JP2012120842A

JP2012120842A - 触覚フィードバックを有する外科用ステープラー

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Publication number: JP2012120842A
Application number: JP2011267665A
Authority: JP
Inventors: Christopher Ullrich; ウルリッヒクリストファー; Ali Modarres; モダーレスアリ; Pedro Gregorio; グレゴリオペドロ; Cheryl Shimek; シメクシェリル
Original assignee: Immersion Corp
Current assignee: Immersion Corp
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: CN102525582B; EP2462878B1; EP2462878A1; JP6109474B2; US8523043B2; CN102525582A; US20120138658A1

Abstract

【課題】外科処置に関する改善されたフィードバックを有する改善された外科用ステープラーを提供する。
【解決手段】ステープラー１００は、ハンドル１０２に一体化された、関連フィードバックを少なくとも触覚効果の形態でユーザーに生成するフィードバックシステムを含む。フィードバックシステムは、体内組織特性、すなわち、ステープラーのジョー１０８，１０９内に位置する体内組織又は他の構造部のタイプ、量又は厚さが選択されたステープラーカートリッジに適切であるかどうか、ステープルの適正な長さがジョー内に位置する体内組織の長さに基づいて発射されたかどうか、血管がステープラーのジョー内に位置しているかどうか、ステープル留めプロセスがステープラーのジョー内に位置する体内組織を支障なく密封したかどうか、切開要素の位置、及び／又はステープル留め処置又は発射サイクルが完了したときをユーザーに警報する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、体内組織を処置する外科用器具であって、体内組織の処置に関する情報を処理し、統合された１つ又は複数のフィードバックモードでユーザーに、該器具のハンドルに表示する、外科用器具に関する。

外科医が内臓器官にアクセスするために患者の皮膚に比較的大きな切開部を切り込む開腹手術とは対照的に、低侵襲性外科処置は、比較的小さな切開部を作り、次いでこの切開部を通じて器具を挿入してそれらの器官にアクセスすることによって行われる。通常、低侵襲性手術は結果として、入院期間がより短く、治療要件が減り、痛みが少なく、傷跡が小さく、かつ、合併症がより少ない。

小さな切開部を伴う低侵襲性外科処置は、開腹手術よりも多くの利点を有しているが、依然として外科医に課題をもたらす可能性がある。例えば、外科医は通常、患者の内臓器官を見て器具の動き及び操作がどの程度それらの器官に作用しているかを確かめるために、切開部を通じて導入される小型カメラに頼らねばならない。このカメラは画像をビジュアルディスプレイへ送信し、外科医が内臓器官及び体内組織を見ること、並びにそれらの器官及び体内組織に対する他の低侵襲器具の作用を確かめることを可能にするものである。このように、外科医は、腹腔鏡手術、切開、焼灼、内視鏡検査、遠隔手術等を行うことができる。

しかしながら、開腹手術と比較して、低侵襲性手術は、視覚及び触角による知覚に限界があり、このタイプの手術に固有の課題をもたらす。開腹手術及び低侵襲性手術の双方に関連する主要な懸念事項の１つは、力の不適切な使用が場合によって引き起こす体内組織損傷の可能性である。例えば、外科用ステープラーは、体内組織に長手方向に切開部を作ると同時にその切開部の対向する両側にステープルラインを施す遠位端を含む。外科用ステープラーの遠位端は体内組織をクランプ又は把持するジョーを備えており、ユーザーが装置に応じて１回の発射ストローク又は複数回の発射ストロークで外科用ステープラーを発射させる。開腹手術及び低侵襲性手術の双方では、ステープル留めされる体内組織が外科用ステープラーのジョー内にクランプされるが、ユーザーには見えず、そのため、外科処置に関連する特定の体内組織特性において、直接可視化は有用ではない。外科用ステープラーの発射により、クランプされた体内組織が切断及びステープル留めされる。モーター駆動式の外科用ステープラーでは、切開／ステープル留め作業は単にボタン又は発射トリガーを押すだけで作動する。しかしながら、ユーザーは、ステープルを展開することの制御を維持することを好み、また、装置のハンドルに感じられる力が大きすぎると感じる場合、又は何らかの他の臨床上の理由から、展開をいつでも停止することができることを好む。

したがって、改善された外科用ステープラーが必要とされており、特に、外科処置に関連する改善されたフィードバックを有するモーター駆動式の外科用ステープラーが必要とされている。

本発明の一態様によれば、外科用器具システムが提供される。外科用器具システムは、体内組織をステープル留めするように動作可能な外科用器具であって、シャフトを介してハンドルに接続されている体内組織ステープル留め機構を備える遠位部と、体内組織特性を監視するように構成されている、外科用器具に連結されているセンサーと、該センサーに電気的に接続されている制御システムであって、該センサーから受け取った信号からのセンサー情報を計算し、該センサー情報を処理して信号コマンドにする、制御システムと、ハンドルに連結されているとともに該制御システムに電気的に接続されている１つ又は複数の触覚アクチュエーターを含むフィードバックシステムとを含み、制御システムは、信号コマンドをフィードバックシステムに伝達し、該フィードバックシステムは、信号コマンドを用いてセンサー情報に関する触覚フィードバックをハンドルに生成する。

本発明の別の態様によれば、体内組織ステープル留め外科処置中にフィードバックをユーザーに与える方法が提供される。この方法は、外科用器具の遠位部に取り付けられている少なくとも１つのセンサーを介して体内組織ステープル留め外科処置中に体内組織特性を監視するステップと、センサー情報を処理するステップと、触覚フィードバックを外科用器具のハンドルに伝達するステップであって、触覚フィードバックはセンサー情報に関するものである、伝達するステップとを含む。

本発明の一実施形態による、腹腔鏡外科用器具を含む外科用器具システム及び外部制御システムの側面図である。図１の遠位端の拡大斜視図である。図１の外科用器具の遠位端内に体内組織をクランプする方法を示す、図１の外科用器具の動作を示す図ある。クランプされた体内組織にステープルを発射する方法を示す、図１の外科用器具の動作を示す図である。図１の外科用器具システムのブロック図である。組織異方性に関する触覚効果がユーザーに伝達される、本発明の一実施形態による外科用器具システムのブロック図である。外科用器具のジョー内の体内組織の量又は厚さ及びステープルカートリッジ選択の確認に関する触覚効果がユーザーに伝達される、本発明の一実施形態による外科用器具システムのブロック図である。外科用器具のジョー内の血管感知に関する触覚効果がユーザーに伝達される、本発明の一実施形態による外科用器具システムのブロック図である。切開要素の状態に関する触覚効果がユーザーに伝達される、本発明の一実施形態による外科用器具システムのブロック図である。本発明の一実施形態による、触覚フィードバック機構及び聴覚フィードバック機構を有する外科用器具システムの側面図である。本発明の別の実施形態による、触覚フィードバック機構、聴覚フィードバック機構及び視覚フィードバック機構を有する外科用器具システムの側面図である。

