo diferente), um algoritmo de controle executado por um circuito de controle ou um processador acoplados às matrizes de eletrodos 130431, 130433 podem ser configurados para inferir a posição do tecido 130410 com base em quais sinais são detectados. No aspecto mostrado, as matrizes de eletrodos 130431, 130433 incluem seis segmentos de eletrodos 130602 dispostos em um padrão genericamente ladrilhado com um segmento de extremidade semicircular; no entanto, o número, o formato e a disposição dos eletrodos 130602 na matriz de eletrodos 130431, 130433 são meramente para propósitos ilustrativos. Consequentemente, as matrizes de eletrodos 130431, 130433 podem incluir vários números, formatos e/ou disposições de eletrodos 130602. Por exemplo, o número de eletrodos 130602 pode ser ajustado de acordo com a resolução desejada para detectar a posição do tecido.[00584] Figure 75 illustrates an end actuator 130400 that includes a first gripper 130430 with a first segmented electrode array 130431 and a second gripper 130432 with a second segmented electrode array 130433, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. . Additionally, Figure 76 illustrates a tissue 130410 held by the end actuator 130400, overlapping the second gripper 130432. In one aspect, the first electrode array 130431 is configured to transmit signals at various frequencies (e.g., non-therapeutic frequencies). , and the second electrode array 130433 is configured to receive the signals through a tissue 130410 secured by the end actuator 130400 (i.e., when a tissue 130410 is in contact with both electrode arrays 130431, 130433). The second electrode array 130433 may include a segmented electrode array circuit 130600, as shown in Figure 77, wherein each segment of the circuit includes a band pass filter 130601 coupled to each electrode 130602 of the second electrode array 130433. Each bandpass filter 130601 may include one or more capacitors 130604 and one or more inductors 130606, wherein the number, arrangement, and values of capacitors 130604 and inductors 130606 may be selected to synchronize each bandpass filter 130601 with a specific frequency or frequency band. Because tissue 130410 functions as the signal conducting medium between electrode arrays 130431, 130433, and different portions of the second electrode array 130433 are adjusted to detect signals of varying frequencies (through differently adjusted band pass filters 130601 ), a control algorithm executed by a control circuit or a processor coupled to electrode arrays 130431, 130433 may be configured to infer the position of tissue 130410 based on which signals are detected. In the aspect shown, electrode arrays 130431, 130433 include six electrode segments 130602 arranged in a generally tiled pattern with a semicircular end segment; however, the number, shape and arrangement of electrodes 130602 in the electrode array 130431, 130433 are for illustrative purposes only. Accordingly, electrode arrays 130431, 130433 may include various numbers, shapes, and/or arrangements of electrodes 130602. For example, the number of electrodes 130602 may be adjusted according to the desired resolution for detecting tissue position.

[00585] A Figura 78 é uma representação gráfica 130650 da resposta de frequência correspondente ao tecido preso 130410 mostrado na Figura 76, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico vertical 130652 representa a amplitude e o eixo geométrico horizontal 130654 representa a frequência de RF. Em um aspecto, a segunda matriz de eletrodos 130433 inclui um primeiro segmento de circuito de eletrodo 130602a ajustado em uma banda de frequência definida por uma primeira frequência central fS1 (por exemplo, 5 MHz), um segundo segmento de circuito de eletrodo 130602b ajustado em uma banda de frequência definida por uma segunda frequência central fS2 (por exemplo, 10 MHz), um terceiro segmento de circuito de eletrodo 130602c ajustado em uma banda de frequência definida por uma terceira frequência central fS3 (por exemplo, 15 MHz) e um quarto segmento de circuito de eletrodo 130602d ajustado em uma banda de frequência definida por uma quarta frequência central fS4 (por exemplo, 20 MHz). Conforme mostrado na Figura 78, as bandas de frequência de detecção definem uma faixa de frequências de detecção 130658 acima da faixa de frequências terapêuticas 130656 definida por fT1 (por exemplo, 300 kHz) até fT2 (por exemplo, 500 kHz) e/ou uma frequência terapêutica preferencial (por exemplo, 350 kHz). Em um aspecto, as frequências centrais de detecção fS1, fS2, fS3, fS4 na faixa de frequências de detecção 130658 são, cada uma, separadas por um valor de frequência definido (por exemplo, 5 MHz). Adicionalmente, embora a faixa de frequências de detecção 130658 seja mostrada incluindo quatro bandas de frequência de detecção, isso é somente para propósitos ilustrativos. No exemplo mostrado, o tecido preso 130410 está em contato com o segundo, o terceiro e o quarto segmentos de circuito de eletrodo 130602b, 130602c, 130602d. Consequentemente, a resposta de frequência detectada inclui picos 130655b, 130655c, 130655d em cada uma das frequências correspondentes. Um algoritmo de controle poderia, portanto, inferir a posição do tecido 130410 a partir da resposta de frequência detectada, isto é, o circuito de controle pode determinar que o tecido 130410 está posicionado dentro do atuador de extremidade 130400 estando, portanto, em contato com o segundo, o terceiro e o quarto segmentos de circuito de eletrodo 130602b, 130602c, 130602d e não com outros segmentos de circuito. O algoritmo de controle pode, dessa forma, inferir a posição do tecido 130410 em relação às garras 130430, 130432 do atuador de extremidade 130400 e/ou a porcentagem das garras 130430, 130432 em contato com o tecido 130410.[00585] Figure 78 is a graphical representation 130650 of the frequency response corresponding to the trapped tissue 130410 shown in Figure 76, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The vertical axis 130652 represents amplitude and the horizontal axis 130654 represents RF frequency. In one aspect, the second electrode array 130433 includes a first electrode circuit segment 130602a set in a frequency band defined by a first center frequency fS1 (e.g., 5 MHz), a second electrode circuit segment 130602b set at a frequency band defined by a second center frequency fS2 (e.g., 10 MHz), a third electrode circuit segment 130602c set in a frequency band defined by a third center frequency fS3 (e.g., 15 MHz), and a fourth electrode circuit segment 130602d set in a frequency band defined by a fourth center frequency fS4 (e.g., 20 MHz). As shown in Figure 78, the detection frequency bands define a range of detection frequencies 130658 above the range of therapeutic frequencies 130656 defined by fT1 (e.g., 300 kHz) to fT2 (e.g., 500 kHz) and/or a preferred therapeutic frequency (e.g. 350 kHz). In one aspect, the center detection frequencies fS1, fS2, fS3, fS4 in the detection frequency range 130658 are each separated by a defined frequency value (e.g., 5 MHz). Additionally, although the detection frequency range 130658 is shown including four detection frequency bands, this is for illustrative purposes only. In the example shown, the tethered tissue 130410 is in contact with the second, third, and fourth electrode circuit segments 130602b, 130602c, 130602d. Consequently, the detected frequency response includes peaks 130655b, 130655c, 130655d at each of the corresponding frequencies. A control algorithm could therefore infer the position of the fabric 130410 from the detected frequency response, that is, the control circuitry could determine that the fabric 130410 is positioned within the end actuator 130400 and is therefore in contact with the second, third and fourth electrode circuit segments 130602b, 130602c, 130602d and not with other circuit segments. The control algorithm can thus infer the position of the fabric 130410 relative to the claws 130430, 130432 of the end actuator 130400 and/or the percentage of the claws 130430, 130432 in contact with the fabric 130410.

Monitoramento da temperatura da lâmina ultrassónica adaptávelAdaptive ultrasonic blade temperature monitoring

[00586] Em um aspecto, um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser usado para ajustar vários parâmetros operacionais do sistema ultrassônico com base na temperatura da lâmina ultrassônica. Os parâmetros operacionais controlados ou regulados pelo algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável podem incluir, por exemplo, a amplitude da lâmina ultrassônica, o sinal de controle de acionamento do transdutor ultrassônico, a pressão aplicada pelo braço de aperto, etc. O algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser executado por um circuito de controle ou um processador situados no gerador ou no instrumento cirúrgico.[00586] In one aspect, an adaptive ultrasonic blade control algorithm can be used to adjust various operating parameters of the ultrasonic system based on the temperature of the ultrasonic blade. The operating parameters controlled or regulated by the adaptive ultrasonic blade control algorithm may include, for example, the amplitude of the ultrasonic blade, the drive control signal of the ultrasonic transducer, the pressure applied by the clamping arm, etc. The adaptive ultrasonic blade control algorithm may be executed by a control circuit or processor located in the generator or surgical instrument.

[00587] Em um exemplo descrito com mais detalhes abaixo, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável monitora dinamicamente a temperatura da lâmina ultrassônica e ajusta a amplitude da lâmina ultrassônica e/ou o sinal fornecido ao transdutor ultrassônico conforme apropriado. Em outro exemplo descrito com mais detalhes abaixo, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável monitora dinamicamente a temperatura da lâmina ultrassônica e ajusta a pressão do braço de aperto conforme apropriado. O algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode medir a temperatura da lâmina ultrassônica através de várias técnicas, como por meio da análise do espectro de frequências do transdutor ultrassônico, conforme discutido acima sob o título "Inferência da temperatura". Outras técnicas para determinar a temperatura da lâmina ultrassônica empregam imageamento sem contato. Essas e outras técnicas são descritas em detalhes na presente revelação e detalhes adicionais podem ser encontrados no pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES.[00587] In an example described in more detail below, the adaptive ultrasonic blade control algorithm dynamically monitors the temperature of the ultrasonic blade and adjusts the amplitude of the ultrasonic blade and/or the signal provided to the ultrasonic transducer as appropriate. In another example described in more detail below, the adaptive ultrasonic blade control algorithm dynamically monitors the temperature of the ultrasonic blade and adjusts the clamping arm pressure as appropriate. The adaptive ultrasonic blade control algorithm can measure the temperature of the ultrasonic blade through various techniques, such as by analyzing the frequency spectrum of the ultrasonic transducer, as discussed above under the heading "Temperature Inference". Other techniques for determining ultrasonic blade temperature employ non-contact imaging. These and other techniques are described in detail in the present disclosure and additional details can be found in US provisional patent application No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES.

Ajuste de parâmetros do sistema ultrassónico de acordo com a temperaturaAdjustment of ultrasonic system parameters according to temperature

[00588] Em um aspecto, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser usado para ajustar os parâmetros operacionais do sistema ultrassônico com base na temperatura da lâmina ultrassônica. Conforme discutido acima sob o título "Inferência da temperatura", a frequência natural da lâmina/transdutor ultrassônico varia com a temperatura e, dessa forma, a temperatura da lâmina ultrassônica pode ser inferida a partir do ângulo de fase entre os sinais de tensão e de corrente aplicados para acionar o transdutor ultrassônico. Adicionalmente, a temperatura da lâmina ultrassônica corresponde à temperatura do tecido. Em alguns aspectos, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para detectar a temperatura da lâmina ultrassônica e modular os parâmetros operacionais do instrumento cirúrgico de acordo com de temperatura. Os parâmetros operacionais podem incluir, por exemplo, a frequência do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico, a amplitude da lâmina ultrassônica (que pode, por exemplo, corresponder à magnitude ou amplitude da corrente elétrica fornecida ao transdutor ultrassônico), a pressão aplicada pelo braço de aperto, e assim por diante. O algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser executado por um circuito de controle ou um processador situados no gerador ou no instrumento cirúrgico.[00588] In one aspect, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be used to adjust the operating parameters of the ultrasonic system based on the temperature of the ultrasonic blade. As discussed above under the heading "Temperature Inference", the natural frequency of the ultrasonic blade/transducer varies with temperature and thus the temperature of the ultrasonic blade can be inferred from the phase angle between the voltage and temperature signals. current applied to drive the ultrasonic transducer. Additionally, the temperature of the ultrasonic blade corresponds to the temperature of the tissue. In some aspects, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to detect the temperature of the ultrasonic blade and modulate the operating parameters of the surgical instrument accordingly. Operating parameters may include, for example, the frequency of the ultrasonic transducer drive signal, the amplitude of the ultrasonic blade (which may, for example, correspond to the magnitude or amplitude of the electrical current supplied to the ultrasonic transducer), the pressure applied by the arm tightening, and so on. The adaptive ultrasonic blade control algorithm may be executed by a control circuit or processor located in the generator or surgical instrument.

[00589] Consequentemente, em um aspecto, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável detecta a frequência de ressonância da lâmina ultrassônica, conforme descrito anteriormente sob o título "Inferência da temperatura", e, então, monitora a frequência de ressonância ao longo do tempo para detectar um deslocamento modal na forma de onda da frequência de ressonância. Um deslocamento na forma de onda ressonante pode ser correlacionado com a ocorrência de uma alteração no sistema, como um aumento da temperatura da lâmina ultrassônica. Em alguns aspectos, um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para ajustar a amplitude do sinal de acionamento ultrassônico, e, portanto, a amplitude do deslocamento da lâmina ultrassônica, para medir a temperatura do tecido. Em outros aspectos, um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para controlar a amplitude do sinal de acionamento ultrassônico, e, portanto, a amplitude do deslocamento da lâmina ultrassônica, de acordo com a temperatura da lâmina ultrassônica e/ou do tecido para manter a temperatura da lâmina ultrassônica e/ou do tecido em um valor predefinido ou dentro de limites predefinidos (por exemplo, para permitir que a lâmina ultrassônica esfrie se sua temperatura estiver se tornando muito alta). Em ainda outros aspectos, um algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para modular a energia de RF e a forma de onda de um instrumento eletrocirúrgico para, por exemplo, minimizar o excesso de temperatura ou alterar o fluxo de calor da lâmina ultrassônica, com base na impedância do tecido, na temperatura do tecido e/ou na temperatura da lâmina ultrassônica. Mais detalhes sobre essas e outras funções foram descritos com referência às Figuras 95 a 100, por exemplo.[00589] Accordingly, in one aspect, the adaptive ultrasonic blade control algorithm detects the resonance frequency of the ultrasonic blade, as previously described under the heading "Temperature Inference", and then monitors the resonance frequency along the time to detect a modal shift in the resonant frequency waveform. A shift in the resonant waveform can be correlated with the occurrence of a change in the system, such as an increase in the temperature of the ultrasonic blade. In some aspects, an adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to adjust the amplitude of the ultrasonic drive signal, and therefore the amplitude of displacement of the ultrasonic blade, to measure tissue temperature. In other aspects, an adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to control the amplitude of the ultrasonic drive signal, and therefore the amplitude of displacement of the ultrasonic blade, according to the temperature of the ultrasonic blade and/or the tissue. to maintain the temperature of the ultrasonic blade and/or tissue at a predefined value or within predefined limits (e.g., to allow the ultrasonic blade to cool if its temperature is becoming too high). In still other aspects, an adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to modulate the RF energy and waveform of an electrosurgical instrument to, for example, minimize excess temperature or alter the heat flow of the ultrasonic blade. , based on tissue impedance, tissue temperature, and/or ultrasonic blade temperature. More details about these and other functions have been described with reference to Figures 95 to 100, for example.

