BR112019010912A2

BR112019010912A2 - sistema de calibração e controle de atuador de extremidade

Info

Publication number: BR112019010912A2
Application number: BR112019010912A
Authority: BR
Inventors: Nott Cameron; J Ulrich Daniel; J Cagle David; F Cummings John; H Clauda Phillip
Original assignee: Ethicon Llc
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-10-01
Also published as: BR112019010912B1; US20220226014A1; US20180146976A1; US11998230B2; JP2019535447A; KR20190091307A; CN110352040A; WO2018102210A1; EP3547939A1; JP7210447B2; US11266430B2

Abstract

a invenção refere-se a métodos e aparelhos para o controle e a calibração de efetor de extremidade que são descritos. o método pode incluir a detecção de um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, o primeiro tubo acionando o movimento de um braço de aperto do efetor de extremidade. o método pode ainda incluir a determinação de uma posição de braço de aperto do efetor de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do efetor de extremidade com base no sinal. o método também pode incluir o ajuste de uma saída de potência para a lâmina ultrassônica do efetor de extremidade com base na posição do braço de aperto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE CALIBRAÇÃO E CONTROLE DE ATUADOR DE EXTREMIDADE”.

CAMPO DA TÉCNICA [001] O campo da técnica pode se referir genericamente ao controle de instrumentos cirúrgicos e, em particular, ao controle e calibração dos atuadores de extremidade dos instrumentos cirúrgicos. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Vários aspectos são direcionados a instrumentos cirúrgicos, e ao controle e calibração dos atuadores de extremidade dos instrumentos cirúrgicos.

[003] Por exemplo, dispositivos cirúrgicos ultrassônicos estão encontrando aplicações cada vez mais difundidas em procedimentos cirúrgicos em virtude de suas características exclusivas de desempenho. 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 que possui um atuador de extremidade montado distalmente (por exemplo, uma lâmina ultrassônica e um braço de aperto, onde o braço de aperto pode incluir uma almofada de tecido antiaderente) para cortar e selar o tecido. Em alguns casos, o instrumento pode estar permanentemente fixado à peça de mão. Em outros casos, o instrumento pode ser separável da peça de mão, como no caso de um instrumento descartável ou um instrumento que é intercambiável entre diferentes peças de mão. O atuador de extremidade transmite energia ultrassônica aos tecidos colocados em

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2/114 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.

[004] A energia ultrassônica corta e coagula tecidos com o uso de temperaturas mais baixas que aquelas utilizadas em procedimentos eletrocirúrgicos. Vibrando em altas frequências (por exemplo, 55.500 vezes 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 ultrassônica 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.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [005] Em um aspecto, um método para controlar um atuador de extremidade pode incluir detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade. O método pode incluir, também, determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal. O método pode, também, incluir adicionalmente ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição do braço de aperto.

[006] Um ou mais dentre os recursos a seguir podem estar incluídos. O primeiro tubo pode ser um tubo interno e o segundo tubo pode ser um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação

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3/114 ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno. O método pode incluir, também, detectar o sinal com o uso de um sensor de efeito Hall e um ímã posicionado no primeiro tubo. O método pode incluir, também, mover um ímã posicionado no primeiro tubo em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade. O método pode incluir adicionalmente ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com o uso de um transdutor ultrassônico com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall. Além disso, o método pode incluir ajustar dinamicamente a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica. Além disso, o método pode incluir ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com o uso de um controlador proporcional integral, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[007] Em uma ou mais implementações, o método pode incluir determinar um tipo de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica com base no sinal. O método pode incluir adicionalmente ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição do braço de aperto. O método pode incluir adicionalmente, em resposta à determinação de que o tipo de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica é um vaso sanguíneo pequeno, reduzir a saída de energia para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade menor que para um vaso sanguíneo maior. Além disso, o método pode incluir, em resposta à determinação de que o tipo de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica é um vaso sanguíneo grande, reduzir a saída de

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4/114 energia para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade maior que para um vaso sanguíneo menor.

[008] Em um aspecto, um aparelho para controlar um atuador de extremidade pode incluir um sensor configurado para detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade. O aparelho pode incluir, também, um processador configurado para determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal. O aparelho pode incluir adicionalmente um transdutor configurado para ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição de braço de aperto.