本発明の上記の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面に示されているような本発明の実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。本明細書に組み込まれているとともに本明細書の一部をなす添付の図面は更に、本発明の原理を説明するとともに関連技術の当業者が本発明を作製及び利用することを可能にする役割を果たす。図面は一定の縮尺ではない。

ここで、本発明の具体的な実施形態を、図を参照しながら説明し、図中、同様の参照符号は同一であるか又は機能上同様の要素を示す。用語「遠位」及び「近位」は以下の記載において、処置を行う臨床医に対する位置又は方向に対して用いられる。「遠位」又は「遠位方向に」は、臨床医から遠い位置又は臨床医から離れた方向にある位置を指す。「近位」及び「近位方向に」は、臨床医に近い位置又は臨床医に向かう方向にある位置を指す。

以下の詳細な説明は本質的に例示にすぎず、本発明又は本発明の用途及び使用を限定することを意図しない。さらに、前掲の技術分野、背景、概説又は以下の詳細な説明において提示されている、明示又は示唆されたいかなる理論によっても束縛する意図はない。

本発明の実施形態は、体内組織を切開及びステープル留めする腹腔鏡ステープラー１００と、器具１００からのセンサー情報を処理する制御システム１１２と、関連フィードバックを少なくとも触覚効果の形態でユーザーに生成する、器具１００に一体化されたタクタイルフィードバックシステム１２０とを含む外科用器具システム１０１に関する。より詳細に本明細書において説明するように、フィードバックシステム１２０によって与えられるタクタイルフィードバックは、限定はしないが、ステープラーのジョー内に位置する体内組織又は他の構造のタイプ（すなわち組織異方性）、ステープラーのジョー内に位置する体内組織の厚さが選択されたステープラーカートリッジに適切であるかどうか、ステープラーのジョー内に位置する体内組織の長さが選択されたステープラーカートリッジに適切であるかどうか、血管がステープラーのジョー内に位置しているかどうか、切開要素の位置、及び／又は、ステープル留め処置若しくは発射サイクルが完了したとき等、体内組織特性を器具のユーザーに警報する。

図１〜図５は、外科用器具すなわちステープラー１００と制御システム１１２とを含む例示的な外科用器具システム１０１の一実施形態を示す。図１及び図２を参照すると、１つの実施形態では、ステープラー１００は、トロカール又は他の低侵襲性アクセスポートを通して挿入されるように構成されている腹腔鏡器具である。別の実施形態（図示せず）では、ステープラー１００は切開医療用体内組織密封処置用に適合された外科用器具である。ステープラー１００は、ハンドル部分１０２と、シャフト１０４と、より詳細に本明細書において説明するように間で体内組織をクランプ及びステープル留めするジョー部材１０８、１０９を有する遠位部１０６とを含む。図２に最もよく示すように、ジョー部材１０８は、内部に少なくとも２列のステープルが側方に離間しているステープルカートリッジ１１０を解放可能に受け入れるようにサイズ決めされた細長いチャネルを形成しており、ジョー部材１０９は、ステープル形成ポケット（図示せず）がカートリッジ内のステープル列と位置合わせされている、枢動可能に並進可能なクランプ部材又はアンビルを画定している。器具１００はまた、クランプされた組織を切開又は離断する、ジョー部材１０８、１０９内で長手方向に前進することができる切開要素１１９を含むこともできる。例示目的のためだけに、切開要素１１９は、開いたジョー部材１０８、１０９内で部分的に展開しているものとして図１に示されている。当業者に理解されるように、動作の際、切開要素１１９は、ジョー部材１０８、１０９が内部に体内組織をクランプした状態で閉じ合わされたときにのみ、前進／展開する。シャフト１０４は、ハンドル部分１０２を遠位部１０６に接続するように、かつ、ハンドル部分１０２の機械的作用を遠位部１０６に伝達するように設計されている。例えば、ハンドル部分１０２の動作は、ハンドル部分１０２から遠位部１０６に延在する内部機械コネクター（図示せず）を通じてジョー部材１０８、１０９を開閉する。ステープラー１００が腹腔鏡器具である図１の実施形態の幾つかの例によれば、シャフト１０４は長さが約２０ｃｍ〜３０ｃｍとすることができ、遠位部１０６は長さが６ｃｍ〜８ｃｍとすることができる。加えて、シャフト１０４は直径が典型的には１０ｍｍ又は１２ｍｍであるが、直径が３ｍｍ及び５ｍｍである器具を用いる場合もある。

ハンドル部分１０２は、ハンドルグリップ１０５と、閉鎖トリガー１２３と、発射トリガー１２１とを備える。一実施形態では、ハンドル部分１０２は、体内組織を把持及びクランプするようにジョー部材１０８、１０９を所定位置に回転させる回転可能なノブ１０３を備えることもできる。動作の際、閉鎖トリガー１２１が先に作動する。体内組織がジョー部材間に位置決めされた後、ジョー部材１０８、１０９は間に体内組織をクランプするように閉じ合わされる。図３に示すように、閉鎖トリガー１２１をハンドルグリップ１０５のすぐ隣の所定位置に引き戻すことによって、ジョー部材又はアンビル１０９がジョー部材１０８の方へ閉じて該アンビルとジョー部材１０８内に位置するステープルカートリッジ１１０との間に位置決めされた体内組織をクランプする。アンビルが閉じられて体内組織クランプ位置にくると該アンビルと係合するようにロックピン（図示せず）をステープルカートリッジ１１０に位置付けることができる。体内組織のクランプが行われた後、次いで、図４に示すように発射トリガー１２１がハンドルグリップ１０５の方へ動くことによって作動して、クランプされた体内組織を切開及びステープル留めすることができる。機械的なステープラー（すなわち、非モーター駆動ステープラー）を用いる１つの実施形態では、発射トリガー１２１の作動により、手動解放発射ボタン１１１が出るが、このことをユーザーが用いて、処置中いつでも任意の臨床上の理由からステープルの展開を手動で停止させることができる。より詳細には、器具１００は、切開要素１１９を介して体内組織中に長手方向に切開部を作ると同時に、その切開部の対向する両側にステープルラインを施す。同時に切開及びステープル留めすることは、それぞれ切断だけ及びステープル留めだけする種々の外科用器具を用いてそのような作用を順次に行う場合に生じる可能性がある複雑性を回避する。ステープルの発射はモーター１１４（図５に示す）によって行うことができる。モーター１１４は切開要素１１９を遠位に駆動し、切開要素１１９の移動により、ステープルカートリッジ１１０のステープルを、切断された体内組織内へ、閉じたアンビル１０９に抗して駆動し、これによりステープルを形成するか又は閉鎖して、切断された組織を固定する。一実施形態では、ステープラー１００は、例えば、公開された米国特許出願公開第２００７／０１７５９６２号（その内容は全体が参照により本明細書に援用される）において図示及び記載されているモーター駆動式の外科用ステープラー等、本明細書での使用に適合した任意の適したモーター駆動式の外科用ステープラーとすることができる。別の実施形態では、ステープラー１００は、例えば、Ethicon Endo-Surgery社によるＥｃｈｅｌｏｎ（商標）６０ＥＮＤＯＰＡＴＨ（登録商標）ステープラー等、本明細書での使用に適合した機械的な非モーター駆動式のステープラーとすることができる。発射トリガー１２１は、ユーザーによって解放されると図１に示す開位置に戻る。ハンドル部分１０２は、ロックされた閉鎖トリガー１２３を解放する解放ボタン１０７を含むことができる。