[00590] A Figura 79 é uma representação gráfica 130700 da frequência do sistema de transdutor ultrassônico como função da frequência de acionamento e do desvio de temperatura da lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico horizontal 130704 representa a frequência de acionamento (por exemplo, em Hz) aplicada ao sistema ultrassônico (por exemplo, o transdutor ultrassônico e/ou a lâmina ultrassônica), e o eixo geométrico vertical 130702 representa o ângulo de fase da impedância resultante (por exemplo, em rads). A primeira plotagem 130706 representa uma forma de onda ressonante característica do sistema ultrassônico à temperatura ambiente ou normal. Como pode ser visto na primeira plotagem 130706, o sistema ultrassônico está em fase quando acionado na frequência de excitação fe (porque o ângulo de fase da impedância é igual ou está próximo a 0 rad). Consequentemente, fe representa a frequência de ressonância do sistema ultrassônico à temperatura ambiente. A segunda plotagem 130708 representa uma forma de onda característica do sistema ultrassônico após a elevação da temperatura do sistema ultrassônico. Conforme indicado na Figura 79, conforme a temperatura do sistema ultrassônico aumenta, a forma de onda característica (representada pela primeira plotagem 130706) da lâmina ultrassônica e do transdutor ultrassônico se desloca para a esquerda, por exemplo, para uma faixa de frequências mais baixa. Devido ao deslocamento na forma de onda da frequência do sistema ultrassônico, o mesmo não está mais em fase quando acionado na frequência de excitação fe. Em vez disso, a frequência de ressonância se deslocou para um valor mais baixo que f‘e. Portanto, um circuito de controle acoplado ao sistema ultrassônico pode detectar ou inferir a mudança de temperatura no sistema ultrassônico mediante a detecção da variação na frequência de ressonância do sistema ultrassônico e/ou mediante detecção de quando o sistema ultrassônico está fora de fase quando acionado em uma frequência de ressonância previamente estabelecida.[00590] Figure 79 is a graphical representation 130700 of the frequency of the ultrasonic transducer system as a function of the drive frequency and temperature deviation of the ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The horizontal axis 130704 represents the drive frequency (e.g., in Hz) applied to the ultrasonic system (e.g., the ultrasonic transducer and/or the ultrasonic blade), and the vertical axis 130702 represents the phase angle of the resulting impedance (e.g. in rads). The first plot 130706 represents a resonant waveform characteristic of the ultrasonic system at room or normal temperature. As can be seen in the first plot 130706, the ultrasonic system is in phase when driven at the excitation frequency fe (because the impedance phase angle is equal to or close to 0 rad). Consequently, fe represents the resonance frequency of the ultrasonic system at room temperature. The second plot 130708 represents a characteristic waveform of the ultrasonic system after increasing the temperature of the ultrasonic system. As indicated in Figure 79, as the temperature of the ultrasonic system increases, the characteristic waveform (represented by the first plot 130706) of the ultrasonic blade and ultrasonic transducer shifts to the left, for example, to a lower frequency range. Due to the shift in the frequency waveform of the ultrasonic system, it is no longer in phase when activated at the excitation frequency fe. Instead, the resonance frequency has shifted to a value lower than f‘e. Therefore, a control circuit coupled to the ultrasonic system can detect or infer the temperature change in the ultrasonic system by detecting the variation in the resonance frequency of the ultrasonic system and/or by detecting when the ultrasonic system is out of phase when activated in a previously established resonance frequency.

[00591] De modo correspondente, em alguns aspectos, um circuito de controle acoplado ao sistema ultrassônico pode ser configurado para controlar o sinal de acionamento aplicado ao sistema ultrassônico pelo gerador de acordo com a temperatura do sistema ultrassônico inferida para manter o sistema ultrassônico em fase. Manter o sistema ultrassônico em fase pode ser uma técnica usada para, por exemplo, controlar a temperatura do sistema ultrassônico. Conforme discutido acima, a frequência de ressonância na qual os sinais de tensão e de corrente estão em fase muda de fe (por exemplo, 55,5 kHz) à temperatura normal para f‘e conforme a temperatura da lâmina ultrassônica e/ou do transdutor ultrassônico aumenta. Portanto, conforme a temperatura do sistema ultrassônico aumenta, um circuito de controle pode controlar o gerador para alterar a frequência na qual o sistema ultrassónico é acionado de fe para f‘e para manter o sistema ultrassônico em fase com o sinal de acionamento do gerador. Para uma descrição adicional dos algoritmos de controle de lâminas ultrassônicas adaptáveis, consulte a descrição associada às Figuras 43A a 54 mencionadas anteriormente neste documento.[00591] Correspondingly, in some aspects, a control circuit coupled to the ultrasonic system may be configured to control the drive signal applied to the ultrasonic system by the generator in accordance with the inferred temperature of the ultrasonic system to maintain the ultrasonic system in phase . Keeping the ultrasonic system in phase can be a technique used to, for example, control the temperature of the ultrasonic system. As discussed above, the resonant frequency at which the voltage and current signals are in phase changes from fe (e.g., 55.5 kHz) at normal temperature to f'e depending on the temperature of the ultrasonic blade and/or transducer. ultrasonic increases. Therefore, as the temperature of the ultrasonic system increases, a control circuit can control the generator to change the frequency at which the ultrasonic system is driven from fe to f' and to keep the ultrasonic system in phase with the generator drive signal. For a further description of the adaptive ultrasonic blade control algorithms, see the description associated with Figures 43A through 54 mentioned earlier in this document.

[00592] A Figura 80 é uma representação gráfica 130750 da temperatura do transdutor ultrassônico como função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. O eixo geométrico vertical 130752 representa a temperatura do transdutor ultrassônico, e o eixo geométrico horizontal 130754 representa o tempo. Em um aspecto, à medida que a temperatura do transdutor ultrassônico (representada pela plotagem 130756) satisfaz ou excede um limiar de temperatura T1, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável controla o transdutor ultrassônico para manter a temperatura do transdutor ultrassônico em um valor igual ou menor que o limiar de temperatura T1. O algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode controlar a temperatura do transdutor ultrassônico, por exemplo, modulando a potência e/ou o sinal de acionamento aplicados ao transdutor ultrassônico. Uma descrição adicional de algoritmos e técnicas para controlar a temperatura de uma lâmina/transdutor ultrassônicos pode ser encontrada sob os títulos "Circuito de controle de retroinformação" e "Algoritmo de vedação ultrassônica com controle de temperatura" na presente descrição, e no pedido de patente provisório US n° 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, depositado em 8 de março de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência.[00592] Figure 80 is a graphical representation 130750 of the temperature of the ultrasonic transducer as a function of time, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The vertical axis 130752 represents the temperature of the ultrasonic transducer, and the horizontal axis 130754 represents time. In one aspect, as the temperature of the ultrasonic transducer (represented by plot 130756) meets or exceeds a temperature threshold T1, the adaptive ultrasonic blade control algorithm controls the ultrasonic transducer to maintain the temperature of the ultrasonic transducer at an equal value or lower than the T1 temperature threshold. The adaptive ultrasonic blade control algorithm can control the temperature of the ultrasonic transducer, for example, by modulating the power and/or drive signal applied to the ultrasonic transducer. A further description of algorithms and techniques for controlling the temperature of an ultrasonic blade/transducer can be found under the headings "Feedback Control Circuit" and "Temperature Controlled Ultrasonic Sealing Algorithm" in the present disclosure, and in the patent application provisional US No. 62/640,417, entitled TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, filed on March 8, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

[00593] A Figura 81 é uma representação gráfica do deslocamento modal da frequência de ressonância com base na temperatura da lâmina ultrassônica variando a frequência de ressonância como função da temperatura da lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. No primeiro gráfico 130800, o eixo geométrico vertical 130802 representa a alteração na frequência de ressonância (Δf), e o eixo geométrico horizontal 130804 representa a frequência de acionamento do transdutor ultrassônico do gerador. No segundo, terceiro e quarto gráficos 130810, 130820, 130830, os eixos geométricos verticais 130812, 130822, 130832 representam,respectivamente, a frequência (f), a corrente (I) e a temperatura (T), e os eixos geométricos horizontais 130814, 130824, 130834 representam o tempo (t). O primeiro gráfico 130810 representa o deslocamento de frequência do sistema ultrassônico devido à mudança de temperatura. O segundo gráfico 130820 representa a corrente no transdutor ultrassônico, ou o ajuste de amplitude, para manter a frequência e a temperatura estáveis. O terceiro gráfico 130830 representa a alteração da temperatura do tecido e/ou do sistema ultrassônico. Os gráficos 130800, 130810, 130820, 130830 demostram em conjunto o funcionamento de um algoritmo de controle configurado para controlar a temperatura de um sistema ultrassônico.[00593] Figure 81 is a graphical representation of the modal shift of the resonance frequency based on the temperature of the ultrasonic blade by varying the resonance frequency as a function of the temperature of the ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. In the first graph 130800, the vertical geometric axis 130802 represents the change in resonance frequency (Δf), and the horizontal geometric axis 130804 represents the drive frequency of the generator's ultrasonic transducer. In the second, third and fourth graphs 130810, 130820, 130830, the vertical geometric axes 130812, 130822, 130832 represent, respectively, frequency (f), current (I) and temperature (T), and the horizontal geometric axes 130814 , 130824, 130834 represent time (t). The first graph 130810 represents the frequency shift of the ultrasonic system due to temperature change. The second graph 130820 represents the current in the ultrasonic transducer, or the amplitude adjustment, to keep the frequency and temperature stable. The third graph 130830 represents the change in the temperature of the tissue and/or the ultrasonic system. Graphs 130800, 130810, 130820, 130830 together demonstrate the operation of a control algorithm configured to control the temperature of an ultrasonic system.

[00594] O algoritmo de controle pode ser configurado para controlar o sistema ultrassônico (por exemplo, o transdutor ultrassônico e/ou a lâmina ultrassônica) quando a temperatura do sistema ultrassônico se aproxima de um limiar de temperatura T1. Em um aspecto, o algoritmo de controle pode ser configurado para determinar que o limiar de temperatura T1 está se aproximando ou foi alcançado, dependendo se a frequência de ressonância do sistema ultrassônico diminuiu por um limiar ΔfR. Conforme indicado pelo primeiro gráfico 130800, a alteração no limiar de frequência ΔfR correspondente ao limiar de temperatura T1 pode, por sua vez, ser uma função da frequência de acionamento fD do sistema ultrassônico (conforme representado pela plotagem 130806). Conforme indicado pelo segundo gráfico 130810 e pelo quarto gráfico 130830, à medida que a temperatura do tecido e/ou da lâmina ultrassônica aumenta (como representado pela plotagem da temperatura 130836), a frequência de ressonância diminui de modo correspondente (como representado pela plotagem da frequência 130816). Conforme a plotagem da temperatura 130836 se aproxima de um limiar de temperatura T1 (por exemplo, 130 °C) no tempo t1, a frequência de ressonância cai de f1 para f2, fazendo com que a frequência de ressonância alcance o limiar de alteração de frequência ΔfR do algoritmo de controle, e fazendo, assim, com que o algoritmo de controle atue para estabilizar a temperatura do sistema ultrassônico. Monitorando a alteração na frequência de ressonância do sistema ultrassônico, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode monitorar a temperatura do sistema ultrassônico. Adicionalmente, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para ajustar (por exemplo, diminuir) a corrente elétrica aplicada ao transdutor ultrassônico ou de outro modo ajustar a amplitude da lâmina ultrassônica (representada pela plotagem da corrente 130826) para estabilizar a temperatura do tecido e/ou da lâmina ultrassônica e/ou a frequência de ressonância quando a temperatura for igual ou exceder o limiar de temperatura T1.[00594] The control algorithm can be configured to control the ultrasonic system (e.g., the ultrasonic transducer and/or the ultrasonic blade) when the temperature of the ultrasonic system approaches a temperature threshold T1. In one aspect, the control algorithm can be configured to determine that the temperature threshold T1 is approaching or has been reached, depending on whether the resonance frequency of the ultrasonic system has decreased by a threshold ΔfR. As indicated by the first plot 130800, the change in frequency threshold ΔfR corresponding to the temperature threshold T1 may in turn be a function of the drive frequency fD of the ultrasonic system (as represented by plot 130806). As indicated by the second graph 130810 and the fourth graph 130830, as the temperature of the tissue and/or the ultrasonic sheet increases (as represented by the temperature plot 130836), the resonance frequency correspondingly decreases (as represented by the plot of frequency 130816). As the temperature plot 130836 approaches a temperature threshold T1 (e.g., 130 °C) at time t1, the resonance frequency drops from f1 to f2, causing the resonance frequency to reach the frequency change threshold ΔfR of the control algorithm, and thus causing the control algorithm to act to stabilize the temperature of the ultrasonic system. By monitoring the change in the resonance frequency of the ultrasonic system, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can monitor the temperature of the ultrasonic system. Additionally, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to adjust (e.g., decrease) the electrical current applied to the ultrasonic transducer or otherwise adjust the amplitude of the ultrasonic blade (represented by the current plot 130826) to stabilize the temperature. of the tissue and/or the ultrasonic blade and/or the resonance frequency when the temperature is equal to or exceeds the T1 temperature threshold.

[00595] Em outro aspecto, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para ajustar (por exemplo, diminuir) a pressão aplicada pelo braço de aperto ao tecido quando a temperatura for igual ou exceder o limiar de temperatura T1. Em vários outros aspectos, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para ajustar uma variedade de outros parâmetros operacionais associados ao sistema ultrassônico de acordo com a temperatura. Em um outro aspecto, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para monitorar múltiplos limiares de temperatura. Por exemplo, um segundo limiar de temperatura T2 pode representar, por exemplo, uma temperatura de fusão ou de falha do braço de aperto. Consequentemente, o algoritmo de controle de lâmina ultrassônica adaptável pode ser configurado para atuar de modo similar ou diferente com base no limiar específico de temperatura que foi atingido ou excedido.[00595] In another aspect, the adaptive ultrasonic blade control algorithm may be configured to adjust (e.g., decrease) the pressure applied by the clamping arm to the tissue when the temperature equals or exceeds the temperature threshold T1. In various other aspects, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to adjust a variety of other operating parameters associated with the ultrasonic system according to temperature. In another aspect, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to monitor multiple temperature thresholds. For example, a second temperature threshold T2 may represent, for example, a melting or failure temperature of the clamping arm. Consequently, the adaptive ultrasonic blade control algorithm can be configured to act similarly or differently based on the specific temperature threshold that has been reached or exceeded.