[009] Um ou mais dentre os recursos a seguir podem estar incluídos. O primeiro tubo pode ser um tubo interno e o segundo tubo pode ser um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno. O aparelho pode incluir adicionalmente um ímã posicionado sobre o primeiro tubo sendo que o sensor é um sensor de efeito Hall utilizado para detectar o sinal com base em uma posição do ímã. O ímã pode ser posicionado no primeiro tubo que se move em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade. O transdutor pode ser um transdutor ultrassônico configurado para ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall. O aparelho pode incluir também um controlador proporcional integral configurado para ajustar dinamicamente a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

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5/114 [0010] Em um aspecto, um método para calibrar um aparelho para controlar um atuador de extremidade pode incluir detectar um primeiro sinal que corresponde a uma posição completamente aberta de um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade. O método pode incluir também detectar um segundo sinal que corresponde a uma posição intermediária do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, sendo que a posição intermediária é resultante da preensão de um corpo rígido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica. O método pode incluir adicionalmente detectar um terceiro sinal que corresponde a uma posição completamente fechada do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade. O método pode incluir adicionalmente determinar uma curva de melhor ajuste para representar a intensidade de sinal como função do deslocamento do sensor com base em ao menos um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro sinal, as posições completamente abertas, intermediárias e completamente fechadas, e uma dimensão do corpo rígido. Além disso, o método pode incluir criar uma tabela de consulta com base em ao menos um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro sinal, e nas posições completamente abertas, intermediárias e completamente fechadas.

[0011] Os detalhes de uma ou mais implementações são demonstrados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outros recursos e vantagens serão evidentes a partir da descrição, dos desenhos e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0012] A Figura 1 é uma vista em elevação de um instrumento cirúrgico exemplificador, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0013] a Figura 2 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico exemplificador, de acordo com um aspecto da presente

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6/114 descrição;

[0014] a Figura 3 ilustra um atuador de extremidade exemplificador instrumentos cirúrgicos, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0015] a Figura 4 ilustra um atuador de extremidade exemplificador de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0016] a Figura 5 é uma vista explodida de um aspecto de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0017] a Figura 6 ilustra um diagrama lógico de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0018] a Figura 7 ilustra uma vista estrutural de uma arquitetura de gerador, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0019] as Figuras 8A a 8C ilustram vistas funcionais de uma arquitetura de gerador, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0020] a Figura 9 ilustra um controlador para monitorar dispositivos de entrada e controlar dispositivos de saída, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0021] as Figuras 10A e 10B ilustram aspectos estruturais e funcionais de um aspecto do gerador, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0022] a Figura 11 ilustra um atuador de extremidade exemplificador e eixo de acionamento de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0023] a Figura 12 ilustra uma configuração de ímã e sensor de efeito Hall exemplificadora, de acordo com um aspecto da presente descrição, na qual o sensor de efeito Hall é fixo e o ímã se move em uma linha perpendicular à face do sensor Hall;

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7/114 [0024] a Figura 13A ilustra uma configuração de ímã e sensor de efeito Hall exemplificadora, de acordo com um aspecto da presente descrição, na qual o sensor de efeito Hall é fixo e o ímã se move em uma linha paralela à face do sensor de efeito Hall;

[0025] a Figura 13B ilustra uma configuração de ímã e sensor de efeito Hall exemplificadora, de acordo com um aspecto da presente descrição, na qual o sensor de efeito Hall é fixo e o ímã se move em uma linha paralela à face do sensor de efeito Hall;

[0026] a Figura 14A é uma tabela de tensão de saída de um sensor de efeito Hall como função da distância conforme um braço de aperto se move de uma posição completamente fechada para uma posição completamente aberta, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0027] a Figura 14B é um gráfico de tensão de saída de um sensor de efeito Hall como função da distância conforme um braço de aperto se move de uma posição completamente fechada para uma posição completamente aberta, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0028] a Figura 15A é uma vista de topo de um sensor de efeito Hall e configurações de ímã em um instrumento cirúrgico e uma posição de atuador de extremidade de garras abertas correspondente, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0029] a Figura 15B é uma vista de topo de um sensor de efeito Hall e configurações de ímã em um instrumento cirúrgico e uma posição de atuador de extremidade de garras fechadas correspondente, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0030] a Figura 16 ilustra uma vista em planta de um sistema que compreende um sensor de efeito Hall e uma configuração de ímã em um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