図５は、外科用器具システム１０１の主要な構成部材間の関係を更に示す、外科用器具システム１０１のブロック図である。制御システム１１２は、触覚効果をユーザーに与えるために、器具１００及び器具１００のハンドル部分１０２に連結されている１つ又は複数のセンサー１４０とやりとりする。より詳細には、制御システム１１２は、切開要素１１９を駆動するモーター１１４と、より詳細に本明細書において説明するように器具１００の１つ又は複数のセンサー１４０から測定信号又はデータを受け取るプロセッサ１１６と、該プロセッサ１１６からのセンサー情報を処理してタクタイルフィードバック信号又はコマンドにするように構成されている制御装置又はタクタイルマッピングロジック１１８とを含む。１つの実施形態では、モーター１１４、プロセッサ１１６及びタクタイルマッピングロジック１１８は、ステープラー１００から分離した一体型の外部構成部材に組み合わせられ、内部ワイヤー又は外部ワイヤーを介してセンサー１４０及び触覚フィードバックシステム１２０に電気的に接続されている。別の言い方をすれば、制御システム１１２の構成部材は全て、同じ外部器械ユニット内にあるものとすることができる。例示目的のためだけに、図１は、制御システム１１２を器具１００に電気的に接続するリード線１１３、及び制御システム１１２をタクタイルフィードバックシステム１２０に電気的に接続するリード線１１７を例示している。別の実施形態では、モーター１１４、プロセッサ１１６及び／又はタクタイルマッピングロジック１１８は、一緒に電気的に接続される別個の外部構成部材とすることができる。また別の実施形態では、モーター１１４、プロセッサ１１６及びタクタイルマッピングロジック１１８のうち１つ又は複数は、ステープラー１００のハンドル部分１０２内又はハンドル部分１０２の上に取り付けることができ、内部ワイヤーのみを介してセンサー１４０及び触覚フィードバックシステム１２０に電気的に接続される。例えば、公開された米国特許公開出願第２００７／０１７５９６２号（その全体が参照により本明細書に援用される）において記載されているように、モーター１１３をハンドル部分１０２に設けることができる。

より詳細に本明細書で説明するように、センサー（複数の場合もあり）１４０は、所望の触覚効果に応じて、電流センサー、ＲＰＭセンサー、変位センサー若しくは位置センサー及び／又は圧力センサーのうちの１つ又は複数を含むことができる。プロセッサ１１６は、１つ又は複数のリード線又は他の伝達媒体（図示せず）を介してセンサー１４０に電気的に接続されている。器具の動作中、プロセッサ１１６は、タクタイルマッピングロジック１１８に正しい形式の入力を供給するために、センサー（複数の場合もあり）１４０からデータ又は測定値を受け取り、それに従って必要に応じてセンサーのデータ／測定値を処理又は分析する。プロセッサ１１６は、マイクロプロセッサ等の論理リソースを含むことができ、センサー１４０（複数の場合もあり）からのデータ／測定値を分析及び格納するのに必要とされる他の特定のセンサー依存構成部材を更に含むことができる。

プロセッサ１１６は、器具１００の１つ又は複数のセンサーから導出された情報をタクタイルマッピングロジック１１８に出力し、このタクタイルマッピングロジック１１８が特定のアルゴリズム及び術者の選定に従って情報を更に処理する。より具体的には、タクタイルマッピングロジック１１８は、器具のセンサー（複数の場合もあり）から導出された、感知／計算された値を、タクタイルフィードバック信号又はコマンドにマッピングするように構成されている。マッピングは、ファンクションテーブル若しくはルックアップテーブルを含むことができるか、又は、より複雑なアルゴリズム、システムの推定、及び必要であれば有限状態機械を含むことができる。タクタイルマッピングロジック１１８は、どの触覚効果が果たされるべきか、かつ感知／計算された値に応じてその効果を果たす順番を決定する。タクタイルマッピングロジック１１８は、汎用又は特定用途の処理装置又はマイクロコントローラーとすることができる。１つの実施形態では、タクタイルマッピングロジック１１８はデータ及び／又は命令を格納するメモリーデバイス（図示せず）と関連付けることができる。メモリーデバイスは、任意のタイプの格納デバイス又はランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）若しくはリードオンリーメモリー（「ＲＯＭ」）等のコンピューター可読媒体とすることができる。メモリーデバイスは、タクタイルマッピングロジック１１８が実行する論理命令、コマンド及び／又はコードを格納する。メモリーデバイスはまた、制御システム１１２の内部に位置することもできるか、又は内部メモリー及び外部メモリーの任意の組合せとすることもできる。別の実施形態では、論理命令、コマンド及び／又はコードはハードウェア内でインプリメントすることができ、離散論理回路部、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、プログラマブルゲートアレイ（「ＰＧＡ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）等、又はそれらの任意の組み合わせを用いて、タクタイルマッピングロジック１１８内に組み込むことができる。更に別の実施形態では、論理命令、コマンド及び／又はコードは、タクタイルマッピングロジック１１８内のハードウェアと、メモリー内に格納されたソフトウェア／ファームウェアとの双方でインプリメントすることができる。そのような機能に関する記載は、プロセッサ１１６とは別に説明されるが、例示目的のためにすぎず、同じ器械をプロセッサ１１６及びタクタイルマッピングロジック１１８として用いることができることが当業者によって理解されるはずである。

タクタイルマッピングロジック１１８は、処置を行う際に術者にフィードバック情報を与えるように、器具１００のハンドル部分１０２に連結されている触覚フィードバックシステム１２０に制御信号を出力する。制御信号は、タクタイルマッピングロジック１１８を触覚フィードバックシステム１２０に電気的に接続する第３のリード線又はテザー１１７（図１を参照のこと）を介して伝達される。別のリード線（図示せず）も制御システム１１２とハンドル部分１０２との間に設けて、ハンドル部分１０２内に位置する低電圧アクチュエーター回路用の分離アース線を与えることもできる。