[00596] Em vários aspectos, o imageamento sem contato pode ser usado para determinar a temperatura da lâmina ultrassônica em adição a ou no lugar das técnicas supracitadas. Por exemplo, a termografia por ondas curtas pode ser usada para medir a temperatura de lâmina ultrassônica por imageamento da lâmina a partir do piso circundante estacionário com o uso de um sensor de imageamento CMOS. O monitoramento termográfico sem contato do guia de ondas ultrassônico ou da temperatura da lâmina ultrassônica pode ser usado para controlar a temperatura do tecido. Em outros aspectos, o imageamento sem contato pode ser usado para determinar as condições de superfície e acabamento da lâmina ultrassônica para melhorar a temperatura do tecido e/ou da lâmina ultrassônica através de técnicas de detecção de infravermelho (IV) próximo.[00596] In several aspects, non-contact imaging can be used to determine the temperature of the ultrasonic sheet in addition to or in place of the aforementioned techniques. For example, shortwave thermography can be used to measure ultrasonic blade temperature by imaging the blade from the surrounding stationary floor using a CMOS imaging sensor. Non-contact thermographic monitoring of ultrasonic waveguide or ultrasonic blade temperature can be used to control tissue temperature. In other aspects, non-contact imaging can be used to determine the surface and finish conditions of the ultrasonic sheet to improve the temperature of the tissue and/or the ultrasonic sheet through near-infrared (IR) detection techniques.

Determinação do estado das garrasDetermination of the state of the claws

[00597] Um desafio de aplicação de energia ultrassônica é que a acústica ultrassônica aplicada nos materiais errados ou no tecido errado pode resultar em falhas do dispositivo, por exemplo, queima completa do bloco de braço de aperto ou quebra da lâmina ultrassônica. É desejável, também, detectar o que está situado nas garras de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico e o estado das garras sem incluir sensores adicionais nas garras. Instalar sensores nas garras de um atuador de extremidade ultrassônico constitui desafios de confiabilidade, custo e complexidade.[00597] One challenge of applying ultrasonic energy is that ultrasonic acoustics applied to the wrong materials or the wrong tissue can result in device failures, for example, complete burnout of the clamping arm block or breakage of the ultrasonic blade. It is also desirable to detect what is located in the jaws of an end actuator of an ultrasonic device and the state of the jaws without including additional sensors in the jaws. Installing sensors in the jaws of an ultrasonic end actuator poses reliability, cost, and complexity challenges.

[00598] Técnicas de algoritmos de lâminas inteligentes de espectroscopia ultrassônica podem ser empregadas para estimar o estado da garra (queima completa do bloco de braço de aperto, grampos, lâmina quebrada, presença de osso na garra, presença de tecido na garra, corte retrógrado com a garra fechada, etc.) com base na impedância de um transdutor ultrassónico configuradopara acionar uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A impedância Zg(t), a magnitude |Z| e a fase ^ são plotadas como função da frequência f.[00598] Ultrasonic spectroscopy smart blade algorithm techniques can be employed to estimate the state of the claw (complete burnout of the gripping arm block, staples, broken blade, presence of bone in the claw, presence of tissue in the claw, retrograde cutting with clamp closed, etc.) based on impedance of an ultrasonic transducer configured to drive an ultrasonic blade, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The impedance Zg(t), the magnitude |Z| and phase ^ are plotted as a function of frequency f.

[00599] A análise mecânica dinâmica (AMD), também conhecida como espectroscopia mecânica dinâmica ou simplesmente espectroscopia mecânica, é uma técnica utilizada para estudar e caracterizar materiais. Uma tensão mecânica senoidal é aplicada ao material, e o estiramento no material é medido, permitindo a determinação do módulo complexo do material. A espectroscopia aplicada a dispositivos ultrassônicos inclui a excitação da ponta da lâmina ultrassônica com uma varredura de frequências (sinais compostos ou varreduras de frequência tradicionais) e a medição da impedância complexa resultante em cada frequência. As medições de impedância complexas do transdutor ultrassônico ao longo de uma faixa de frequências são usadas em um classificador ou modelo para inferir as características do atuador de extremidade ultrassônico. Em um aspecto, a presente revelação fornece uma técnica para determinar o estado de um atuador de extremidade ultrassônico (braço de aperto, garra) para acionar a automação no dispositivo ultrassônico (como desabilitar a energia para proteger o dispositivo, executar algoritmos adaptáveis, recuperar informações, identificar tecido, etc.).[00599] Dynamic mechanical analysis (AMD), also known as dynamic mechanical spectroscopy or simply mechanical spectroscopy, is a technique used to study and characterize materials. A sinusoidal mechanical stress is applied to the material, and the stretch in the material is measured, allowing the complex modulus of the material to be determined. Spectroscopy applied to ultrasonic devices includes exciting the tip of the ultrasonic blade with a sweep of frequencies (composite signals or traditional frequency sweeps) and measuring the resulting complex impedance at each frequency. Complex impedance measurements of the ultrasonic transducer over a range of frequencies are used in a classifier or model to infer the characteristics of the ultrasonic end actuator. In one aspect, the present disclosure provides a technique for determining the state of an ultrasonic end actuator (grip arm, gripper) to trigger automation in the ultrasonic device (such as disabling power to secure the device, running adaptive algorithms, retrieving information , identify tissue, etc.).

[00600] A Figura 82 mostra espectros 132030 de um dispositivo ultrassônico com uma variedade de diferentes estados e condições do atuador de extremidade onde a impedância Zg(t), a magnitude |Z| e a fase ^ são plotadas como função da frequência f, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Os espectros 132030 são plotados em um espaço tridimensional onde a frequência (Hz) é plotada ao longo do eixo geométrico x, a fase (rad) é plotada ao longo do eixo geométrico y, e a magnitude (ohms) é plotada ao longo do eixo geométrico z.[00600] Figure 82 shows 132030 spectra of an ultrasonic device with a variety of different end actuator states and conditions where the impedance Zg(t), the magnitude |Z| and phase ^ are plotted as a function of frequency f, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The 132030 spectra are plotted in three-dimensional space where the frequency (Hz) is plotted along the x-axis, the phase (rad) is plotted along the y-axis, and the magnitude (ohms) is plotted along the geometric z.

[00601] A análise espectral de diferentes mordidas de garra e estados de dispositivo produz diferentes padrões característicos de impedância complexa (impressões digitais) ao longo de uma faixa de frequências para condições e estados diferentes. Cada estado ou condição tem um padrão característico diferente no espaço 3D quando plotado. Esses padrões característicos podem ser usados para estimar a condição e o estado do atuador de extremidade. A Figura 82 mostra os espectros para ar 132032, bloco de braço de aperto 132034, camurça 132036, grampo 132038 e lâmina quebrada 132040. A camurça 132036 pode ser usada para caracterizar diferentes tipos de tecido.[00601] Spectral analysis of different claw bites and device states produces different characteristic complex impedance patterns (fingerprints) over a range of frequencies for different conditions and states. Each state or condition has a different characteristic pattern in 3D space when plotted. These characteristic patterns can be used to estimate the condition and state of the end actuator. Figure 82 shows the spectra for air 132032, clamping arm block 132034, chamois 132036, staple 132038, and broken blade 132040. Suede 132036 can be used to characterize different types of fabric.

[00602] Os espectros 132030 podem ser avaliados pela aplicação de um sinal elétrico de baixa potência através do transdutor ultrassônico para produzir uma excitação não terapêutica da lâmina ultrassônica. O sinal elétrico de baixa potência pode ser aplicado sob a forma de uma varredura ou uma série de Fourier composta para medir a impedânciaatravés do transdutor ultrassónico em uma faixa de frequências em série (varredura) ou em paralelo (sinal composto) com o uso de uma FFT.[00602] The 132030 spectra can be evaluated by applying a low-power electrical signal through the ultrasonic transducer to produce a non-therapeutic excitation of the ultrasonic blade. The low power electrical signal can be applied in the form of a sweep or a composite Fourier series to measure impedance through the ultrasonic transducer in a range of frequencies in series (sweep) or in parallel (composite signal) using an FFT.

Métodos de classificação de novos dadosNew data classification methods

[00603] Para cada padrão característico, uma linha paramétrica pode ser ajustada aos dados usados para treinamento com o uso de um polinômio, uma série de Fourier, ou qualquer outra forma de equação paramétrica ditada pela conveniência. Um novo ponto de dados é então recebido e é classificado com o uso da distância perpendicular euclidiana entre o novo ponto de dados e a trajetória que foi ajustada aos dados de treinamento do padrão característico. A distância perpendicular do novo ponto de dados até cada uma das trajetórias (cada trajetória representando um estado ou uma condição diferente) é usada para atribuir o ponto a um estado ou uma condição.[00603] For each characteristic pattern, a parametric line can be fitted to the data used for training with the use of a polynomial, a Fourier series, or any other form of parametric equation dictated by convenience. A new data point is then received and is classified using the Euclidean perpendicular distance between the new data point and the trajectory that was fitted to the characteristic pattern training data. The perpendicular distance from the new data point to each of the trajectories (each trajectory representing a different state or condition) is used to assign the point to a state or condition.

[00604] A distribuição de probabilidade da distância de cada ponto nos dados de treinamento até a curva ajustada pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados corretamente classificado. Isto constrói essencialmente uma distribuição de probabilidade bidimensional em um plano perpendicular à trajetória ajustada em cada novo ponto de dados da trajetória ajustada. O novo ponto de dados pode então ser incluído no conjunto de treinamento com base em sua probabilidade de classificação correta para criar um classificador de aprendizado adaptável que prontamente detecta alterações de alta frequência nos estados, mas se adapta a desvios de lenta ocorrência no desempenho do sistema, como um dispositivo que fica sujo ou o bloco que se desgasta.[00604] The probability distribution of the distance from each point in the training data to the fitted curve can be used to estimate the probability of a correctly classified new data point. This essentially constructs a two-dimensional probability distribution in a plane perpendicular to the fitted trajectory at each new data point of the fitted trajectory. The new data point can then be included in the training set based on its probability of correct classification to create an adaptive learning classifier that readily detects high-frequency changes in states but adapts to slow-occurring deviations in system performance. , such as a device that becomes dirty or the block that wears out.

[00605] A Figura 83 é uma representação gráfica de uma plotagem 132042 de um conjunto de dados de treinamento 3D (S), onde a impedância Zg(t), a magnitude |Z| e a fase ^ do transdutor ultrassónico são plotadas como função da frequência f, de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. A plotagem 132042 do conjunto de dados de treinamento 3D (S) é representada graficamente em espaço tridimensional onde a fase (rad) é plotada ao longo do eixo geométrico x, a frequência (Hz de) é plotada ao longo do eixo geométrico y, a amplitude (kOhms) é plotada ao longo do eixo geométrico z, e uma série de Fourier paramétrica é ajustada ao conjunto de dados de treinamento 3D (S). Uma metodologia para classificar dados se baseia no conjunto de dados de treinamento 3D (S0 é usado para gerar a plotagem 132042).[00605] Figure 83 is a graphical representation of a 132042 plot of a 3D training data set (S), where the impedance Zg(t), the magnitude |Z| and the phase ^ of the ultrasonic transducer are plotted as a function of frequency f, in accordance with at least one aspect of the present disclosure. The 132042 plot of the 3D training data set (S) is plotted in three-dimensional space where phase (rad) is plotted along the x axis, frequency (Hz) is plotted along the y axis, the amplitude (kOhms) is plotted along the z axis, and a parametric Fourier series is fitted to the 3D training data set (S). A methodology for classifying data is based on the 3D training dataset (S0 is used to generate the 132042 plot).

[00606] A série de Fourier paramétrica ajustada ao conjunto de dados de treinamento 3D (S) é dada por: [00606] The parametric Fourier series fitted to the 3D training data set (S) is given by:

[00607] Para um novo ponto z, a distância perpendicular entre p e z é dada por: [00607] For a new point z, the perpendicular distance between pitch and z is given by:

[00608] Quando: [00608] When:

[00609] Então: [00609] Then:

[00610] Uma distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um ponto de dados z pertencente ao grupo S.[00610] A probability distribution of D can be used to estimate the probability of a data point z belonging to group S.

ControleControl

[00611] Com base na classificação dos dados medidos antes, durante ou após a ativação do transdutor/lâmina ultrassônica, uma variedade de tarefas automatizadas e medidas de segurança podem ser implementadas. De modo similar, o estado do tecido no atuador de extremidade e a temperatura da lâmina ultrassônica também podem ser inferidos até certo ponto e usados para fornecer ao usuário informações mais precisas sobre o estado do dispositivo ultrassônico ou para proteger estruturas críticas, etc. O controle da temperatura de uma lâmina ultrassônica é descrito no pedido de patente provisório US de propriedade comum n° 62/640.417, depositado em 8 de março de 2018, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade.[00611] Based on the classification of data measured before, during, or after activation of the ultrasonic transducer/blade, a variety of automated tasks and safety measures can be implemented. Similarly, the state of the tissue in the end actuator and the temperature of the ultrasonic blade can also be inferred to a certain extent and used to provide the user with more accurate information about the state of the ultrasonic device or to protect critical structures, etc. Temperature control of an ultrasonic blade is described in US Provisional Patent Application No. 62/640,417, filed March 8, 2018, entitled TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[00612] De modo similar, a aplicação de energia pode ser reduzida quando há uma alta probabilidade de que a lâmina ultrassônica está em contato com o bloco de braço de aperto (por exemplo, não há tecido entre a lâmina e o bloco) ou se existir uma probabilidade de que a lâmina ultrassônica tenha quebrado ou que esteja tocando metal (por exemplo, um grampo). Além disso, o corte retrógrado pode não ser permitido se a garra estiver fechada e não for detectado tecido entre a lâmina ultrassônica e o bloco do braço de aperto.[00612] Similarly, energy application may be reduced when there is a high probability that the ultrasonic blade is in contact with the clamping arm block (e.g., there is no tissue between the blade and the block) or if There is a probability that the ultrasonic blade has broken or is touching metal (for example, a staple). Additionally, retrograde cutting may not be permitted if the gripper is closed and no tissue is detected between the ultrasonic blade and the clamping arm block.