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8/114 [0031] a Figura 17A ilustra uma vista de um sensor de efeito Hall e configurações de ímã no contexto de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0032] a Figura 17B ilustra uma vista de um sensor de efeito Hall e configurações de ímã no contexto de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0033] a Figura 18 ilustra um sensor de efeito Hall e a configuração de ímã em um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0034] a Figura 19A ilustra um sensor de efeito Hall e a configuração de ímã, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0035] a Figura 19B ilustra um sensor de efeito Hall e configurações de ímã em um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0036] a Figura 20 é um gráfico de uma curva representando a razão de deslocamento (RD) ao longo do eixo geométrico y, com base na tensão de saída do sensor de efeito Hall, como função do tempo (s) ao longo do eixo geométrico x, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0037] a Figura 21 ilustra um gráfico de uma primeira curva representando a razão de deslocamento (RD) ao longo do eixo geométrico y esquerdo, com base na tensão de saída do sensor de efeito Hall, como função do tempo (s) ao longo do eixo geométrico x, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0038] a Figura 22 ilustra gráficos que mostram o controle integral proporcional de saída de energia para uma lâmina ultrassônica, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0039] a Figura 23 ilustra vários vasos que foram vedados com o uso das técnicas e recursos aqui descritos, de acordo com um aspecto da presente descrição;

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9/114 [0040] a Figura 24 ilustra um gráfico de uma curva de melhor ajuste da tensão de saída do sensor de efeito Hall como função da distância para várias posições do braço de aperto conforme o braço de aperto se move entre posições completamente fechadas para uma posição completamente aberta, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0041] as Figuras 25 a 28 ilustram um atuador de extremidade sendo calibrado em quatro configurações diferentes, de acordo com vários aspectos da presente descrição, usando pinos de calibre para duas das configurações a fim de registrar uma resposta do sensor de efeito Hall correspondente a várias posições do braço de aperto para registrar quatro pontos de dados (1 a 4) de modo a criar uma curva de melhor ajuste durante a produção, onde:

[0042] a Figura 25 ilustra um atuador de extremidade em uma configuração completamente aberta para registrar um primeiro ponto de dados (1), de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0043] a Figura 26 ilustra um atuador de extremidade em uma segunda configuração intermediária que segura um primeiro pino de calibre de um diâmetro conhecido para registrar um segundo ponto de dados (2), de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0044] a Figura 27 ilustra um atuador de extremidade em uma terceira configuração intermediária que segura um segundo pino de calibre de um diâmetro conhecido para registrar um terceiro ponto de dados (3), de acordo com um aspecto da presente descrição; e [0045] a Figura 28 ilustra um atuador de extremidade em uma configuração completamente fechada para registrar um quarto ponto de dados (4), de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0046] as Figuras 29A a D ilustram um instrumento cirúrgico exemplificador, de acordo com um aspecto da presente descrição, e gráficos mostrando o nível de energia de saída exemplificador em um

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10/114 modo de hemostasia para vasos pequenos e grandes, onde:

[0047] a Figura 29A é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico configurado para vedar vasos pequenos e grandes, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0048] a Figura 29B é um diagrama de uma faixa exemplificadora de um vaso pequeno e um vaso grande e a posição relativa de um braço de aperto do atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0049] a Figura 29C é um gráfico que representa um processo para vedar pequenos vasos mediante a aplicação de vários níveis de energia ultrassônica durante períodos de tempo diferentes, de acordo com um aspecto da presente descrição; e [0050] a Figura 29D é um gráfico que representa um processo para vedar vasos grandes mediante a aplicação de vários níveis de energia ultrassônica durante períodos de tempo diferentes, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0051] a Figura 30 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador para determinar se o modo de hemostasia deve ser utilizado, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0052] a Figura 31 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador para controle do atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0053] a Figura 32 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador para calibrar um aparelho para controlar um atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição;

[0054] a Figura 33 é um diagrama lógico de um processo para rastrear o desgaste da porção de emplastro de tecido do braço de aperto e compensar o desvio resultante do sensor de efeito Hall e determinar o coeficiente de atrito do tecido, de acordo com um aspecto da presente descrição;

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11/114 [0055] a Figura 34 ilustra um sistema de sensor de efeito Hall que pode ser empregado com o processo da Figura 33, de acordo com um aspecto da presente descrição; e [0056] a Figura 35 ilustra um aspecto de um conversor analógico/digital (ADC, conversor A-D) de contador tipo rampa que pode ser empregado com o sistema de sensor de efeito Hall da Figura 34, de acordo com um aspecto da presente descrição.