触覚フィードバックシステム１２０は少なくともアクチュエーター駆動回路１２２（図２に示す）を含み、このアクチュエーター駆動回路１２２は、術者に触覚フィードバックを与えるように触覚アクチュエーター１２４（同様に図２のように示す）に連結されている。フィードバックを術者に与えるために、触覚フィードバックシステム１２０が制御システム１１２に電気的に接続されている。１つの実施形態では、コマンドをタクタイルマッピングロジック１１８から触覚アクチュエーター１２４に伝達するために、制御システム１１２がモーター電圧をリード線又はテザー１１７に沿って器具１００のハンドル部分１０２に供給する。より詳細に本明細書で説明するように、触覚アクチュエーター１２４として、所望の触覚効果を与える、器具１００に連結されている摩擦ブレーキ又は動的モーターが挙げられるがこれらに限定されないもののような任意の適した器械を用いる１つ又は複数の振動触覚アクチュエーター又は運動感覚アクチュエーターを挙げることができるがこれらに限定されない。したがって、タクタイルマッピングロジック１１８は制御信号を駆動回路１２２に出力し、この駆動回路１２２は、所望の触覚効果を生じさせるのに必要とされる電流及び電圧を触覚アクチュエーター１２４に供給するのに用いられる電子構成部材及び回路部を含む。上述したように、第４のリード線（図示せず）も制御システム１１２とハンドル部分１０２との間に設けてハンドル部分１０２内の駆動回路１２２用の分離アース線を提供することもでき、そのため、タクタイルマッピングロジック１１８が、２つの導体を有する分離ＤＣ電圧線を介して触覚フィードバックシステム１２０とやりとりする。

振動触覚フィードバック、運動感覚フィードバック、ハンドルの変形、並びに／又はテクスチャー及び熱等の他のタイプのタクタイルフィードバックを含む触覚フィードバックを生成してユーザーに与えることができる。触覚アクチュエーター１２４は、電磁モーター、偏心質量体がモーターによって動く偏心回転質量（「ＥＲＭ」）アクチュエーター、ばねに取着された質量体が前後に駆動されるリニア共振アクチュエーター（「ＬＲＡ」）、形状記憶合金、信号に応答して変形する電気活性ポリマー、剛性を変える機構、振動触覚アクチュエーター、慣性アクチュエーター、圧電アクチュエーター又は他の適したタイプの作動デバイスを含むことができる。１つの実施形態では、触覚アクチュエーター１２４は慣性アクチュエーターとして実装されて術者に振動触覚フィードバックを与えることができる。別の実施形態では、運動感覚触覚フィードバックは例えば、ハンドル部分１０２の剛性／減衰を変えるソレノイド、ハンドル部分１０２のサイズを変更する小型のエアーバッグ、又は形状変更材料を用いることができる。本明細書における使用に適した駆動回路及び触覚アクチュエーターの詳細な説明は、２００７年９月２８日に出願された米国特許出願第１１／８６２，６３９号（代理人整理番号ＩＭＭ２７４）（その全体は参照により本明細書に援用される）において見い出すことができる。

１つの実施形態では、触覚アクチュエーター１２４は、触覚フィードバックのためにハンドル部分１０２に振動を発生させる振動触覚デバイスである。例えば、１つの実施形態では、ハンドル１０２全体にわたって高帯域幅振動触覚フィードバックを与えるために、ハンドル部分内の、外科医の手の掌、親指及び／又はそれ以外の指に対応する幾つかの場所に、１つ又は複数の振動触覚アクチュエーターを組み込むことができる。１００Ｈｚ〜２５０Ｈｚからの２．５Ｇよりも大きい応答とともに、共振における４Ｇ〜５Ｇの目標加速度が望ましいが、はるかに小さい可能な触角表示も有用であることが当業者によって理解されるであろう。１つの実施形態では、触覚アクチュエーター１２４の作動に関する移動質量構成部材は全て、器具１００の内部にある。

別の実施形態では、触覚アクチュエーター１２４は、触覚フィードバックのための、ハンドル部分１０２での動き、ロックアウト、バリヤー及び滞留表示（detent display）に対する可変抵抗を可能にする摩擦ブレーキ又はモーター等の運動感覚デバイスである。例えば、１つの実施形態では、体内組織を切開及びステープル留めする発射トリガー１２１並びに／又は体内組織をクランプする閉鎖トリガー１２３には、運動感覚触覚効果を可能にする運動感覚作動手段が備わっていることができる。加えて、１つ又は複数の運動感覚アクチュエーターを、ハンドル１０２のグラスパー部分全体に対する動きの抵抗を与えるように、ハンドル部分内の、外科医の手の掌、親指及び／又はそれ以外の指に対応する幾つかの場所に組み込むことができる。運動感覚アクチュエーターは、少なくとも著しく阻止する動きが可能であるだけではなく、滞留を表示することも可能でなければならない。例えば、１つの実施形態では、運動感覚アクチュエーターは、効果的な阻止力を示すために、印加された最大力の２０％〜３０％の抵抗を有することができる。別の実施形態では、運動感覚アクチュエーターは、「ロックアウト」モードを伝達するようにユーザーの動きを全て阻止することが可能であるものとすることができる。

前述したように、器具センサー（複数の場合もあり）のタイプ及びプロセッサ１１６の動作は所望の触覚効果に応じて決まる。図６に示す１つの実施形態では、タクタイルフィードバックシステム１２０は、器具１００のジョー内に位置する異常な構造部の存在をユーザーに警報するように組織異方性に関連する。外科用ステープラーを用いての外科処置中、視覚的閉鎖により、ステープラーのジョー内にある全ての構造部をユーザーがはっきりと確認することが妨げられる。加えて、自動発射システム及び／又は高い機械的利点により、ステープル発射のタクタイル構成部材が取り除かれており、そのため、どんなタイプの構造部を一緒にステープル留めしている可能性があるかにユーザーは気付かない。瘢痕組織、ブジー又はＮＧチューブ（NG tube：経鼻胃管）等、ステープル留めされるべきではない特定の標的が器具１００のジョー内に不慮にクランプされる可能性がある。したがって、１つの実施形態では、器具６００は、該器具６００に連結されているセンサー６４０と、制御システム内に組織異方性プロセッサ又はアルゴリズム６１６とを含む。１つの実施形態では、センサー６４０は、限定はしないが、テキサス州オースティン所在のSilicon Labs社製の電流センサー等、モーター１１４に連結される電流センサーとすることができる。別の実施形態では、センサー６４０はモーター１１４のＲＰＭを計算するのに用いられる、モーター１１４に連結されている任意のエンコーダーディスクである。また別の実施形態では、センサー６４０は、ジョー部材に沿った圧力分布を直接計測する、ステープラー６００のジョーに連結されている圧力センサーである。圧力分布を測定する、適した圧力センサーは、２００７年１２月１３日に出願された米国特許出願第１１／９５５，５６３号（代理人整理番号ＩＭＭ２７３）（その全体は参照により本明細書に援用される）に記載されている。組織異方性プロセッサ６１６は、センサー６４０（複数の場合もあり）から測定信号を連続的に受け取り、切開中にモーター１１４から感知された情報を活用する（leverage）ことによって、かつ／又はステープラージョーからの感知された圧力分布を活用することによって、器具６００のジョー内で切開される体内組織又は他の構造部のタイプを計算／評価する。タクタイルマッピングロジック１１８はアルゴリズムを用いて、センサーデータをマッピングして触覚フィードバックシステム１２０のための触覚コマンドにする。アルゴリズムは例えば、感知／計算されたセンサー情報を増幅するようにストレートマッピングすること、スペクトラルフィルタリングを用いてスペクトラム拡散触覚信号にするように部分マッピングすること、感知／計算センサー情報を触覚信号にするようにデジタルフィルタリングすること、又は、感知／計算されたセンサー情報を、警報を与えるように閾値化することを含むことができる。