Integração de outros dados para melhorar a classificaçãoIntegration of other data to improve ranking

[00613] Esse sistema pode ser usado em conjunto com outras informações fornecidas por sensores, pelo usuário, métricas sobre o paciente, fatores ambientais, etc., mediante a combinação dos dados obtidos a partir desse processo com os dados supracitados utilizando funções de probabilidade e um filtro de Kalman. O filtro de Kalman determina a probabilidade máxima de um estado ou condição ocorrer dada uma infinidade de medições incertas com graus variáveis de confiança. Como esse método permite a atribuição de uma probabilidade a um ponto de dados recém-classificados, as informações desse algoritmo podem ser implementadas com outras medidas ou estimativas em um filtro de Kalman.[00613] This system can be used in conjunction with other information provided by sensors, the user, patient metrics, environmental factors, etc., by combining the data obtained from this process with the aforementioned data using probability and a Kalman filter. The Kalman filter determines the maximum probability of a state or condition occurring given an infinite number of uncertain measurements with varying degrees of confidence. Because this method allows the assignment of a probability to a newly classified data point, the information from this algorithm can be implemented with other measurements or estimates in a Kalman filter.

[00614] A Figura 84 é um diagrama de fluxo lógico 132044 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições das garras com base no padrão característico de impedância complexa (impressão digital), de acordo com ao menos um aspecto da presente revelação. Antes de se determinar as condições das garras com base no padrão característico de impedância complexa (impressão digital), uma base de dados é preenchida com referência a padrões característicos de impedância complexa ou conjuntos de dados de treinamento (S) que caracterizam várias condições de garras, incluindo, sem limitação, ar 132032, bloco de braço de aperto 132034, camurça 132036, grampo 132038, lâmina quebrada 132040, conforme mostrado na Figura 82, e uma variedade de tipos e condições de tecido. A camurça seca ou molhada, em mordida completa ou somente a ponta, pode ser usada para caracterizar diferentes tipos de tecido. Os pontos de dados usados para gerar padrões característicos de impedância complexa ou um conjunto de dados de treinamento (S) são obtidos mediante a aplicação de um sinal de acionamento subterapêutico ao transdutor ultrassônico, varredura da frequência de acionamento ao longo de uma faixa predeterminada de frequências, desde frequências abaixo da ressonância até frequências acima da ressonância, medição da impedância complexa em cada uma das frequências e registro dos pontos de dados. Os pontos de dados são então ajustados a uma curva com o uso de uma variedade de métodos numéricos que incluem ajuste de curva polinomial, série de Fourier e/ou equação paramétrica. O ajuste da série de Fourier paramétrica a padrões característicos de impedância complexa ou a conjuntos de dados de treinamento (S) de referência é descrito na presente revelação.[00614] Figure 84 is a logic flow diagram 132044 of a process representing a control program or logic configuration for determining gripper conditions based on the characteristic complex impedance pattern (fingerprint), in accordance with at least an aspect of the present revelation. Before determining clamp conditions based on the complex impedance characteristic pattern (fingerprint), a database is populated with reference to complex impedance characteristic patterns or training data sets (S) that characterize various clamp conditions. , including, without limitation, air 132032, grip arm block 132034, chamois 132036, staple 132038, broken blade 132040, as shown in Figure 82, and a variety of fabric types and conditions. Dry or wet suede, in full bite or just the tip, can be used to characterize different types of fabric. The data points used to generate complex impedance characteristic patterns or a training data set (S) are obtained by applying a subtherapeutic drive signal to the ultrasonic transducer, sweeping the drive frequency over a predetermined range of frequencies , from frequencies below resonance to frequencies above resonance, measuring the complex impedance at each of the frequencies and recording the data points. The data points are then fitted to a curve using a variety of numerical methods that include polynomial curve fitting, Fourier series, and/or parametric equation. Fitting the parametric Fourier series to complex impedance characteristic patterns or to reference training (S) data sets is described in the present disclosure.

[00615] Uma vez gerados os padrões característicos de impedância complexa ou conjuntos de dados de treinamento (S), o instrumento ultrassônico mede novos pontos de dados, classifica os novos pontos e determina se os novos pontos de dados devem ser adicionados aos padrões característicos de impedância complexa ou a um conjunto de dados de treinamento (S) de referência.[00615] Once the complex impedance characteristic patterns or training data sets (S) are generated, the ultrasonic instrument measures new data points, classifies the new points, and determines whether the new data points should be added to the characteristic impedance patterns. complex impedance or to a reference training data set (S).

[00616] Agora com referência ao diagrama de fluxo lógico da Figura 84, em um aspecto, o processador ou circuito de controle mede 132046 uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, sendo que a impedância complexa é definida como. O processador ou circuito de controle recebe 132048 um ponto de dados de medição da impedância complexa e compara 132050 o ponto de dados de medição da impedância complexa com um ponto de dados em um padrão característico de impedância complexa de referência. O processador ou circuito de controle classificam 132052 o ponto de dados de medição da impedância complexa com base em um resultado da análise de comparação e atribuem 132054 um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.[00616] Now referring to the logic flow diagram of Figure 84, in one aspect, the processor or control circuit measures 132046 a complex impedance of an ultrasonic transducer, the complex impedance being defined as . The processor or control circuit receives 132048 a complex impedance measurement data point and compares 132050 the complex impedance measurement data point with a data point in a reference complex impedance characteristic pattern. The processor or control circuit classifies 132052 the complex impedance measurement data point based on a result of the comparison analysis and assigns 132054 a state or condition of the end actuator based on the result of the comparison analysis.

[00617] Em um aspecto, o processador ou circuito de controle recebem o padrão característico de impedância complexa de referência de uma base de dados ou memória acoplada ao processador. Em um aspecto, o processador ou circuito de controle geram o padrão característico de impedância complexa de referência da forma descrita abaixo. Um circuito de acionamento acoplado ao processador ou ao circuito de controle aplica um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ultrassônico começando em uma frequência inicial, terminando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as frequências inicial e final. O processador ou o circuito de controle medem a impedância do transdutor ultrassônico em cada frequência e armazenam um ponto de dados correspondente a cada medição de impedância. O processador ou o circuito de controle executam um ajuste de curva para uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de impedância complexa de referência, sendo que a magnitude |Z| e a fase ^ são plotadas como função da frequência f. O ajuste de curva inclui um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.[00617] In one aspect, the processor or control circuit receives the characteristic reference complex impedance pattern from a database or memory coupled to the processor. In one aspect, the processor or control circuit generates the characteristic reference complex impedance pattern in the manner described below. A drive circuit coupled to the processor or control circuit applies a non-therapeutic drive signal to the ultrasonic transducer starting at an initial frequency, ending at an end frequency, and a plurality of frequencies between the start and end frequencies. The processor or control circuit measures the impedance of the ultrasonic transducer at each frequency and stores a data point corresponding to each impedance measurement. The processor or control circuit performs a curve fit to a plurality of data points to generate a three-dimensional curve representative of the reference complex impedance characteristic pattern, the magnitude |Z| and phase ^ are plotted as a function of frequency f. Curve fitting includes a polynomial curve fit, a Fourier series, and/or a parametric equation.

[00618] Em um aspecto, o processador ou o circuito de controle recebem um novo ponto de dados de medição de impedância e classificam o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distância perpendicular euclidiana entre o novo ponto de dados de medição de impedância e uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância complexa de referência. O processador ou o circuito de controle calculam uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância seja classificado corretamente. O processador ou o circuito de controle adicionam o novo ponto de dados de medição de impedância ao padrão característico de impedância complexa de referência com base na probabilidade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição da impedância. Em um aspecto, o processador ou o circuito de controle classificam os dados com base em um conjunto de dados de treinamento (S), sendo que o conjunto de dados de treinamento (S) compreende uma pluralidade de dados de medição de impedância complexa, e executam um ajuste de curva do conjunto de dados de treinamento (S) usando uma série de Fourier paramétrica, sendo que S é definido aqui e a distribuição de probabilidade é usada para estimar a probabilidade de o novo ponto de dados de medição de impedância pertencer ao grupo S.[00618] In one aspect, the processor or control circuit receives a new impedance measurement data point and classifies the new impedance measurement data point using a Euclidean perpendicular distance between the new impedance measurement data point and a trajectory that has been fitted to the reference complex impedance characteristic pattern. The processor or control circuit calculates a probability that the new impedance measurement data point will be correctly classified. The processor or control circuit adds the new impedance measurement data point to the reference complex impedance characteristic pattern based on the estimated correct classification probability of the new impedance measurement data point. In one aspect, the processor or control circuit classifies data based on a set of training data (S), wherein the set of training data (S) comprises a plurality of complex impedance measurement data, and perform a curve fit of the training data set (S) using a parametric Fourier series, where S is defined here and the probability distribution is used to estimate the probability that the new impedance measurement data point belongs to the group S.

[00619] Detalhes adicionais referentes à determinação ou estimativa de um estado das garras ou do instrumento cirúrgico como um todo podem ser encontrados no pedido de patente provisório US n° 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES.[00619] Additional details regarding the determination or estimation of a state of the claws or the surgical instrument as a whole can be found in US provisional patent application No. 62/692,768, entitled SMART ENERGY DEVICES.

Reconhecimento situacionalSituational awareness

[00620] Agora com referência à Figura 85, é mostrada uma linha de tempo 5200 representando o reconhecimento situacional de um controlador central, como o controlador cirúrgico central 106 ou 206 (Figuras 1 a 11), por exemplo. A linha de tempo 5200 é um procedimento cirúrgico ilustrativo e as informações contextuais que o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar dos dados recebidos das fontes de dados em cada etapa do procedimento cirúrgico. A linha de tempo 5200 representa as etapas típicas que seriam tomadas pelos enfermeiros, cirurgiões, e outro pessoal médico durante o curso de um procedimento de segmentectomia pulmonar, começando com a configuração da sala de operação e terminando com a transferência do paciente para uma sala de recuperação no pós-operatório.[00620] Now referring to Figure 85, a timeline 5200 is shown representing situational awareness of a central controller, such as the central surgical controller 106 or 206 (Figures 1 to 11), for example. The timeline 5200 is an illustrative surgical procedure and the contextual information that the central surgical controller 106, 206 can derive from the data received from the data sources at each step of the surgical procedure. Timeline 5200 represents the typical steps that would be taken by nurses, surgeons, and other medical personnel during the course of a lung segmentectomy procedure, beginning with setting up the operating room and ending with transferring the patient to an operating room. post-operative recovery.

[00621] O controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 106, 206 recebe dados das origens de dados durante todo o curso do procedimento cirúrgico, incluindo os dados gerados cada vez que o pessoal médico utiliza um dispositivo modular que é pareado com o controlador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode receber esses dados a partir dos dispositivos modulares pareados e de outras fontes de dados e continuamente derivar inferências (isto é, informações contextuais) sobre o procedimento em curso conforme novos dados são recebidos, como qual etapa do procedimento está sendo realizada em qualquer dado momento. O sistema de reconhecimento situacional do controlador cirúrgico central 106, 206 é capaz de, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento para gerar relatórios, verificar as etapas sendo tomadas pelo pessoal médico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma tela de exibição) que pode ser pertinente para a etapa específica do procedimento, ajustar os dispositivos modulares com base no contexto (por exemplo, ativar monitores, ajustar o campo de visão (FOV) do dispositivo de imageamento médico, ou alterar o nível de energia de um instrumento cirúrgico ultrassônico ou instrumento eletrocirúrgico de RF), e assumir qualquer outra ação descrita acima.[00621] The situationally aware surgical core controller 106, 206 receives data from data sources throughout the course of the surgical procedure, including data generated each time medical personnel use a modular device that is paired with the core surgical controller 106 , 206. The central surgical controller 106, 206 may receive this data from the paired modular devices and other data sources and continually derive inferences (i.e., contextual information) about the ongoing procedure as new data is received, such as which step of the procedure is being performed at any given time. The situational awareness system of the central surgical controller 106, 206 is capable of, for example, recording data regarding the procedure to generate reports, verifying the steps being taken by medical personnel, providing data or warnings (e.g., via a display screen). display) that may be pertinent to the specific step of the procedure, adjust modular devices based on context (e.g., activate monitors, adjust the field of view (FOV) of the medical imaging device, or change the power level of a ultrasonic surgical instrument or RF electrosurgical instrument), and take any other action described above.

[00622] Como a primeira etapa 5202 neste procedimento ilustrativo, os membros da equipe hospital obtêm o registro médico eletrônico (RME) do paciente na base de dados de RMEs do hospital. Com base nos dados de seleção do paciente no RME, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento a ser realizado é um procedimento torácico.[00622] As the first step 5202 in this illustrative procedure, hospital staff members obtain the patient's electronic medical record (EMR) from the hospital's EMR database. Based on the patient selection data in the RME, the central surgical controller 106, 206 determines that the procedure to be performed is a thoracic procedure.

[00623] Na segunda etapa 5204, os membros da equipe escaneiam a entrada dos suprimentos médicos para o procedimento. O controlador cirúrgico central 106, 206 faz a referência cruzada dos suprimentos escaneados com uma lista de suprimentos que são utilizados em vários tipos de procedimentos e confirma que a mistura dos suprimentos corresponde a um procedimento torácico. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 também é capaz de determinar que o procedimento não é um procedimento de ressecção em cunha (porque os suprimentos de entrada têm uma ausência de certos suprimentos que são necessários para um procedimento de ressecção em cunha torácico ou, caso contrário, que os suprimentos de entrada não correspondem a um procedimento de ressecção em cunha torácico).[00623] In the second step 5204, team members scan the incoming medical supplies for the procedure. The central surgical controller 106, 206 cross-references the scanned supplies with a list of supplies that are used in various types of procedures and confirms that the mix of supplies corresponds to a thoracic procedure. Additionally, the central surgical controller 106, 206 is also capable of determining that the procedure is not a wedge resection procedure (because the input supplies are missing certain supplies that are required for a thoracic wedge resection procedure or, otherwise, that the input supplies do not correspond to a thoracic wedge resection procedure).

[00624] Na terceira etapa 5206, o pessoal médico escaneia a banda do paciente com um escâner que é conectado de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então confirmar a identidade do paciente com base nos dados escaneados.[00624] In the third step 5206, medical personnel scan the patient's band with a scanner that is communicably connected to the central surgical controller 106, 206. The central surgical controller 106, 206 can then confirm the patient's identity based on the scanned data.