DESCRIÇÃO [0057] Vários aspectos aqui descritos se referem a instrumentos cirúrgicos compreendendo conjuntos de garras articuláveis situadas em posição distai. Os conjuntos de garras podem ser utilizados em vez de ou em adição à articulação de eixo de acionamento. Por exemplo, os conjuntos de garras podem ser usados para prender tecidos e movê-los em direção a uma lâmina ultrassônica, eletrodos de radiofrequência ou outro componente para tratamento dos tecidos.

[0058] Em um aspecto, um instrumento cirúrgico pode compreender um atuador de extremidade com uma lâmina ultrassônica estendendose distalmente a partir do mesmo. O conjunto de garras pode ser articulável e pode revolver em torno de pelo menos dois eixos geométricos. Um primeiro eixo geométrico ou eixo de pivô de pulso, pode ser substancialmente perpendicular a um eixo geométrico longitudinal do eixo de acionamento do instrumento. O conjunto de garras pode girar em tomo do eixo de pivô de pulso a partir de uma primeira posição na qual o conjunto de garras é substancialmente paralelo à lâmina ultrassônica para uma segunda posição na qual o conjunto de garras não é substancialmente paralelo à lâmina ultrassônica. Além disso, o conjunto de garras pode compreender um primeiro e um segundo membro de garra que são giratórios ao redor de um segundo eixo geométrico ou eixo de pivô da garra. O eixo de pivô da garra pode ser substancialmente perpendicular ao eixo de pivô de

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12/114 pulso. Em alguns aspectos, o próprio eixo de pivô de garra pode girar à medida que o conjunto de garras gira em tomo do eixo de pivô de pulso. O primeiro e o segundo membros de garra podem ser articuláveis um em relação ao outro em torno do eixo de pivô de garra de modo que o primeiro e o segundo membro de garra possam abrir e fechar. Adicionalmente, em alguns aspectos, o primeiro e o segundo membro de garra também são articuláveis ao redor do eixo de pivô da garra, de modo que a direção do primeiro e do segundo membro de garra possa mudar.

[0059] Agora será feita referência, em detalhes, a vários aspectos, inclusive aspectos que mostram implementações exemplificadoras de instrumentos cirúrgicos manuais e robóticos com atuadores de extremidade que compreendem elementos ultrassônicos e/ou eletrocirúrgicos. Sempre que possível, números de referência similares ou semelhantes podem ser usados nas figuras, e podem indicar funcionalidades similares ou semelhantes. As Figuras representam aspectos exemplificadores dos instrumentos cirúrgicos e/ou métodos de uso apresentados, apenas para propósitos ilustrativos. O versado na técnica reconhecerá prontamente, a partir da descrição a seguir, que aspectos exemplificadores alternativos das estruturas e dos métodos aqui ilustrados podem ser utilizados sem que se afaste dos princípios aqui descritos.

[0060] A Figura 1 é uma vista do lado direito de um aspecto de um instrumento cirúrgico ultrassônico 10. No aspecto ilustrado, o instrumento cirúrgico ultrassônico 10 pode ser utilizado em vários procedimentos cirúrgicos, inclusive procedimentos cirúrgicos endoscópicos ou abertos tradicionais. Em um aspecto exemplificador, o instrumento cirúrgico ultrassônico 10 compreende um conjunto de cabo 12, um conjunto de eixo de acionamento alongado 14 e um transdutor ultrassônico 16. O conjunto de punho 12 compreende um conjunto de

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13/114 gatilho 24, um conjunto de rotação distai 13 e um conjunto de chave 28. O conjunto de eixo de acionamento alongado 14 compreende um conjunto de atuador de extremidade 26, o qual compreende elementos para dissecar tecidos ou mutuamente agarrar, cortar e coagular vasos sanguíneos e/ou tecidos, e elementos atuadores para acionar o conjunto de atuador de extremidade 26. O conjunto de cabo 12 é adaptado para receber o transdutor ultrassônico 16 na extremidade proximal. O transdutor ultrassônico 16 está mecanicamente engatado ao conjunto de eixo de acionamento alongado 14 e a porções do conjunto de atuador de extremidade 26. O transdutor ultrassônico 16 está eletricamente acoplado a um gerador 20, por meio de um cabo 22. Embora a maioria dos desenhos represente um conjunto com múltiplos atuadores de extremidade 26, para uso em conjunto com procedimentos cirúrgicos laparoscópicos, o instrumento cirúrgico ultrassônico 10 pode ser utilizado em procedimentos cirúrgicos abertos mais tradicionais e em outros aspectos, pode ser configurado para uso em procedimentos endoscópicos. Para os propósitos da presente invenção, o instrumento cirúrgico ultrassônico 10 é descrito em termos de um instrumento endoscópico; entretanto, contempla-se que uma versão aberta e/ou laparoscópica do instrumento cirúrgico ultrassônico 10 também pode incluir recursos e componentes operacionais iguais ou similares, conforme descrito aqui.