センサー６４０からの測定信号に基づき、組織異方性フィードバックをユーザーに与えることができる。触覚フィードバック警報を、センサー測定値が幾つかの閾値を交差するときにユーザーに提供することができるか、又は測定値が装置のジョー内の異常な構造部を示す場合にユーザーに提供することができる。例えば、フィードバックは、予め設定された閾値をセンサー測定値が通過するときに、感知／計算されたセンサー情報の連続的なリアルタイムの振動触覚表示を、すなわち、切開要素が進むにつれてユーザーが感じる増幅したタクタイルテクスチャーの形態で含むことができる。別の実施形態では、装置内の体内組織／構造部がステープル留め又は切開に適切でない場合、負の価の振動触覚警報を与えることができ、装置内の体内組織／構造部がステープル留め又は切開に適切である場合、正の価の振動触覚警報を与えることができる。加えて、触覚効果は、ユーザーに体内組織をそれぞれ切開及びステープル留め並びに／又は完全にクランプさせないように、発射トリガー１２１及び／又は閉鎖トリガー１２３に運動感覚ロックアウト又は大きさが可変のバリヤー（variable-magnitude barrier）を含むことができる。加えて、触覚フィードバックは、器具の経験の度合いが様々であるユーザーの必要性に対処するために、訓練モード及び熟練モード等の種々のモードで与えることができる。器具１００が訓練モードで動作する場合、ロックアウトを与えることができるのに対し、器具１００が熟練モードで動作する場合、大きさが可変のバリヤーを与えることができる。

図７に示す別の実施形態では、タクタイルフィードバックシステム１２０は、器具１００のジョー内に位置する体内組織の量／厚みを器具のユーザーに警報して、選択されたカートリッジに対して不適切な量の体内組織がステープル留めされている場合をユーザーに警報する。ステープル留めカートリッジは一般的に、或る範囲の体内組織及び／又は血管の厚さ向きとなっており、ユーザーは、ジョー部材１０８、１０９内にクランプされた体内組織の量が上記範囲内にないときに警報されねばならない。体内組織量のスペクトラムの一方の端で、十分な量の体内組織がステープラーのジョー間に捕捉されてステープラーがその体内組織をステープル留めすることができることを確実にせねばならない。特定のステープラーカートリッジに対して不十分な体内組織がジョー内に位置している場合、ジョーはともに非常に近くに引き寄せられすぎ、特にそれらの遠位端が締めつけられる可能性があり、したがって、ステープラーは切断された体内組織中の閉鎖ステープルを効果的に形成することができない。スペクトラムの他端では、クランプされた過剰な量の組織が結合及びステープルの不完全な発射を引き起こす可能性がある。器具７００が、該器具７００の遠位端に連結されている変位センサー７４０と、制御システム内にカートリッジ確認プロセッサ７１６とを含む。ジョーの変位は、ジョー部材のヒンジの電位差計又は他の適した位置エンコーダーにより測定することができる。１つの実施形態では、制御システム１１２は、プロセッサ７１６が行った計算が使用に選択されたカートリッジと一致するように、適した感知手段を用いて、ステープラー内に挿入されたステープラーカートリッジのタイプ／サイズを検出する。別の実施形態では、ユーザーは、プロセッサ７１６が行った計算が使用に選択されたカートリッジと一致するように、ステープラーカートリッジのタイプ／サイズをグラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）に入力又は選択する。カートリッジ確認プロセッサ７１６は、センサー７４０から受け取った変位測定値／位置測定値を連続的に監視し、その変位測定値／位置測定値から器具７００のジョー内に位置する組織の量を計算／推定して、その時点でのクランプ形態でのステープル留めが不完全なステープル形成をもたらすことになるかどうかを判定する。

プロセッサ７１６が、ステープラーのジョー内の体内組織の量がステープラーカートリッジに適切でないことを示す場合、体内組織量フィードバックをユーザーに与えることができる。例えば、装置内の体内組織の量がステープル留め又は切開に適切でない場合、負の価の振動触覚警報を与えることができ、装置内の体内組織の量がステープル留め又は切開に適切である場合、正の価の振動触覚警報を与えることができる。加えて、触覚効果は、ユーザーに体内組織を切開及びステープル留めさせないように、発射トリガー１２１に運動感覚バリヤーを含むことができる。触角フィードバックは、器具の経験の度合いが様々であるユーザーの必要性に対処するために、訓練モード及び熟練モード等の種々のモードで与えることができる。１つの実施形態では、運動感覚バリヤーは、ユーザーが解消することができる初期の大きさを有し、これは負の価の振動触覚警報、したがってより高い大きさの運動感覚バリヤーを発動する。ステープルの発射が行われるように器具が熟練モードで動作する場合、第２の運動感覚バリヤーを解消することができるか、又は、器具が訓練モードで動作する場合、ロックアウト運動感覚バリヤーを与えることができる。

図８に示される更に別の実施形態では、タクタイルフィードバックシステム１２０は、外科用器具のジョー内に位置する血管組織の存在を器具のユーザーに警報する。ユーザーは、ジョー内に閾値直径を上回る血管構造が存在するかどうかを知らされ、より重要なことには、ジョー内に完全にあるわけではないか又はジョー内に十分に向いていない血管組織が存在するかどうかを知らされる。器具８００は、器具の遠位端に連結されている１つ又は複数の圧力センサー８４０Ａ及び１つ又は複数の変位センサー８４０Ｂと、制御システム内に血管感知プロセッサ８１６とを備える。ジョーの変位は、ジョー部材のヒンジにおける電位差計又は他の適した位置エンコーダーにより測定することができる。圧力感知は、pressure profile systems社製の容量性圧力センサーアレイのような容量性圧力センサーアレイにより最も効果的に達成される。血管感知プロセッサ８１６が、センサー８４０Ａ、８４０Ｂそれぞれから受け取った圧力測定値及び変位測定値を連続的に監視し、圧力／拍動データを解釈して血管がデバイスの遠位端を越えて延びているかどうかを判定する。本明細書における使用に適した低侵襲性器具により血管を検出する、適している可能性あるセンサー及び方法の詳細な説明は、２００９年１月１５日に出願された米国特許出願公開第２０１０／０１７９４２３号、２００８年１２月３日に出願された米国特許出願公開第２０１０／０１３７８４５号、２００８年１２月１２日に出願された米国特許出願公開第２０１０／０１５２５８６号、２００９年１月１５日に出願された米国特許出願公開第２０１０／０１７９５８７号（これらのそれぞれはその全体が参照により本明細書に援用される）に見い出すことができる。血管感知のための触覚フィードバックは、振動触覚効果及び運動感覚効果の双方を含むことができる。例えば、血管が部分的にしか器具８００のジョー内にないことをユーザーに警告するには、触覚効果は、体内組織の切開を防ぐようにトリガー１２１に、運動感覚ロックアウト又は高振幅バリヤーを含むことができる。別の実施形態では、血管構造が装置のジョー内に部分的にしかない場合、負の価の振動触覚警報を与えることができる。