[00625] Na quarta etapa 5208, o pessoal médico liga o equipamento auxiliar. Os equipamentos auxiliares sendo utilizados podem variar de acordo com o tipo de procedimento cirúrgico e as técnicas a serem usadas pelo cirurgião, mas neste caso ilustrativo eles incluem um evacuador de fumaça, um insuflador e um dispositivo de imageamento médico. Quando ativados, os equipamentos auxiliares que são dispositivos modulares podem parear automaticamente com o controlador cirúrgico central 106, 206 que está situado em uma vizinhança específica dos dispositivos modulares como parte de seu processo de inicialização. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então derivar informações contextuais sobre o procedimento cirúrgico por meio da detecção dos tipos de dispositivos modulares pareados com o mesmo durante essa fase pré-operatória ou de inicialização. Neste exemplo em particular, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento cirúrgico é um procedimento VATS (cirurgia torácica vídeo-assistida) baseado nesta combinação específica de dispositivos modulares pareados. Com base na combinação dos dados do registro médico eletrônico (RME) do paciente, na lista de suprimentos médicos a serem usados no procedimento e no tipo de dispositivos modulares que se conectam ao controlador central, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode, em geral, inferir o procedimento específico que a equipe cirúrgica irá realizar. Depois que o controlador cirúrgico central 106, 206 reconhece qual procedimento específico está sendo realizado, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode então recuperar as etapas desse processo a partir de uma memória ou a partir da nuvem e então cruzar os dados que subsequentemente recebe das fontes de dados conectadas (por exemplo, dispositivos modulares e dispositivos de monitoramento do paciente) para inferir qual etapa do procedimento cirúrgico a equipe cirúrgica está realizando.[00625] In the fourth step 5208, medical personnel turn on the auxiliary equipment. The auxiliary equipment being used may vary depending on the type of surgical procedure and the techniques being used by the surgeon, but in this illustrative case they include a smoke evacuator, an insufflator and a medical imaging device. When activated, auxiliary equipment that is modular devices can automatically pair with the central surgical controller 106, 206 that is located in a specific vicinity of the modular devices as part of its initialization process. The central surgical controller 106, 206 can then derive contextual information about the surgical procedure by detecting the types of modular devices paired with it during this pre-operative or initialization phase. In this particular example, the central surgical controller 106, 206 determines that the surgical procedure is a VATS (video-assisted thoracic surgery) procedure based on this specific combination of paired modular devices. Based on a combination of the patient's electronic medical record (EMR) data, the list of medical supplies to be used in the procedure, and the type of modular devices that connect to the central controller, the surgical central controller 106, 206 can generally , infer the specific procedure that the surgical team will perform. Once the central surgical controller 106, 206 recognizes which specific procedure is being performed, the central surgical controller 106, 206 can then retrieve the steps of that process from a memory or from the cloud and then cross-reference the data it subsequently receives from the connected data sources (e.g., modular devices and patient monitoring devices) to infer which step of the surgical procedure the surgical team is performing.

[00626] Na quinta etapa 5210, os membros da equipe fixam os eletrodos do eletrocardiograma (ECG) e outros dispositivos de monitoramento de paciente no paciente. Os eletrodos do ECG e outros dispositivos de monitoramento de paciente são capazes de parear com o controlador cirúrgico central 106, 206. Conforme o controlador cirúrgico central 106, 206 começa a receber dados dos dispositivos de monitoramento do paciente, o controlador cirúrgico central 106, 206 dessa forma confirma que o paciente está na sala de operação.[00626] In the fifth step 5210, team members attach electrocardiogram (ECG) electrodes and other patient monitoring devices to the patient. The ECG electrodes and other patient monitoring devices are capable of pairing with the surgical hub controller 106, 206. As the surgical hub controller 106, 206 begins to receive data from the patient monitoring devices, the surgical hub controller 106, 206 This confirms that the patient is in the operating room.

[00627] Na sexta etapa 5212, o pessoal médico induzi a anestesia no paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está sob anestesia com base nos dados dos dispositivos modulares e/ou dos dispositivos de monitoramento de paciente, incluindo os dados de ECG, dados de pressão sanguínea (PS), dados do ventilador, ou combinações dos mesmos, por exemplo. Após a conclusão da sexta etapa 5212, a porção do pré-operatório do procedimento de segmentectomia do pulmão é concluído e a porção operatória se inicia.[00627] In the sixth step 5212, medical personnel induced anesthesia in the patient. The surgical hub controller 106, 206 may infer that the patient is under anesthesia based on data from the modular devices and/or patient monitoring devices, including ECG data, blood pressure (BP) data, ventilator data, or combinations thereof, for example. After completion of the sixth step 5212, the preoperative portion of the lung segmentectomy procedure is completed and the operative portion begins.

[00628] Na sétima etapa 5214, o pulmão do paciente que está sendo operado é retraído (enquanto a ventilação é chaveada para o pulmão contralateral). O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir a partir dos dados de ventilador que o pulmão do paciente foi retraído, por exemplo. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a porção operatória do procedimento se iniciou quando ele pode comparar a detecção do colapso do pulmão do paciente nas etapas esperadas do procedimento (que podem ser acessadas ou recuperadas anteriormente) e assim determinar que o retraimento do pulmão é a primeira etapa operatória nesse procedimento específico.[00628] In the seventh step 5214, the lung of the patient being operated on is retracted (while ventilation is switched to the contralateral lung). The surgical hub controller 106, 206 may infer from the ventilator data that the patient's lung has been retracted, for example. The central surgical controller 106, 206 can infer that the operative portion of the procedure has begun when it can compare the detection of the patient's lung collapse to the expected steps of the procedure (which can be accessed or retrieved previously) and thus determine that the retraction of the lung is the first operative step in this specific procedure.

[00629] Na oitava etapa 5216, o dispositivo de imageamento médico (por exemplo, um dispositivo de visualização) é inserido e o vídeo a partir do dispositivo de imageamento médico é iniciado. O controlador cirúrgico central 106, 206 recebe os dados do dispositivo de imageamento médico (isto é, os dados de vídeo ou imagens) através de sua conexão com o dispositivo de imageamento médico. Após o recebimento dos dados do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar qual porção do procedimento cirúrgico laparoscópico foi iniciada. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar que o procedimento específico sendo realizado é uma segmentectomia, em vez de uma lobectomia (note que um procedimento de ressecção em cunha já foi descartado pelo controlador cirúrgico central 106, 206 com base nos dados recebidos na segunda etapa 5204 do procedimento). Os dados do dispositivo de imageamento médico 124 (A Figura 2) podem ser utilizados para determinar informações contextuais sobre o tipo de procedimento sendo realizado em um número de maneiras diferentes, incluindo mediante a determinação do ângulo no qual o dispositivo de imageamento médico é orientado em relação à visualização da anatomia do paciente, monitorar o número ou dispositivos de imageamento médicos sendo utilizados (isto é, que são ativados e pareados com o controlador cirúrgico central 106, 206), e monitorar os tipos de dispositivos de visualização utilizados. Por exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS coloca a câmera no canto anterior inferior da cavidade torácica do paciente acima do diafragma, enquanto uma técnica para executar uma segmentectomia VATS coloca a câmera em uma posição intercostal anterior em relação à fissura do segmento. Com o uso de técnicas padrão de reconhecimento ou de aprendizado de máquina, por exemplo, o sistema de reconhecimento situacional pode ser treinado para reconhecer o posicionamento do dispositivo de imageamento médico de acordo com a visualização da anatomia do paciente. Como um outro exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS utiliza um único dispositivo de imageamento médico, enquanto que uma outra técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza múltiplas câmeras. Como ainda um outro exemplo, uma técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza uma fonte de luz infravermelha (que pode ser acoplada de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central como parte do sistema de visualização) para visualizar a fissura do segmento, que não é utilizada em uma lobectomia VATS. Através do rastreamento de qualquer um ou todos dentre esses dados a partir do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode assim determinar o tipo específico de procedimento cirúrgico sendo realizado e/ou a técnica sendo usada para um tipo específico de procedimento cirúrgico.[00629] In the eighth step 5216, the medical imaging device (e.g., a display device) is inserted and video from the medical imaging device is started. The central surgical controller 106, 206 receives data from the medical imaging device (i.e., video data or images) through its connection to the medical imaging device. Upon receipt of data from the medical imaging device, the central surgical controller 106, 206 can determine which portion of the laparoscopic surgical procedure has started. Additionally, the central surgical controller 106, 206 may determine that the specific procedure being performed is a segmentectomy rather than a lobectomy (note that a wedge resection procedure has already been ruled out by the central surgical controller 106, 206 based on data received in the second step 5204 of the procedure). Data from the medical imaging device 124 (Figure 2) can be used to determine contextual information about the type of procedure being performed in a number of different ways, including by determining the angle at which the medical imaging device is oriented in In relation to viewing the patient's anatomy, monitor the number of medical imaging devices being used (i.e., that are activated and paired with the central surgical controller 106, 206), and monitor the types of visualization devices used. For example, a technique for performing a VATS lobectomy places the camera in the lower anterior corner of the patient's thoracic cavity above the diaphragm, while a technique for performing a VATS segmentectomy places the camera in an anterior intercostal position relative to the fissure of the segment. Using standard recognition or machine learning techniques, for example, the situational recognition system can be trained to recognize the positioning of the medical imaging device according to the visualization of the patient's anatomy. As another example, one technique for performing a VATS lobectomy uses a single medical imaging device, while another technique for performing a VATS segmentectomy uses multiple cameras. As yet another example, a technique for performing a VATS segmentectomy uses an infrared light source (which may be communicably coupled to the central surgical controller as part of the visualization system) to visualize the segment fissure, which is not used in a VATS lobectomy. By tracking any or all of this data from the medical imaging device, the central surgical controller 106, 206 can thus determine the specific type of surgical procedure being performed and/or the technique being used for a specific type of procedure. surgical.

[00630] Na nona etapa 5218 do procedimento, a equipe cirúrgica inicia a etapa de dissecção. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está no processo de dissecação para mobilizar o pulmão do paciente porque ele recebe dados do gerador de RF ou ultrassônico que indicam que um instrumento de energia está sendo disparado. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode cruzar os dados recebidos com as etapas recuperadas do procedimento cirúrgico para determinar que um instrumento de energia sendo disparado nesse ponto no processo (isto é, após a conclusão das etapas anteriormente discutidas do procedimento) corresponde à etapa de dissecção. Em certos casos, o instrumento de energia pode ser uma ferramenta de energia montada em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.[00630] In the ninth step 5218 of the procedure, the surgical team begins the dissection stage. The central surgical controller 106, 206 can infer that the surgeon is in the process of dissecting to mobilize the patient's lung because it receives data from the RF or ultrasonic generator that indicates that an energy instrument is being fired. The central surgical controller 106, 206 may cross-reference the received data with the retrieved steps of the surgical procedure to determine that a power instrument being fired at that point in the process (i.e., upon completion of the previously discussed steps of the procedure) corresponds to the dissection. In certain cases, the power instrument may be a power tool mounted on a robotic arm of a robotic surgical system.

[00631] Na décima etapa 5220 do procedimento, a equipe cirúrgica prossegue até a etapa de ligação. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está ligando as artérias e veias porque ele recebe os dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico indicando que o instrumento está sendo disparado. De modo similar à etapa anterior, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar essa inferência ao cruzar os dados de recepção do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico com as etapas recuperadas no processo. Em certos casos, o instrumento cirúrgico pode ser uma ferramenta cirúrgico montado em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.[00631] In the tenth step 5220 of the procedure, the surgical team proceeds to the bonding step. The central surgical controller 106, 206 can infer that the surgeon is ligating the arteries and veins because it receives data from the surgical stapling and cutting instrument indicating that the instrument is being fired. Similar to the previous step, the central surgical controller 106, 206 can derive this inference by crossing the reception data from the surgical stapling and cutting instrument with the steps retrieved in the process. In certain cases, the surgical instrument may be a surgical tool mounted on a robotic arm of a robotic surgical system.

[00632] Na décima primeira etapa 5222, a porção de segmentectomia do procedimento é realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está transeccionando o parênquima com base nos dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, incluindo os dados de seu cartucho. Os dados do cartucho podem corresponder ao tamanho ou tipo de grampo sendo disparo pelo instrumento, por exemplo. Como diferentes tipos de grampos são utilizados para diferentes tipos de tecidos, os dados do cartucho podem dessa forma indicar o tipo de tecido que está sendo grampeado e/ou transectado. Nesse caso, o tipo de grampo que é disparado é utilizado para a parênquima (ou outros tipos similares de tecido), que permite que o controlador cirúrgico central 106, 206 infira qual porção de segmentectomia do procedimento está sendo realizada.[00632] In the eleventh step 5222, the segmentectomy portion of the procedure is performed. The central surgical controller 106, 206 can infer that the surgeon is transecting the parenchyma based on data from the surgical cutting and stapling instrument, including data from its cartridge. Cartridge data may correspond to the size or type of staple being fired by the instrument, for example. As different types of staples are used for different types of tissue, the cartridge data can thus indicate the type of tissue being stapled and/or transected. In this case, the type of clamp that is fired is used for parenchyma (or other similar types of tissue), which allows the central surgical controller 106, 206 to infer which segmentectomy portion of the procedure is being performed.

[00633] Na décima segunda etapa 5224, a etapa de dissecção do nó é então realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a equipe cirúrgica está dissecando o nó e realizando um teste de vazamento com base nos dados recebidos do gerador que indica qual instrumento ultrassônico ou de RF está sendo disparado. Para esse procedimento específico, um instrumento de RF ou ultrassônico sendo utilizado depois que o parênquima foi transectado corresponde à etapa de dissecção do nó, que permite que o controlador cirúrgico central 106, 206 faça essa inferência. Deve ser observado que os cirurgiões regularmente alternam entre os instrumentos de grampeamento cirúrgico/corte e os instrumentos de energia cirúrgica (isto é, de RF ou ultrassônica) dependendo da etapa específica no procedimento porque diferentes instrumentos são melhor adaptados para tarefas específicas.Portanto, a sequência específica na qual os instrumentos de corte/grampeamento e os instrumentos de energia cirúrgica são usados pode indicar qual etapa do procedimento o cirurgião é realizada. Além disso, em certos casos, ferramentas robóticas podem ser utilizadas para uma ou mais etapas em um procedimento cirúrgico e/ou instrumentos cirúrgico de mão podem ser utilizados para uma ou mais etapas no procedimento cirúrgico. O cirurgião pode alternar entre ferramentas robóticas e instrumentos cirúrgicos de mão e/ou pode usar os dispositivos simultaneamente, por exemplo. Após a conclusão da décima segunda etapa 5224, as incisões são fechadas e a porção do pós-operatório do processo se inicia.[00633] In the twelfth step 5224, the node dissection step is then performed. The central surgical controller 106, 206 can infer that the surgical team is dissecting the node and performing a leak test based on data received from the generator that indicates which ultrasonic or RF instrument is being fired. For this specific procedure, an RF or ultrasonic instrument being used after the parenchyma has been transected corresponds to the node dissection step, which allows the central surgical controller 106, 206 to make this inference. It should be noted that surgeons regularly switch between surgical stapling/cutting instruments and surgical energy instruments (i.e., RF or ultrasonic) depending on the specific step in the procedure because different instruments are better suited to specific tasks. The specific sequence in which cutting/stapling instruments and surgical power instruments are used may indicate which step of the procedure the surgeon performs. Additionally, in certain cases, robotic tools may be used for one or more steps in a surgical procedure and/or handheld surgical instruments may be used for one or more steps in the surgical procedure. The surgeon can switch between robotic tools and handheld surgical instruments and/or can use the devices simultaneously, for example. After completion of the twelfth step 5224, the incisions are closed and the post-operative portion of the process begins.