[0061] Em vários aspectos, o gerador 20 compreende vários elementos funcionais, como módulos e/ou blocos. Diferentes elementos ou módulos funcionais podem ser configurados para acionar diferentes tipos de dispositivos cirúrgicos. Por exemplo, um módulo gerador ultrassônico 21 pode acionar um dispositivo ultrassônico, como o instrumento cirúrgico ultrassônico 10. Em alguns aspectos exemplificadores, o gerador 20 compreende, também, um módulo gerador para eletrocirurgia/de RF 23 para acionar um dispositivo

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14/114 eletrocirúrgico (ou um aspecto eletrocirúrgico do instrumento cirúrgico ultrassônico 10). No aspecto exemplificador ilustrado na Figura 1, o gerador 20 inclui um sistema de controle 25 integrado ao gerador 20, e uma chave de pedal 29 conectada ao gerador por meio de um cabo 27. O gerador 20 pode compreender, também, um mecanismo de disparo para acionar um instrumento cirúrgico, como o instrumento 10. O mecanismo de disparo pode incluir uma chave de alimentação (não mostrada), bem como uma chave de pedal 29. Quando ativado pela chave de pedal 29, o gerador 20 pode fornecer energia para acionar o conjunto acústico do instrumento cirúrgico 10, e para acionar o atuador de extremidade 18 em um nível de curso predeterminado. O gerador 20 aciona ou excita o conjunto acústico em qualquer frequência de ressonância adequada do conjunto acústico, e/ou deriva a energia eletromagnética ou de RF terapêutica/subterapêutica. Em um aspecto, o módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23 pode ser implementado como uma unidade de eletrocirurgia (ESU) capaz de fornecer energia suficiente para executar eletrocirurgia bipolar com o uso de energia de radiofrequência (RF). Em um aspecto, a ESU pode ser um equipamento ERBE ICC 350 bipolar, disponível junto à ERBE USA, Inc. de Marietta, GA, EUA. Em aplicações de eletrocirurgia bipolar, conforme anteriormente discutido, pode ser usado um instrumento cirúrgico com um eletrodo ativo e um eletrodo de retorno, em que o eletrodo ativo e o eletrodo de retorno podem ser posicionados contra, ou adjacentes a, o tecido a ser tratado, de modo que a corrente possa fluir do eletrodo ativo para o eletrodo de retomo através do tecido. Consequentemente, o gerador do módulo eletrocirúrgico/RF 23 pode ser configurado para propósitos terapêuticos mediante a aplicação, ao tecido T, de energia elétrica suficiente para tratar o tecido (por exemplo, cauterização). Por exemplo, em alguns aspectos, o eletrodo ativo e/ou de retorno pode estar posicionado sobre o conjunto de garras aqui descrito.

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15/114 [0062] Em um aspecto, o módulo eletrocirúrgico/gerador de RF 23 pode ser configurado para fornecer um sinal de RF subterapêutico para implementar um módulo de medição da impedância do tecido. Em um aspecto, o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 23 compreende um gerador de radiofrequência bipolar. Em um aspecto, o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 23 pode estar configurado para monitorar a impedância elétrica Z do tecido T, e para controlar as características do tempo e nível de energia com base no tecido T, por meio de um eletrodo de retorno disposto sobre um membro de pinça do conjunto de atuador de extremidade 26. Consequentemente, o módulo de gerador eletrocirúrgico/de RF 23 pode ser configurado para propósitos subterapêuticos, para medir a impedância ou outras características elétricas do tecido T. Técnicas e configurações de circuito para medir a impedância ou outras características elétricas do tecido T são discutidas em mais detalhes na publicação de patente US n° 201 1/0015631, cedida à mesma requerente, intitulada Electrosurgical Generator for Ultrasonic Surgical Instrument, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.