別の実施形態では、圧力センサー８４０Ａ、変位センサー８４０Ｂ及び血管感知プロセッサ８１６を用いて、ステープル留めプロセスがステープラーのジョー内に位置する体内組織を支障なく密封したかどうかを器具のユーザーに警報することもできる。ユーザーはクランプした体内組織を十分な密封前にステープラーのジョーから解放してはならないため、体内組織がステープラーによって密封されているかどうかをユーザーが知ることが不可欠である。十分な密封の検出により、不十分に密封された血管のクランプを緩める場合に生じる可能性のある破局的出血を防ぐことができる。より詳細には、血管感知プロセッサ８１６は、圧力センサー８４０Ａ（複数の場合もあり）及び変位センサー８４０Ｂ（複数の場合もあり）からの測定信号を用いて、クランプした体内組織を解放する前に密封の両側に血管拍動性すなわち開放性の管腔（patent lumen）が依然として存在しているかどうかを判定することができる。ステープル留めの完了後に体内組織が密封されている場合、血管を通る血液の流れ／拍動はない。密封の完全度の触覚フィードバックは、振動触覚効果及び運動感覚効果の双方を含むことができる。例えば、体内組織が完全には密封されていないことをユーザーに警告するには、触覚効果は、体内組織のクランプの緩みを防ぐように解放ボタン１０７に運動感覚ロックアウト又は高振幅バリヤーを含むことができる。別の実施形態では、体内組織が完全には密封されていない場合に負の価の振動触覚警報を与えることができる。

また別の実施形態では、圧力センサー８４０Ａ、変位センサー８４０Ｂ及び血管感知プロセッサ８１６を用いて、器具１００のジョー内に位置する体内組織の長さを器具のユーザーに警報して、選択されたカートリッジに対して不適切な長さの体内組織がステープル留めされている場合をユーザーに警報することもできる。ステープル留めカートリッジは特定の長さで提供されることができ、ユーザーは、ジョー部材１０８、１０９内にクランプされた体内組織の長さがその範囲内にないときに警報されねばならない。より詳細には、体内組織が存在する場合にしかステープルを発射してはならないため、ジョー部材が体内組織をどの程度覆っているかを知ることが望ましい。したがって、体内組織がジョーの長さの近位部しか覆っていない場合、ステープルは体内組織中ではなく体腔中に発射されるであろうため、ユーザーはジョーの長さの遠位部内へのそのようなステープルの発射を望まない。ユーザーは、適切な長さ又は数のステープルを有するステープルカートリッジを選択して、体内組織が存在する場合にしかステープルが発射されないことを確実にするようにせねばならない。１つの実施形態では、制御システム１１２は、プロセッサ８１６が行った計算が使用に選択されたカートリッジと一致するように、適した感知手段を用いてステープラー内に挿入されたステープラーカートリッジの長さを検出する。別の実施形態では、プロセッサ８１６が行った計算が使用に選択されたカートリッジと一致するように、ユーザーがステープラーカートリッジの長さをグラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）に入力又は選択する。プロセッサ７１６は、圧力センサー８４０Ａ及び変位センサー８４０Ｂからそれぞれ受け取った変位測定値信号及び／又は圧力測定値信号を連続的に監視し、器具８００のジョー内に位置する体内組織の長さを計算／推定して、ステープルカートリッジの長さがクランプされた体内組織に適切であるかどうかを判定する。ステープラーのジョー内の体内組織の長さがステープラーカートリッジに適していないことをプロセッサ８１６が示す場合、体内組織量フィードバックをユーザーに与えることができる。例えば、装置内の体内組織の長さがステープル留め又は切開に適切ではない場合、負の価の振動触覚警報を与えることができ、装置内の体内組織の長さがステープル留め又は切開に適切である場合、正の価の振動触覚警報を与えることができる。加えて、ユーザーに体内組織を切開及びステープル留めさせないように、触覚効果は発射トリガー１２１に運動感覚バリヤーを含むことができる。触角フィードバックは、器具の経験の度合いが様々であるユーザーの必要性に対処するために、訓練モード及び熟練モード等の種々のモードで与えることができる。１つの実施形態では、運動感覚バリヤーはユーザーが解消することができる初期の大きさを有し、これは負の価の振動触覚警報、次いで、より高い大きさの運動感覚バリヤーを発動する。器具が熟練モードで動作する場合、ステープルの発射が行われるように第２の運動感覚バリヤーを解消することができるか、又は器具が訓練モードで動作する場合、ロックアウト運動感覚バリヤーを与えることができる。

図９に示す別の実施形態では、器具９００が、切開要素１１９の変位を測定することが可能な変位センサー９４０Ａと、ステープル留め処置中に切開要素１１９の状態をユーザーに警報する切開要素状態プロセッサ９１６とを含む。１つの実施形態では、切開器具１１９の位置を判定及び／又は確認するために、器具９００はモーターセンサー９４０Ｂも含むことができる。１つの実施形態では、モーターセンサー９４０Ｂは、テキサス州オースティン所在のSilicon Labs社製の電流センサー等、モーター１１４に連結される電流センサーとすることができる。別の実施形態では、モーターセンサー６４０は、モーター１１４のＲＰＭを計算するのに用いられる光エンコーダーディスク又は他の適した速度測定センサーである。変位センサー９４０は、切開要素１１９の位置に関する情報を提供するように切開要素１１９に連結される。変位センサー９４０は、駆動モーターのシャフトに取り付けられる位置エンコーダー、リニア電位差計若しくはＬＶＤＴ、又は切開要素１１９の位置データを得るのに適した他のセンサーとすることができる。変位センサー９４０Ａ及び／又はモーターセンサー９４０Ｂは、プロセッサ９１６が切開要素１１９の位置を判定するようにプロセッサ９１６に情報を連続的に提供する。

１つの実施形態では、切開要素１１９の位置を用いて、体内組織ステープル留めサイクル又は治療の完了時の表示を与えることができる。体内組織ステープル留めサイクルの完了は、ユーザーに外科手術を進めることを可能にすることを示す必要があり、このことは、別の発射サイクルを開始するステップ、ステープラーを位置変更するステップ、及び／又はステープラーを取り外すステップを含むことができる。切開要素１１９が発射サイクルの完了を意味するその最も遠位位置に達すると、タクタイルフィードバックシステム１２０は触覚効果をユーザーに与える。１つの実施形態では、触覚効果は、体内組織ステープル留めサイクルの完了を示すのに振動触覚警報等の信号触覚警報とすることができる。別の実施形態では、触覚効果は、切開要素１１９が遠位方向に長手方向に進むにつれてその時点の位置値に基づき、一連の増大する振幅を有する振動触覚フィードバック等、連続的なフィードバックを含むことができる。触角効果が警報及び連続的なフィードバックの双方を含むことができることは当業者に理解されるであろう。