[00634] Na décima terceira etapa 5226, a anestesia do paciente é revertida. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está emergindo da anestesia com base nos dados de ventilador (isto é, a frequência respiratória do paciente começa a aumentar), por exemplo.[00634] In the thirteenth step 5226, the patient's anesthesia is reversed. The surgical hub controller 106, 206 may infer that the patient is emerging from anesthesia based on ventilator data (i.e., the patient's respiratory rate begins to increase), for example.

[00635] Finalmente, na décima quarta etapa 5228 é que o pessoal médico remove os vários dispositivos de monitoramento de paciente do paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode, dessa forma, inferir que o paciente está sendo transferido para uma sala de recuperação quando o controlador central perde os dados de ECG, pressão sanguínea e outros dados dos dispositivos de monitoramento de paciente. Como pode ser visto a partir da descrição deste procedimento ilustrativo, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar ou inferir quando cada etapa de um dado procedimento cirúrgico está ocorrendo de acordo com os dados recebidos das várias fontes de dados que estão acopladas em comunicação com o controlador cirúrgico central 106, 206.[00635] Finally, in the fourteenth step 5228 is that medical personnel remove the various patient monitoring devices from the patient. The central surgical controller 106, 206 can thus infer that the patient is being transferred to a recovery room when the central controller loses ECG, blood pressure, and other data from the patient monitoring devices. As can be seen from the description of this illustrative procedure, the central surgical controller 106, 206 can determine or infer when each step of a given surgical procedure is occurring in accordance with data received from various data sources that are coupled in communication with the central surgical controller 106, 206.

[00636] O reconhecimento situacional é adicionalmente descrito no pedido de patente provisório US n° de série 62/659.900, intitulado METHOD OF HUB COMMUNICATION, depositado em 19 de abril de 2018, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Em certos casos, a operação de um sistema cirúrgico robótico, incluindo os vários sistemas cirúrgicos robóticos aqui revelados, por exemplo, pode ser controlada pelo controlador central 106, 206 com base em seu reconhecimento situacional e/ou nas retroinformações fornecidas por seus componentes e/ou com base nas informações provenientes da nuvem 102.[00636] Situational awareness is further described in US provisional patent application serial No. 62/659,900, entitled METHOD OF HUB COMMUNICATION, filed on April 19, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. In certain instances, the operation of a robotic surgical system, including the various robotic surgical systems disclosed herein, for example, may be controlled by the central controller 106, 206 based on its situational awareness and/or feedback provided by its components and/or or based on information from cloud 102.

[00637] Embora várias formas tenham sido ilustradas e descritas, não é intenção do requerente restringir ou limitar o escopo das reivindicações anexadas a tal detalhe. Numerosas modificações, variações, alterações, substituições, combinações e equivalentes destas formas podem ser implementadas e ocorrerão aos versados na técnica sem se que afaste do escopo da presente revelação. Além disso, a estrutura de cada elemento associado com a forma pode ser alternativamente descrita como um meio para fornecer a função realizada pelo elemento. Além disso, onde forem revelados materiais para determinados componentes, outros materiais podem ser usados. Deve-se compreender, portanto, que a descrição precedente e as reivindicações em anexo pretendem cobrir todas essas modificações, combinações e variações abrangidas pelo escopo das modalidades apresentadas. As reivindicações em anexo se destinam a cobrir todas essas modificações, variações, alterações, substituições, modificações e equivalentes.[00637] Although various forms have been illustrated and described, it is not the applicant's intention to restrict or limit the scope of the claims attached to such detail. Numerous modifications, variations, alterations, substitutions, combinations and equivalents of these forms can be implemented and will occur to those skilled in the art without departing from the scope of the present disclosure. Furthermore, the structure of each element associated with the form can alternatively be described as a means to provide the function performed by the element. Furthermore, where materials for certain components are disclosed, other materials may be used. It should be understood, therefore, that the foregoing description and the appended claims are intended to cover all such modifications, combinations and variations falling within the scope of the presented embodiments. The attached claims are intended to cover all such modifications, variations, alterations, substitutions, modifications and equivalents.

[00638] A descrição detalhada precedente apresentou várias formas dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos. Embora esses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos contenham uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido pelos versados na técnica que cada função e/ou operação dentro desses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos pode ser implementada, individual e/ou coletivamente, através de uma ampla gama de hardware, software, firmware ou praticamente qualquer combinação destes. Os versados na técnica reconhecerão, contudo, que alguns aspectos dos aspectos aqui revelados, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integrados, como um ou mais programas de computador executados em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas executados em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou virtualmente como qualquer combinação dos mesmos, e que projetar o conjunto de circuitos e/ou escrever o código para o software e firmware estaria dentro do âmbito de prática do versado na técnica, à luz desta revelação. Além disso, os versados na técnica entenderão que os mecanismos do assunto aqui descrito podem ser distribuídos como um ou mais produtos de programa em uma variedade de formas e que uma forma ilustrativa do assunto aqui descrito é aplicável independentemente do tipo específico de meio de transmissão de sinais utilizado para efetivamente realizar a distribuição.[00638] The preceding detailed description presented various forms of the devices and/or processes through the use of block diagrams, flowcharts and/or examples. Although these block diagrams, flowcharts and/or examples contain one or more functions and/or operations, it will be understood by those skilled in the art that each function and/or operation within these block diagrams, flowcharts and/or examples can be implemented, individually. and/or collectively, across a wide range of hardware, software, firmware or virtually any combination thereof. Those skilled in the art will recognize, however, that some aspects of the aspects disclosed herein, in whole or in part, may be equivalently implemented in integrated circuits, as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., as one or more programs running on one or more computer systems), as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors), as firmware, or as virtually any combination thereof, and that designing the circuitry and/or writing the code for the software and firmware would be within the scope of practice of one skilled in the art, in light of this disclosure. Furthermore, those skilled in the art will understand that the mechanisms of the subject matter described herein may be distributed as one or more program products in a variety of forms and that an illustrative form of the subject matter described herein is applicable regardless of the specific type of data transmission medium. signals used to effectively carry out distribution.

[00639] As instruções usadas para programar a lógica para executar vários aspectos revelados podem ser armazenadas em uma memória no sistema, como memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), cache, memória flash ou outro armazenamento. Além disso, as instruções podem ser distribuídas através de uma rede ou por meio de outras mídias legíveis por computador. Dessa forma uma mídia legível por máquina pode incluir qualquer mecanismo para armazenar ou transmitir informações em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador), mas não se limita a, disquetes, discos ópticos, disco compacto de memória só de leitura (CD-ROMs), e discos óptico-dínamos discos, memória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura programável apagável (EPROM), memória só de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), cartões magnéticos ou ópticos, memória flash, ou uma mídia tangível de armazenamento legíveis por máquina usada na transmissão de informações pela Internet através de um cabo elétrico, óptico, acústico ou outras formas de sinais de propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinal de infravermelho, sinais digitais, etc.). Consequentemente, a mídia não transitória legível por computador inclui qualquer tipo de mídia legível por máquina adequada para armazenar ou transmitir instruções ou informações eletrônicas em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador).[00639] The instructions used to program the logic to perform various disclosed aspects may be stored in a memory in the system, such as dynamic random access memory (DRAM), cache, flash memory, or other storage. Additionally, instructions may be distributed over a network or through other computer-readable media. Thus a machine-readable medium may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), but is not limited to, floppy disks, optical discs, read-only memory compact disk ( CD-ROMs), and optical disks-dynamo disks, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), cards magnetic or optical devices, flash memory, or a tangible machine-readable storage medium used in the transmission of information over the Internet via an electrical, optical, acoustic cable, or other forms of propagated signals (e.g., carrier waves, infrared signal, digital signals, etc.). Accordingly, non-transitory computer-readable media includes any type of machine-readable media suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (e.g., a computer).

[00640] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "circuito de controle" pode se referir a, por exemplo, um conjunto de circuitos com fio, circuitos programáveis (por exemplo, um processador de computador que compreende um ou mais núcleos de processamento de instrução individuais, unidade de processamento, processador, microcontrolador, unidade do microcontrolador, controlador, processador de sinal digital (DSP), dispositivo lógico programável (PLD), matriz lógica programável (PLA), ou matriz de portas programável em campo (FPGA)), circuitos de máquinas de estado, firmware que armazena instruções executadas pelo circuito programável, e qualquer combinação dos mesmos. O circuito de controle pode, coletiva ou individualmente, ser incorporado como circuito elétrico que é parte de um sistema maior, por exemplo, um circuito integrado (IC), um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um sistema on-chip (SoC), computadores desktop, computadores laptop, computadores tablet, servidores, fones inteligentes, etc. Consequentemente, como usado aqui, "circuito de controle" inclui, mas não se limita a, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico discreto, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute os processos e/ou dispositivos aqui descritos), circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exemplo, formas de memória de acesso aleatório), e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um modem, chave de comunicação, ou equipamento óptico-elétrico). Os versados na técnica reconhecerão que o assunto aqui descrito pode ser implementado de modo analógico ou digital, ou em alguma combinação destes.[00640] As used in any aspect of the present invention, the term "control circuit" may refer to, for example, a set of hard-wired, programmable circuits (e.g., a computer processor comprising one or more cores individual instruction processing unit, processing unit, processor, microcontroller, microcontroller unit, controller, digital signal processor (DSP), programmable logic device (PLD), programmable logic array (PLA), or field programmable gate array ( FPGA)), state machine circuits, firmware that stores instructions executed by the programmable circuit, and any combination thereof. The control circuit may, collectively or individually, be incorporated as an electrical circuit that is part of a larger system, e.g., an integrated circuit (IC), an application-specific integrated circuit (ASIC), a system-on-chip (SoC) ), desktop computers, laptop computers, tablet computers, servers, smart headphones, etc. Accordingly, as used herein, "control circuit" includes, but is not limited to, electrical circuits that have at least one discrete electrical circuit, electrical circuits that have at least one integrated circuit, electrical circuits that have at least one integrated circuit for specific application, electrical circuits that form a general-purpose computing device configured by a computer program (e.g., a general-purpose computer configured by a computer program that at least partially executes processes and/or devices described herein, or a microprocessor configured by a computer program that at least partially executes the processes and/or devices described herein), electrical circuits that form a memory device (e.g., forms of random access memory), and/or electrical circuits that form a communications device (e.g., a modem, communications switch, or optical-electrical equipment). Those skilled in the art will recognize that the subject matter described herein can be implemented in analog or digital mode, or in some combination thereof.

[00641] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "lógico" pode se referir a um aplicativo, software, firmware e/ou circuito configurado para executar qualquer das operações anteriormente mencionadas. O software pode ser incorporado como um pacote de software, um código, instruções, conjuntos de instruções e/ou dados registados na mídia de armazenamento não transitório legível por computador. O firmware pode ser incorporado como código, instruções ou conjuntos de instruções e/ou dados que são codificados rigidamente (por exemplo, não voláteis) em dispositivos de memória.Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, os termos "componente", "sistema", "módulo" e similares podem se referir a uma entidade relacionada a computador, seja hardware, uma combinação de hardware e software, software ou software em execução. Como usado em qualquer aspecto da presente revelação, um "algoritmo" se refere à sequência autoconsistente de etapas que levam ao resultado desejado, onde uma "etapa" se refere à manipulação de quantidades físicas e/ou estados lógicos que podem, embora não necessariamente precisem, assumir a forma de sinais elétricos ou magnéticos que possam ser armazenados, transferidos, combinados, comparados e manipulados de qualquer outra forma. É uso comum chamar esses sinais de bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números ou congêneres. Esses termos e termos similares podem estar associados às grandezas físicas apropriadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas quantidades e/ou estados.[00641] As used in any aspect of the present invention, the term "logic" may refer to an application, software, firmware and/or circuit configured to perform any of the aforementioned operations. The software may be embodied as a software package, code, instructions, instruction sets and/or data recorded on non-transitory computer-readable storage media. Firmware may be embodied as code, instructions or sets of instructions, and/or data that are rigidly encoded (e.g., non-volatile) in memory devices. As used in any aspect of the present invention, the terms "component", "system ", "module" and the like may refer to a computer-related entity, whether hardware, a combination of hardware and software, software, or running software. As used in any aspect of the present disclosure, an "algorithm" refers to the self-consistent sequence of steps that lead to the desired result, where a "step" refers to the manipulation of physical quantities and/or logical states that can, although need not necessarily be , take the form of electrical or magnetic signals that can be stored, transferred, combined, compared and manipulated in any other way. It is common usage to call these signals bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers or the like. These and similar terms may be associated with appropriate physical quantities and are merely convenient identifications applied to such quantities and/or states.