[0063] Um módulo gerador ultrassônico 21 adequado pode ser configurado para operar funcionalmente de modo similar ao equipamento GEN300, disponível junto à Ethicon Endo-Surgery, Inc. de Cincinnati, Ohio, EUA, conforme apresentado em uma ou mais dentre as seguintes patentes US, todas as quais estão aqui incorporadas, a título de referência: Patente US n°6.480.796 (Meth od for Improving the Start Up of an Ultrasonic System Under Zero Load Conditions); Patente US n° 6.537.291 (Method for Detecting a Loose Blade in a Hand Piece Connected to an Ultrasonic Surgical System); patente US n°6.662.127 (Method for Detecting Presence of a Blade in an Ultrasonic System), patente US n° 6.977.495 (Detection Circuitry for Su rgical Handpiece System), patente US n° 7.077.853 (Method for Calcul ating Transducer

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Capacitance to Determine Transducer Temperature); patente US n° 7.179.271 (Method for Driving an Ultrasonic System to Improve Acquisition of Blade Resonance Frequency at Startup); e patente US n° 7.273.483 (Apparatus and Method for Alerting Generator Function in an Ultrasonic Surgical System).

[0064] Será reconhecido que, em vários aspectos, o gerador 20 pode ser configurado para funcionar em vários modos. Em um modo, o gerador 20 pode ser configurado de modo que o módulo gerador ultrassônico 21 e o módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23 possam ser independentemente operados.

[0065] Por exemplo, o módulo gerador ultrassônico 21 pode ser ativado para aplicar energia ultrassônica ao conjunto de atuador de extremidade 26 e, subsequentemente, energia de RF terapêutica ou subterapêutica pode ser aplicada ao conjunto de atuador de extremidade 26 pelo módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23. Conforme anteriormente discutido, o sub-terapêutico energia eletrocirúrgica/de RF pode ser aplicada ao tecido pinçado entre elementos de mandíbula do conjunto de atuador de extremidade 26 para medir impedância do tecido, de modo a controlar a ativação, ou modificar a ativação, do módulo gerador ultrassônico 21. A retroinformação quanto à impedância do tecido proveniente da aplicação de energia subterapêutica pode, também, ser usada para ativar um nível terapêutico do módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23 para cauterizar o tecido (por exemplo, vaso sanguíneo) pinçado entre elementos de pinça do conjunto de atuador de extremidade 26.

[0066] Em um outro aspecto, o módulo gerador ultrassônico 21 e o módulo eletrocirúrgico/gerador de RF 23 podem ser ativados simultaneamente. Em um exemplo, o módulo gerador ultrassônico 21 é simultaneamente ativado com um nível de energia de RF subterapêutico para medir a impedância do tecido enquanto, simultaneamente, a

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17/114 lâmina ultrassônica do conjunto de atuador de extremidade 26 corta e coagula o tecido (ou vaso sanguíneo) pinçado entre os elementos de pinça do conjunto de atuador de extremidade 26. Essa retroinformaçâo pode ser usada, por exemplo, para modificar a saída de acionamento do módulo gerador ultrassônico 21. Em um outro exemplo, o módulo gerador ultrassônico 21 pode ser acionado simultaneamente ao módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23 de modo que a porção de lâmina ultrassônica do conjunto de atuador de extremidade 26 seja usada para cortar o tecido danificado, enquanto a energia eletrocirúrgica/de RF é aplicada a porções de eletrodo do conjunto de pinça do atuador de extremidade 26 para cauterizar o tecido (ou vaso sanguíneo).

[0067] Quando o gerador 20 é ativado por meio do mecanismo de disparo, a energia elétrica é continuamente aplicada pelo gerador 20 a uma pilha ou conjunto de transdutores do conjunto acústico. Em um outro aspecto, a energia elétrica é intermitentemente aplicada (por exemplo, pulsada) pelo gerador 20. Uma malha de captura de fase no sistema de controle do gerador 20 pode monitorar a retroinformaçâo proveniente do conjunto acústico. A malha de captura de fase ajusta a frequência da energia elétrica enviada pelo gerador 20 para que corresponda à frequência de ressonância do modo de vibração longitudinal selecionado do conjunto acústico. Além disso, um segundo circuito de retroinformaçâo no sistema de controle 25 mantém a corrente elétrica fornecida ao conjunto acústico em um nível constante previamente selecionado, de modo a se obter um curso substancialmente constante no atuador de extremidade 18 do conjunto acústico. Em ainda um outro aspecto, um terceiro circuito de retroinformaçâo no sistema de controle 25 monitora a impedância entre os eletrodos situados no conjunto de atuador de extremidade 26. Embora as Figuras de 1 a 5 mostrem um instrumento cirúrgico ultrassônico de funcionamento manual, será reconhecido que os