また別の実施形態では、タクタイルマッピングロジック１１８はコマンド信号をモーター１１４に出力することができる。例えば、体内組織ステープル留めの完了を切開要素１１９の位置が示すと、タクタイルマッピングロジック１１８はモーター１１４を停止するようにコマンド信号を出力することができ、それによって、更なる体内組織切開を防止するとともにステープラーの挙動を制御する。

切開要素１１９の位置に関する触覚効果に加え、切開される体内組織の体内組織特性に関する触覚フィードバックを切開処置中に与えることもできる。例えば、パッシブな運動感覚抵抗をトリガー１２１及び／又はハンドルグリップ１０５に与えることができる。切開要素１１９が動いている間の運動感覚抵抗は、感知された体内組織特性に応じたものとすることができる。例えば、運動感覚抵抗は、切開される体内組織の剛性に従って様々とすることができ、該剛性は器具の遠位先端のひずみゲージ又は他の適したセンサーを介して感知することができる。剛性等の体内組織特性を監視すること及びそれに関する触覚効果を与えることのより詳細な記載は、２００７年１２月１３日に出願された米国特許出願第１１／９５５，５６３号（代理人整理番号ＩＭＭ２７３）（その全体は参照により既に本明細書に援用される）に見い出すことができる。

上述の実施形態は、監視されるとともに触覚効果の形態でユーザーに伝達されることができる様々な状況に関する。組織異方性のための触覚効果、カートリッジ確認、血管感知及び切開要素位置はそれぞれ、本明細書において別々に記載されているが、当業者には、外科用ステープル留め器具が上述した実施形態の任意の組み合わせを取り入れることができることが理解されるであろう。加えて、上述の実施形態の１つ又は複数を含む外科用ステープル留め器具の単一のプロセッサは、種々のセンサー装置からの入力／測定値を受け取るように、かつ、それに関する所要のタスク又は計算を行うように構成されることができる。

本明細書に記載するように、正の価又は負の価の警報を種々の状況で用いて、ステープラーの適切又は不適切な使用をそれぞれ示すことができる。拍動振動触覚エラー警報を用いて、本明細書に記載されるような感知された不適正な使用、又は、時間期間又は一連のステップ等の他のプログラム可能な不適正な使用も含め、器具１００の使用に適正な命令全てに従うことを確実にすることができる。１つの実施形態では、振動触覚エラーの触覚効果はエラー状態全てについて同じであるものとすることができるが、特定のエラー状態に関するより多くの情報をユーザーに提供する後続の触覚効果、可聴効果又は視覚効果を含むことができる。これらの後続の効果は、種々の状況を示すのにユーザーにより識別可能なエンベロープを有する更なる触覚パルスを含むことができる。代替的に、エラー効果は状況の重大度に応じて異なる時間間隔で表示することができる。別の実施形態では、正の価の警報又は負の価の警報は、警報状況に続く一定の継続時間果たされることができ、状況によっては、メスがその静止位置に戻った時間を経過しても続く場合もある。

例えば、図１０を参照すると、術者のための２つのタイプ又はモードのフィードバックが組み込んでいる実施形態が示されている。具体的には、触覚フィードバックシステム１０２０が、触覚アクチュエーター１２４及び聴覚デバイス又はスピーカー１０２６を介して、触覚フィードバック及び聴覚フィードバックの双方を与える。触覚アクチュエーター１２４及び聴覚デバイス１０２６であるこれらのフィードバック機構のうちのどの機構を動作可能にし、それらをそのそれぞれの出力を供給するようにいかに制御するのかに従って、タクタイルマッピングロジック１１８は、処理した情報を触覚アクチュエーター１２４及び聴覚デバイス１０２６の１つ又は複数に伝達する。１つの実施形態では、術者が外科手術を行うときにフィードバックを術者に連続的に与えることができる。別の実施形態では、特定の条件が満たされたときを術者に知らせるか又は警報する警報としてフィードバックを術者に与えることができる。さらに、或るタイプのフィードバック（すなわち触覚又は聴覚）を、別のタイプのフィードバックを警報として与えながら連続的に与えることができる。

図１１を参照すると、術者のための３つのタイプ又はモードのフィードバックを組み込んでいる実施形態が示されている。具体的には、触覚フィードバックシステム１１２０は、触覚アクチュエーター１２４、聴覚デバイス又はスピーカー１０２６及び視覚ディスプレイ１１２８をそれぞれ介して、触覚フィードバック、聴覚フィードバック及び視覚フィードバックを与える。触覚アクチュエーター１２４、聴覚デバイス１０２６及び視覚ディスプレイ１１２８であるこれらのフィードバック機構のうちのどの機構を動作可能にし、そのそれぞれの出力を供給するようにそれらをいかに制御するのかに従って、タクタイルマッピングロジック１１８は、処理した情報を触覚アクチュエーター１２４、聴覚デバイス１０２６及び視覚ディスプレイ１１２８の１つ又は複数に伝達する。この実施形態では、視覚ディスプレイ１１２８は、ハンドル部分１０２の後方領域の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンである。別の実施形態では、視覚ディスプレイ１１２８は、視覚フィードバックが常にユーザーの視線内にあるように、腹腔鏡のカメラモニターディスプレイに組み込むことができる。１つの実施形態では、超音波トランスデューサー（図示せず）を器具１００の遠位部１０６に連結することができ、視覚ディスプレイ１１２８は、必要に応じて外科医が器具を位置付けするのを支援するために超音波画像情報を示すように構成することができる。視覚ディスプレイ１１２８はタッチスクリーンを含むことができ、タッチスクリーン１１２８は、術者に情報を提示するように構成することができ、また、術者が該タッチスクリーンの特定の部分を押したときを感知するようにも構成することができる。このようにして、タッチスクリーンは、グラフィック提示能力を有するタッチ可能なユーザーインターフェースとして作用することができる。視覚ディスプレイ１１２８は、外科医が種々のフィードバックプロファイルを選択し、センサー挙動を調整し、補足情報を変更するといったことを可能にするグラフィカルユーザーデバイスを含むことができる。

図１１の実施形態によれば、外科用器具のハンドル部分は１つ又は複数のボタン１１３２を更に含むことができる。ボタン１１３２は、術者に与えられるフィードバックの性質を術者が制御することを可能にする任意の適した機構を用いて構成することができる。ボタン１１３２は、特定のレベル、強度若しくは振幅を調整することを可能にするか、又は術者に提示される出力に関して特定の選択を行うことを可能にするデバイスを含むことができる。幾つかの実施形態では、ボタン１１３２は、モーメンタリートグルスイッチ等のスイッチとして構成することができ、センサーの情報がマッピングされるか又は各出力デバイスに提供される種々のやり方を術者が選択することを可能にする。ボタン１１３２は、ロッカースイッチ又は一次元制御面として実装されることができる。ボタン１１３２の一機能によれば、術者は、感知された信号に基づいて出力信号をそれぞれの出力デバイスに供給するかどうかを制御することによって１つ又は複数の出力機構を動作可能又は動作不能にすることができる。ボタン１１３２の別の機能は、１つ又は複数の出力機構を動作可能にする能力を含む。これに関して、術者は、フィードバックを視覚式に提示し、聴覚式に提示し、かつ／又は触覚式に提示するのか、また、いかに提示するのかを制御することができる。外科医の好みに合わせたフィードバックにより、器具がフィードバックを与えることでより良好な手術及び作業のために術者の経験を補うことができる。