[00642] Uma rede pode incluir uma rede comutada de pacotes. Os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações de rede comutada de pacotes selecionado. Um protocolo de comunicações exemplificador pode incluir um protocolo de comunicações Ethernet que pode ser capaz de permitir a comunicação com o uso de um protocolo de controle de transmissão/protocolo de Internet (TCP/IP). O protocolo Ethernet pode se conformar ou ser compatível com o padrão Ethernet publicado pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) intitulado "IEEE 802.3 Standard", publicado em dezembro de 2008 e/ou versões posteriores deste padrão. Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações X.25. O protocolo de comunicações X.25 pode se conformar ou ser compatível com um padrão promulgado pelo International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações frame-relay. O protocolo de comunicações frame-relay pode se conformar ou ser compatível com um padrão promulgado pelo Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) e/ou o American National Standards Institute (ANSI). Alternativamente ou adicionalmente, os transceptores podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicação ATM ("asynchronous transfer mode", modo de transferência assíncrono). O protocolo de comunicação ATM pode se conformar ou ser compatível com um padrão ATM publicado pelo fórum ATM intitulado "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" publicado em agosto de 2001, e/ou versões posteriores desse padrão. Obviamente, protocolos de comunicação de rede orientados por conexão diferentes e/ou pós-desenvolvidos são igualmente contemplados na presente invenção.[00642] A network may include a packet switched network. Communication devices may be capable of communicating with each other using a selected packet switched network communications protocol. An exemplary communications protocol may include an Ethernet communications protocol that may be capable of enabling communication using a transmission control protocol/Internet protocol (TCP/IP). The Ethernet protocol may conform to or be compatible with the Ethernet standard published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) entitled "IEEE 802.3 Standard" published in December 2008 and/or later versions of this standard. Alternatively or additionally, the communication devices may be able to communicate with each other using an X.25 communications protocol. The X.25 communications protocol may conform to or be compatible with a standard promulgated by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, the communication devices may be able to communicate with each other using a frame-relay communications protocol. The frame-relay communications protocol may conform to or be compatible with a standard promulgated by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (ANSI). Alternatively or additionally, the transceivers may be able to communicate with each other using an ATM ("asynchronous transfer mode" communication protocol). The ATM communication protocol may conform to or be compatible with an ATM standard published by the ATM forum entitled "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" published in August 2001, and/or later versions of that standard. Obviously, different and/or post-developed connection-oriented network communication protocols are also contemplated in the present invention.

[00643] Salvo afirmação expressa em contrário, conforme fica evidente a partir da revelação precedente, é entendido que, ao longo da revelação precedente, as discussões que usam termos como "processamento", ou "computação", ou "cálculo", ou "determinação", ou "exibição", ou similares, se referem à ação e aos processos de um computador, ou dispositivo de computação eletrônica similar, que manipule e transforme os dados representados sob a forma de grandezas físicas (eletrônicas) nos registradores e nas memórias do computador em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registradores do computador, ou em outros dispositivos similares de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.[00643] Unless expressly stated otherwise, as is evident from the foregoing disclosure, it is understood that throughout the foregoing disclosure, discussions using terms such as "processing", or "computation", or "calculation", or " determination", or "display", or similar, refer to the action and processes of a computer, or similar electronic computing device, that manipulates and transforms data represented in the form of physical (electronic) quantities in registers and memories of the computer into other data represented in a similar way in the form of physical quantities in the computer's memories or registers, or in other similar information storage, transmission or display devices.

[00644] Um ou mais componentes podem ser chamados na presente invenção de "configurado para", "configurável para", "operável/operacional para", "adaptado/adaptável para", "capaz de", "conformável/conformado para", etc. Os versados na técnica reconhecerão que "configurado para" pode, de modo geral, abranger componentes em estado ativo e/ou componentes em estado inativo e/ou componentes em estado de espera, exceto quando o contexto determinar o contrário.[00644] One or more components may be called in the present invention "configured for", "configurable for", "operable/operational for", "adapted/adaptable for", "capable of", "conformable/conformed to", etc. Those skilled in the art will recognize that "configured for" may generally encompass components in an active state and/or components in an inactive state and/or components in a standby state, except where the context dictates otherwise.

[00645] Os termos "proximal" e "distal" são usados aqui com referência a um caso em que um médico manipula a porção de empunhadura do instrumento cirúrgico. O termo "proximal" se refere à porção mais próxima ao médico, e o termo "distal" se refere à porção situada na direção oposta ao médico. Também será entendido que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "vertical", "horizontal", "para cima" e "para baixo" podem ser usados na presente invenção com relação aos desenhos. Entretanto, instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições, e esses termos não se destinam a ser limitadores e/ou absolutos.[00645] The terms "proximal" and "distal" are used here with reference to a case in which a doctor manipulates the handle portion of the surgical instrument. The term "proximal" refers to the portion closest to the physician, and the term "distal" refers to the portion located in the direction away from the physician. It will also be understood that, for the sake of convenience and clarity, spatial terms such as "vertical", "horizontal", "up" and "down" may be used in the present invention with respect to the drawings. However, surgical instruments can be used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.

[00646] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que, em geral, os termos usados aqui, e principalmente nas reivindicações em anexo (por exemplo, corpos das reivindicações em anexo) destinam-se geralmente como termos "abertos" (por exemplo, o termo "incluindo" deve ser interpretado como "incluindo, mas não se limitando a", o termo "tendo" deve ser interpretado como "tendo, ao menos", o termo "inclui" deve ser interpretado como "inclui, mas não se limita a", etc.). Será ainda entendido pelos versados na técnica que, quando um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será expressamente mencionada na reivindicação e, na ausência de tal menção, nenhuma intenção estará presente. Por exemplo, como uma ajuda para a compreensão, as seguintes reivindicações em anexo podem conter o uso das frases introdutórias "ao menos um" e "um ou mais" para introduzir menções de reivindicação. Entretanto, o uso de tais frases não deve ser interpretado como implicando que a introdução de uma menção da reivindicação pelos artigos indefinidos "um, uns" ou "uma, umas" limita qualquer reivindicação específica contendo a menção da reivindicação introduzida a reivindicações que contêm apenas uma tal menção, mesmo quando a mesma reivindicação inclui as frases introdutórias "um ou mais" ou "ao menos um" e artigos indefinidos, como "um, uns" ou "uma, umas" (por exemplo, "um, uns" e/ou "uma, umas" deve tipicamente ser interpretado como significando "ao menos um" ou "um ou mais"); o mesmo vale para o uso de artigos definidos usados para introduzir as menções de reivindicação.[00646] Persons skilled in the art will recognize that, in general, the terms used herein, and particularly in the appended claims (e.g., bodies of the appended claims) are generally intended as "open" terms (e.g., the term "including" shall be construed as "including, but not limited to", the term "having" shall be construed as "having, at least", the term "includes" shall be construed as "includes, but is not limited to ", etc.). It will further be understood by those skilled in the art that, when a specific number of an introduced claim statement is intended, such intention will be expressly mentioned in the claim and, in the absence of such mention, no intention will be present. For example, as an aid to understanding, the following attached claims may contain use of the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce claim mentions. However, the use of such phrases should not be interpreted as implying that the introduction of a mention of the claim by the indefinite articles "a, ones" or "a, ones" limits any specific claim containing the introduced claim mention to claims containing only such mention, even when the same claim includes the introductory phrases "one or more" or "at least one" and indefinite articles such as "one, ones" or "a, ones" (e.g., "one, ones" and /or "one" should typically be interpreted as meaning "at least one" or "one or more"); the same goes for the use of definite articles used to introduce claims.

[00647] Além disso, mesmo se um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for explicitamente mencionado, os versados na técnica reconhecerão que essa menção precisa ser tipicamente interpretada como significando ao menos o número mencionado (por exemplo, a mera menção de "duas menções", sem outros modificadores, tipicamente significa ao menos duas menções, ou duas ou mais menções). Além disso, em casos onde é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B e C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Em casos nos quais é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B ou C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Será adicionalmente entendido pelos versados na técnica que tipicamente uma palavra e/ou uma frase disjuntiva apresentando dois ou mais termos alternativos, quer na descrição, nas reivindicações ou nos desenhos, deve ser entendida como contemplando a possibilidade de incluir um dos termos, qualquer um dos termos ou ambos os termos, exceto quando o contexto determinar indicar algo diferente. Por exemplo, a frase "A ou B" será tipicamente entendida como incluindo as possibilidades de "A" ou "B" ou "A e B".[00647] Furthermore, even if a specific number of an introduced claim statement is explicitly mentioned, those skilled in the art will recognize that such mention needs to typically be interpreted as meaning at least the mentioned number (e.g., the mere mention of "two mentions", without other modifiers, typically means at least two mentions, or two or more mentions). Furthermore, in cases where a convention analogous to "at least one of A, B, and C, etc." is used, this construction is generally intended to have the sense in which the convention would be understood by (e.g., "a system that has at least one of A, B, and C" would include, but is not limited to, systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and/ or A, B and C together, etc.). In cases in which a convention analogous to "at least one of A, B, or C, etc." is used, this construction is generally intended to have the sense in which the convention would be understood by (e.g., "a system that has at least one of A, B, and C" would include, but is not limited to, systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and/or A , B and C together, etc.). It will further be understood by those skilled in the art that typically a word and/or a disjunctive phrase presenting two or more alternative terms, whether in the description, the claims or the drawings, should be understood as contemplating the possibility of including one of the terms, any of the terms or both terms, except when the context determines to indicate otherwise. For example, the phrase "A or B" will typically be understood as including the possibilities of "A" or "B" or "A and B".

[00648] Com respeito às reivindicações em anexo, os versados na técnica entenderão que as operações mencionadas nas mesmas podem, de modo geral, ser executadas em qualquer ordem. Além disso, embora vários diagramas de fluxos operacionais sejam apresentados em uma ou mais sequências, deve-se compreender que as várias operações podem ser executadas em outras ordens diferentes daquelas que estão ilustradas, ou podem ser executadas simultaneamente. Exemplos dessas ordenações alternativas podem incluir ordenações sobrepostas, intercaladas, interrompidas, reordenadas, incrementais, preparatórias, suplementares, simultâneas, inversas ou outras ordenações variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário. Ademais, termos como "responsivo a", "relacionado a" ou outros particípios adjetivos não pretendem de modo geral excluir essas variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário.[00648] With respect to the attached claims, those skilled in the art will understand that the operations mentioned therein can, in general, be performed in any order. Furthermore, although various operational flow diagrams are presented in one or more sequences, it should be understood that the various operations may be performed in orders other than those illustrated, or may be performed simultaneously. Examples of such alternative orderings may include overlapping, interleaved, interrupted, reordered, incremental, preparatory, supplementary, simultaneous, inverse, or other variant orderings, except where the context dictates otherwise. Furthermore, terms such as "responsive to", "related to" or other adjective participles are not generally intended to exclude these variants, except when the context dictates otherwise.

[00649] Vale notar que qualquer referência a "um (1) aspecto", "um aspecto", "uma exemplificação" ou "uma (1) exemplificação", e similares significa que um determinado recurso, estrutura ou característica descrito em conexão com o aspecto está incluído em ao menos um aspecto. Dessa forma, o uso de expressões como "em um (1) aspecto", "em um aspecto", "em uma exemplificação", "em uma (1) exemplificação", em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente ao mesmo aspecto. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicos podem ser combinados de qualquer maneira adequada em um ou mais aspectos.[00649] It is worth noting that any reference to "one (1) aspect", "an aspect", "an exemplification" or "one (1) exemplification", and the like means that a particular feature, structure or characteristic described in connection with the aspect is included in at least one aspect. Accordingly, the use of expressions such as "in one (1) aspect", "in one aspect", "in an exemplification", "in one (1) exemplification", in various places throughout this specification does not necessarily refer to the same aspect. Furthermore, specific features, structures or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more aspects.

[00650] Qualquer pedido de patente, patente, publicação não de patente ou outro material de descrição mencionado neste relatório descritivo e/ou mencionado em qualquer folha de dados de pedido está aqui incorporado a título de referência, até o ponto em que os materiais incorporados não são inconsistentes com isso. Desse modo, e na medida do necessário, a revelação como explicitamente aqui apresentada substitui qualquer material conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a título de referência, mas que entre em conflito com as definições, declarações, ou outros materiais de revelação existentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas até o ponto em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de revelação existente.[00650] Any patent application, patent, non-patent publication or other disclosure material mentioned in this specification and/or mentioned in any application data sheet is incorporated herein by reference, to the extent that the incorporated materials are not inconsistent with it. Accordingly, and to the extent necessary, the disclosure as explicitly set forth herein supersedes any conflicting material incorporated into the present invention by reference. Any material, or portion thereof, which is incorporated herein by reference but which conflicts with the existing definitions, statements, or other disclosure materials set forth herein is incorporated herein only to the extent that there is no conflict between the incorporated material and the existing developing material.

[00651] Em suma, foram descritos numerosos benefícios que resultam do emprego dos conceitos descritos no presente documento. A descrição anteriormente mencionada de uma ou mais modalidades foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Essa descrição não pretende ser exaustiva nem limitar a invenção à forma precisa revelada. Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Uma ou mais modalidades foram escolhidas e descritas com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que o versado na técnica use as várias modalidades e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado. Pretende-se que as reivindicações apresentadas em anexo definam o escopo global.[00651] In summary, numerous benefits have been described that result from the use of the concepts described in this document. The aforementioned description of one or more embodiments has been presented for purposes of illustration and description. This description is not intended to be exhaustive nor to limit the invention to the precise form disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. One or more embodiments have been chosen and described for the purpose of illustrating the principles and practical application and thereby enabling one skilled in the art to use the various modalities and with various modifications as may be convenient for the specific use contemplated. The attached claims are intended to define the overall scope.

[00652] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos numerados:[00652] Various aspects of the subject matter described in this document are defined in the following numbered examples:

[00653] Exemplo 1. Um sistema eletromecânico ultrassônico para um instrumento cirúrgico ultrassônico. O sistema eletromecânico ultrassônico compreende: um atuador de extremidade que compreende uma lâmina ultrassônica, um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica e um circuito de controle acoplado ao transdutor ultrassônico. O transdutor ultrassônico é configurado para oscilar ultrassonicamente a lâmina ultrassônica em resposta a um sinal de acionamento. O circuito de controle é configurado para: determinar uma primeira frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico, determinar uma segunda frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico à medida que a lâmina ultrassônica oscila contra um tecido e determinar uma composição do tecido de acordo com uma comparação entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00653] Example 1. An ultrasonic electromechanical system for an ultrasonic surgical instrument. The ultrasonic electromechanical system comprises: an end actuator comprising an ultrasonic blade, an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade, and a control circuit coupled to the ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is configured to ultrasonically oscillate the ultrasonic blade in response to a trigger signal. The control circuit is configured to: determine a first resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system, determine a second resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system as the ultrasonic blade oscillates against a tissue, and determine a composition of the tissue according to a comparison between the first resonance frequency and the second resonance frequency.

[00654] Exemplo 2. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1, em que a composição de tecido compreende uma razão entre tecido e elastina.[00654] Example 2. The ultrasonic electromechanical system according to Example 1, wherein the tissue composition comprises a ratio of tissue to elastin.

[00655] Exemplo 3. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 ou 2, em que o circuito de controle é configurado para ajustar um parâmetro operacional do instrumento cirúrgico ultrassônico de acordo com a composição do tecido.[00655] Example 3. The ultrasonic electromechanical system according to Example 1 or 2, wherein the control circuit is configured to adjust an operational parameter of the ultrasonic surgical instrument according to tissue composition.

[00656] Exemplo 4. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 3, em que o parâmetro operacional compreende pelo menos um dentre um limite de temperatura do tecido, um tempo de aquecimento da lâmina ultrassônica ou um limite de temperatura da lâmina ultrassônica.[00656] Example 4. The ultrasonic electromechanical system according to Example 3, wherein the operating parameter comprises at least one of a tissue temperature threshold, an ultrasonic blade heating time, or an ultrasonic blade temperature threshold .

[00657] Exemplo 5. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 4, em que o circuito de controle é configurado para controlar o transdutor ultrassônico para oscilar a lâmina ultrassônica em uma frequência não terapêutica para determinar a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00657] Example 5. The ultrasonic electromechanical system according to any one of Examples 1 to 4, wherein the control circuit is configured to control the ultrasonic transducer to oscillate the ultrasonic blade at a non-therapeutic frequency to determine the first frequency resonance frequency and the second resonance frequency.

[00658] Exemplo 6. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 5, que compreende adicionalmente uma memória acoplada ao circuito de controle. A memória armazena uma pluralidade de composições de tecido de acordo com um deslocamento da frequência de ressonância. O circuito de controle é configurado para determinar a composição do tecido por meio da obtenção, da memória, de uma indicação sobre qual dentre a pluralidade de composições de tecido corresponde a uma diferença entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00658] Example 6. The ultrasonic electromechanical system, according to any one of Examples 1 to 5, which additionally comprises a memory coupled to the control circuit. The memory stores a plurality of tissue compositions according to a resonant frequency shift. The control circuit is configured to determine the tissue composition by obtaining, from memory, an indication as to which of the plurality of tissue compositions corresponds to a difference between the first resonant frequency and the second resonant frequency.

[00659] Exemplo 7. O sistema eletromecânico ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 1 a 6, em que o circuito de controle é configurado para: aplicar o sinal de acionamento ao transdutor ultrassônico em uma pluralidade de frequências ao longo de uma faixa de frequências e determinar a primeira frequência de ressonância ou a segunda frequência de ressonância de acordo com uma frequência dentro da faixa de frequências na qual um sinal de tensão e um sinal de corrente do sistema eletromecânico ultrassônico resultantes do sinal de acionamento estão em fase.[00659] Example 7. The ultrasonic electromechanical system according to any one of Examples 1 to 6, wherein the control circuit is configured to: apply the drive signal to the ultrasonic transducer at a plurality of frequencies over a range of frequencies and determine the first resonance frequency or the second resonance frequency according to a frequency within the frequency range in which a voltage signal and a current signal of the ultrasonic electromechanical system resulting from the drive signal are in phase.

[00660] Exemplo 8. Um gerador ultrassônico conectável a um sistema eletromecânico ultrassônico que compreende uma lâmina ultrassônica e um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica. O gerador ultrassônico compreende um circuito de controle acoplável ao transdutor ultrassônico. O circuito de controle é configurado para: aplicar um sinal de acionamento ao transdutor ultrassônico para fazer com que o transdutor ultrassônico oscile a lâmina ultrassônica; determinar uma primeira frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico; determinar uma segunda frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônico à medida que a lâmina ultrassônica oscila contra um tecido; e determinar uma composição do tecido de acordo com uma comparação entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00660] Example 8. An ultrasonic generator connectable to an ultrasonic electromechanical system comprising an ultrasonic blade and an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade. The ultrasonic generator comprises a control circuit attachable to the ultrasonic transducer. The control circuit is configured to: apply a drive signal to the ultrasonic transducer to cause the ultrasonic transducer to oscillate the ultrasonic blade; determine a first resonance frequency of the ultrasonic electromechanical system; determining a second resonant frequency of the ultrasonic electromechanical system as the ultrasonic blade oscillates against a tissue; and determining a tissue composition according to a comparison between the first resonance frequency and the second resonance frequency.

[00661] Exemplo 9. O gerador ultrassônico, de acordo com o Exemplo 8, em que a composição de tecido compreende uma razão entre tecido e elastina.[00661] Example 9. The ultrasonic generator according to Example 8, wherein the tissue composition comprises a ratio of tissue to elastin.

[00662] Exemplo 10. O gerador ultrassônico, de acordo com o Exemplo 8 ou 9, em que o circuito de controle é configurado para ajustar um parâmetro operacional do sistema eletromecânico ultrassônico de acordo com a composição do tecido.Exemplo 11. O gerador ultrassônico, de acordo com o Exemplo 10, em que o parâmetro operacional compreende pelo menos um dentre um limite de temperatura do tecido, um tempo de aquecimento da lâmina ultrassônica ou um limite de temperatura da lâmina ultrassônica.[00662] Example 10. The ultrasonic generator according to Example 8 or 9, wherein the control circuit is configured to adjust an operational parameter of the ultrasonic electromechanical system according to the tissue composition. Example 11. The ultrasonic generator , according to Example 10, wherein the operating parameter comprises at least one of a tissue temperature threshold, an ultrasonic blade heating time, or an ultrasonic blade temperature threshold.

[00663] Exemplo 12. O gerador ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 8 a 11, em que o circuito de controle é configurado para controlar o transdutor ultrassônico para oscilar a lâmina ultrassônica em uma frequência não terapêutica para determinar a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00663] Example 12. The ultrasonic generator according to any one of Examples 8 to 11, wherein the control circuit is configured to control the ultrasonic transducer to oscillate the ultrasonic blade at a non-therapeutic frequency to determine the first frequency of resonance and the second resonance frequency.

[00664] Exemplo 13. O gerador, de acordo com qualquer um dos Exemplos 8 a 12, que compreende adicionalmente uma memória acoplada ao circuito de controle. A memória armazena uma pluralidade de composições de tecido de acordo com um deslocamento da frequência de ressonância. O circuito de controle é configurado para determinar a composição do tecido por meio da obtenção, da memória, de uma indicação sobre qual dentre a pluralidade de composições de tecido corresponde a uma diferença entre a primeira frequência de ressonância e a segunda frequência de ressonância.[00664] Example 13. The generator, according to any one of Examples 8 to 12, which additionally comprises a memory coupled to the control circuit. The memory stores a plurality of tissue compositions according to a resonant frequency shift. The control circuit is configured to determine the tissue composition by obtaining, from memory, an indication as to which of the plurality of tissue compositions corresponds to a difference between the first resonant frequency and the second resonant frequency.

[00665] Exemplo 14. O gerador ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 8 a 13, em que o circuito de controle é configurado para: aplicar o sinal de acionamento ao transdutor ultrassônico em uma pluralidade de frequências ao longo de uma faixa de frequências e determinar a primeira frequência de ressonância ou a segunda frequência de ressonância de acordo com uma frequência dentro da faixa de frequências na qual um sinal de tensão e um sinal de corrente do sistema eletromecânico ultrassônico resultantes do sinal de acionamento estão em fase.[00665] Example 14. The ultrasonic generator according to any one of Examples 8 to 13, wherein the control circuit is configured to: apply the drive signal to the ultrasonic transducer at a plurality of frequencies over a range of frequencies and determine the first resonance frequency or the second resonance frequency according to a frequency within the frequency range in which a voltage signal and a current signal of the ultrasonic electromechanical system resulting from the drive signal are in phase.

[00666] Exemplo 15. Um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende: um atuador de extremidade que compreende uma lâmina ultrassônica, um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica, uma fonte de infravermelho configurada para emitir energia infravermelha em um tecido dentro do atuador de extremidade, um detector de infravermelho e um circuito de controle acoplado ao transdutor ultrassônico e ao detector de infravermelho. O transdutor ultrassônico é configurado para oscilar ultrassonicamente a lâmina ultrassônica em resposta a um sinal de acionamento. O circuito de controle é configurado para: receber energia infravermelha refletida pelo tecido através do detector de infravermelho e determinar a composição do tecido de acordo com a energia infravermelha refletida.[00666] Example 15. An ultrasonic surgical instrument comprising: an end actuator comprising an ultrasonic blade, an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade, an infrared source configured to emit infrared energy into a tissue within the end actuator, an infrared detector and a control circuit coupled to the ultrasonic transducer and the infrared detector. The ultrasonic transducer is configured to ultrasonically oscillate the ultrasonic blade in response to a trigger signal. The control circuit is configured to: receive infrared energy reflected from the tissue through the infrared detector and determine the composition of the tissue according to the reflected infrared energy.

[00667] Exemplo 16. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 15, em que a composição de tecido compreende uma razão entre tecido e elastina.[00667] Example 16. The ultrasonic surgical instrument according to Example 15, wherein the tissue composition comprises a ratio of tissue to elastin.

[00668] Exemplo 17. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 15 ou 16, em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para ajustar um parâmetro operacional do instrumento cirúrgico ultrassônico de acordo com a composição do tecido.[00668] Example 17. The ultrasonic surgical instrument according to Example 15 or 16, wherein the control circuit is further configured to adjust an operating parameter of the ultrasonic surgical instrument according to tissue composition.

[00669] Exemplo 18. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 17, em que o parâmetro operacional compreende pelo menos um dentre um limite de temperatura do tecido, um tempo de aquecimento da lâmina ultrassônica ou um limite de temperatura da lâmina ultrassônica.[00669] Example 18. The ultrasonic surgical instrument according to Example 17, wherein the operating parameter comprises at least one of a tissue temperature threshold, an ultrasonic blade heating time, or an ultrasonic blade temperature threshold .

[00670] Exemplo 19. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 15 a 18, que compreende adicionalmente uma memória acoplada ao circuito de controle. A memória armazena uma pluralidade de composições de tecido de acordo com a energia infravermelha refletida. O circuito de controle é configurado para determinar a composição do tecido por meio da obtenção, da memória, de uma indicação sobre qual dentre a pluralidade de composições de tecido corresponde à energia infravermelha refletida.[00670] Example 19. The ultrasonic surgical instrument according to any one of Examples 15 to 18, which further comprises a memory coupled to the control circuit. The memory stores a plurality of tissue compositions according to the reflected infrared energy. The control circuit is configured to determine the composition of the tissue by obtaining, from memory, an indication as to which of the plurality of tissue compositions corresponds to the reflected infrared energy.

[00671] Exemplo 20. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 15 a 19, em que o atuador de extremidade compreende adicionalmente um braço de aperto móvel de modo articulado em relação à lâmina ultrassônica e pelo menos um dentre a fonte de infravermelho e o detector de infravermelho está disposto no braço de aperto.[00671] Example 20. The ultrasonic surgical instrument according to any one of Examples 15 to 19, wherein the end actuator further comprises a clamping arm pivotally movable relative to the ultrasonic blade and at least one of the source infrared sensor and the infrared detector is arranged on the clamping arm.

Claims (6)

1. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), compreende: um atuador de extremidade (130400) que compreende uma lâmina ultrassônica (130404); um transdutor ultrassônico acusticamente acoplado à lâmina ultrassônica (130404), sendo que o transdutor ultrassônico é configurado para oscilar ultrassonicamente a lâmina ultrassônica (130404) em resposta a um sinal de acionamento; caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma fonte de infravermelho (130416) configurada para emitir energia infravermelha em um tecido (130410) dentro do atuador de extremidade (130400); um detector de infravermelho (130418); e um circuito de controle (130420) acoplado ao transdutor ultrassônico e ao detector de infravermelho (130418), sendo que o circuito de controle (130420) é configurado para: receber energia infravermelha refletida pelo tecido (130410) por meio do detector de infravermelho (130418); e determinar uma composição do tecido (130410) de acordo com a energia infravermelha refletida.1. Ultrasonic surgical instrument (130150), comprising: an end actuator (130400) comprising an ultrasonic blade (130404); an ultrasonic transducer acoustically coupled to the ultrasonic blade (130404), the ultrasonic transducer being configured to ultrasonically oscillate the ultrasonic blade (130404) in response to a drive signal; characterized by the fact that it further comprises: an infrared source (130416) configured to emit infrared energy into a tissue (130410) within the end actuator (130400); an infrared detector (130418); and a control circuit (130420) coupled to the ultrasonic transducer and the infrared detector (130418), wherein the control circuit (130420) is configured to: receive infrared energy reflected by the tissue (130410) through the infrared detector ( 130418); and determining a composition of the tissue (130410) according to the reflected infrared energy. 2. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de tecido (130410) compreende uma razão entre tecido (130410) e elastina.2. Ultrasonic surgical instrument (130150), according to claim 1, characterized by the fact that the tissue composition (130410) comprises a ratio of tissue (130410) to elastin. 3. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle (130420) é configurado para ajustar um parâmetro operacional do instrumento cirúrgico ultrassônico (130150) de acordo com a composição do tecido (130410).3. Ultrasonic surgical instrument (130150), according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the control circuit (130420) is configured to adjust an operational parameter of the ultrasonic surgical instrument (130150) according to the composition of the fabric (130410). 4. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o parâmetro operacional compreende pelo menos um dentre um limite de temperatura do tecido (130410), um tempo de aquecimento da lâmina ultrassônica (130404), ou um limite de temperatura da lâmina ultrassônica (130404).4. Ultrasonic surgical instrument (130150), according to claim 2, characterized by the fact that the operational parameter comprises at least one of a tissue temperature limit (130410), an ultrasonic blade heating time (130404), or an ultrasonic blade temperature limit (130404). 5. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma memória acoplada ao circuito de controle (130420), sendo que a memória armazena uma pluralidade de composições de tecido (130410) de acordo com a energia infravermelha refletida;sendo que o circuito de controle (130420) é configurado para determinar a composição de tecido do tecido (130410) obtendo, a partir da memória, qual dentre a pluralidade de composições de tecido (130410) corresponde à energia infravermelha refletida.5. Ultrasonic surgical instrument (130150), according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that it additionally comprises: a memory coupled to the control circuit (130420), the memory storing a plurality of tissue compositions (130410) according to the reflected infrared energy; wherein the control circuit (130420) is configured to determine the fabric composition of the fabric (130410) by obtaining, from memory, which of the plurality of fabric compositions (130410 ) corresponds to the reflected infrared energy. 6. Instrumento cirúrgico ultrassônico (130150), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: o atuador de extremidade (130400) compreende adicionalmente um braço de aperto (130402) móvel de modo articulado em relação à lâmina ultrassônica (130404); e pelo menos um dentre a fonte de infravermelho (130416) e o detector de infravermelho (130418) está disposto no braço de aperto (130402).6. Ultrasonic surgical instrument (130150), according to claim 5, characterized by the fact that: the end actuator (130400) additionally comprises a clamping arm (130402) pivotably movable with respect to the ultrasonic blade (130404) ; and at least one of the infrared source (130416) and the infrared detector (130418) is disposed on the clamping arm (130402).
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