本発明の実施形態は、術者が操作することができる任意のタイプの器具に関することは当業者には明らかであろう。より具体的には、本開示に記載されている器具は、器具の遠位部を機械的に制御するハンドル部分を含む。本発明の実施形態によれば、外科用器具に位置する１つ又は複数のセンサー（複数の場合もあり）及び触覚フィードバックシステムは器具の動作状態に関する関連情報を抽出するように共同で機能することができ、この情報は後に、触覚フィードバック、聴覚フィードバック及び／又は視覚フィードバックとして術者に伝達される。開示されている実施形態は腹腔鏡外科用器具であるが、器具先端におけるセンサーから検出された情報をカテーテルハンドルに伝達し戻すことができる血管カテーテル法又は他のカテーテル法におけるような非腹腔鏡手術に他の実施形態を用いることができる。さらに、内視鏡検査処置の場合、可撓性の内視鏡におけるセンサーから検出された情報を内視鏡ハンドルに伝達し戻すことができる。例えば、遠隔地の医師が定期的な外診を行い、かつ／又は開腹手術器具を用いるために、遠隔手術又は遠隔提示に他の実施形態を用いることができる。別の実施形態は、術者が直接のタクタイルフィードバックを有することを可能にするように、Intuitive Surgical社のｄａＶｉｎｃｉ（登録商標）ＳｕｒｇｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ等のロボット利用外科用システムにこのタイプのフィードバックを含めることである。

本発明による種々の実施形態を上述してきたが、それらの実施形態は説明及び例示としてのみ提示しているのであって限定でないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明において形態及び詳細の種々の変更を行うことができることは、関連技術の当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲（breadth and scope）は、上述の例示的な実施形態のいずれかによって限定すべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。本明細書において論じた各実施形態の各特徴及び本明細書に引用した各参照文献の各特徴は、任意の他の実施形態の特徴と組み合わせて用いることができることも理解されるであろう。本明細書において論じた特許及び刊行物は全て、それらの全体が本明細書に参照により援用される。

Claims

外科用器具システムであって、
シャフトを介してハンドルに接続されている体内組織ステープル留め機構を備える遠位部を含む、体内組織をステープル留めするように動作可能な外科用器具と、
前記外科用器具に連結されているセンサーであって、体内組織特性を監視するように構成されている、センサーと、
センサーに電気的に接続されている制御システムであって、前記センサーから受け取った信号からセンサー情報を計算し、該センサー情報を処理して信号コマンドにする、制御システムと、
前記ハンドルに連結されているとともに前記制御システムに電気的に接続されている１つ又は複数の触覚アクチュエーターを備えるフィードバックシステムであって、前記制御システムは前記信号コマンドを該フィードバックシステムに伝達し、該フィードバックシステムは前記信号コマンドを用いて前記センサー情報に関する触覚フィードバックを前記ハンドルに生成する、フィードバックシステムと、
を備える、外科用器具システム。
前記センサーは、前記体内組織ステープル留め機構を駆動するモーターに連結されている電流センサーと、前記体内組織ステープル留め機構を駆動するモーターに連結されているＲＰＭセンサーと、前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材に連結されている圧力分布センサーからなる群から選択され、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは組織異方性をユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
前記器具の前記遠位部に切開要素と、該切開要素に連結されている変位センサーとを更に備え、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に位置する体内組織の厚さをユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
発射トリガーが前記切開要素に連結され、前記１つ又は複数の触覚アクチュエーターは、前記触覚フィードバックとして動きに対する可変抵抗を可能にするように前記トリガーに連結されている運動感覚アクチュエーターを含む、請求項３に記載の外科用器具システム。
前記センサーは前記器具の前記遠位部に連結され、圧力センサーと変位センサーとからなる群から選択され、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、血管が前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に部分的にしか位置していないことをユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
前記センサーは前記器具の前記遠位部に連結され、圧力センサーと変位センサーとからなる群から選択され、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、血管が前記体内組織ステープル留め機構によって完全に密封されたことをユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
前記センサーは前記器具の前記遠位部に連結され、圧力センサーと変位センサーとからなる群から選択され、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、前記器具の前記遠位部分に連結されている２つの対向するジョー部材内に位置する体内組織の長さをユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
前記器具の前記遠位部に切開要素と、該切開要素に連結されている変位センサーとを更に含み、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、前記切開要素の位置をユーザーに知らせる、請求項１に記載の外科用器具システム。
前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、ステープル留め処置が完了するとユーザーに知らせる、請求項８に記載の外科用器具システム。
前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、少なくとも振動フィードバック又は運動感覚フィードバックを含む、請求項１に記載の外科用器具システム。
触覚フィードバックを生成する前記信号コマンドはユーザーの経験レベルに応じて決まる、請求項１に記載の外科用器具システム。
体内組織ステープル留め外科処置中にフィードバックをユーザーに与える方法であって、
外科用器具の遠位部に取り付けられている少なくとも１つのセンサーを介して、前記体内組織ステープル留め外科処置中に体内組織特性を監視するステップと、
前記センサー情報を処理するステップと、
触覚フィードバックを前記外科用器具のハンドルに伝達するステップであって、前記触覚フィードバックは前記センサー情報に関するものである、伝達するステップと、
を含む、方法。
前記特性は組織異方性であり、前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に位置する構造部をユーザーに知らせる、請求項１２に記載の方法。
前記体内組織特性は厚さであり、前記触覚フィードバックは、前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に不適切な量の体内組織が位置していることをユーザーに知らせる、請求項１２に記載の方法。
前記体内組織特性は血管感知であり、前記触覚フィードバックは前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に血管が部分的にしかないことをユーザーに知らせる、請求項１２に記載の方法。
前記体内組織特性は長さであり、前記触覚フィードバックは、前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に不適切な長さの体内組織が位置していることをユーザーに知らせる、請求項１２に記載の方法。
前記体内組織特性は拍動性であり、前記触覚フィードバックは前記器具の前記遠位部に連結されている２つの対向するジョー部材内に位置する体内組織が密封されていかどうかをユーザーに知らせる、請求項１２に記載の方法。
前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックは、振動フィードバック及び運動感覚フィードバックの少なくとも一方を含む、請求項１２に記載の方法。
前記体内組織ステープル留め外科処置中に前記外科用器具の前記遠位部の切開要素の変位を監視するステップと、
前記変位の情報を処理するステップと、
触覚フィードバックを前記外科用器具のハンドルに伝達するステップであって、前記触覚フィードバックは変位情報に関するものであり、前記切開要素の位置をユーザーに知らせる、伝達するステップと、
を更に含む、請求項１２に記載の方法。
前記フィードバックシステムによって生成された前記触覚フィードバックはステープル留め処置が完了するとユーザーに知らせる、請求項１９に記載の方法。