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18/114 instrumentos cirúrgicos ultrassônicos podem, também, ser utilizados em aplicações robóticas, por exemplo, conforme aqui descrito, bem como em combinações de aplicações manuais e robóticas.

[0068] No modo de operação ultrassônico, o sinal elétrico fornecido ao conjunto acústico pode fazer com que a extremidade distal do atuador de extremidade 18 vibre longitudinalmente na faixa de, por exemplo, aproximadamente 20 kHz a 250 kHz. De acordo com vários aspectos, a lâmina ultrassônica 22 pode vibrar na faixa de cerca de 54 kHz a 56 kHz, por exemplo a cerca de 55,5 kHz. Em outros aspectos, a lâmina ultrassônica 22 pode vibrar em outras frequências incluindo, por exemplo, cerca de 31 kHz ou cerca de 80 kHz. A excursão das vibrações na lâmina ultrassônica pode ser controlada, por exemplo, mediante o controle da amplitude do sinal elétrico aplicado ao conjunto transdutor do conjunto acústico pelo gerador 20. Conforme observado acima, o mecanismo de ativação do gerador 20 permite que um usuário ative o gerador 20 de modo que a energia elétrica possa ser fornecida de maneira contínua ou intermitente ao conjunto acústico. O gerador 20 tem, também, uma linha de transmissão de energia elétrica para inserção em uma unidade eletrocirúrgica ou em uma tomada eléctrica convencional. Contempla-se que o gerador 20 pode, também, ser alimentado por uma fonte de corrente contínua (CG), como uma batería. O gerador 20 pode compreender qualquer gerador adequado, como o modelo n°GEN04 e/ou o modelo n°GEN11, disponíveis junto à Ethicon Endo-Surgery, Inc.

[0069] A Figura 2 é uma vista em perspectiva esquerda de um aspecto exemplificador do instrumento cirúrgico ultrassônico 10, mostrando o conjunto de cabo 12, o conjunto de rotação distai 13 e o conjunto de eixo de acionamento alongado 14. A Figura 3 mostra o conjunto de atuador de extremidade 26. No aspecto ilustrado, o conjunto de eixo de acionamento alongado 14 compreende uma extremidade

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19/114 distal 52 dimensionada para engatar-se mecanicamente ao conjunto de atuador de extremidade 26, e uma extremidade proximal 50 que se engata mecanicamente ao conjunto de cabo 12 e ao conjunto de rotação distai 13. A extremidade proximal 50 do conjunto de eixo de acionamento alongado 14 é recebida no interior do conjunto de punho 12 e do conjunto de rotação distai 13. Mais detalhes relacionados às conexões entre o conjunto de eixo de acionamento endoscópico alongado 14, o conjunto de cabo 12 e o conjunto de rotação distai 13 são fornecidos na descrição da Figura 5. No aspecto ilustrado, o conjunto de gatilho 24 compreende um gatilho 32 que funciona em conjunto com um cabo fixo 34. O cabo fixo 34 e o gatilho 32 são ergonomicamente formados e adaptados para oferecer uma interface confortável ao usuário. O cabo fixo 34 está integralmente associado ao conjunto de cabo 12. O gatilho 32 é capaz de se mover de forma articulada em relação ao cabo fixo 34, conforme explicado abaixo com mais detalhes em relação ao funcionamento do instrumento cirúrgico ultrassônico 10. O gatilho 32 é capaz de se mover de forma articulada na direção 33a, em direção ao cabo fixo 34, quando o usuário aplica uma força de aperto contra o gatilho 32. Um elemento de mola 98 (Figura 5) faz com que o gatilho 32 se mova de forma articulada na direção 33b, quando o usuário cessa a força de aperto contra o gatilho 32.

[0070] Em um aspecto exemplificador, o gatilho 32 compreende um gancho de gatilho alongado 36, o qual define uma abertura 38 entre o gancho de gatilho alongado 36 e o gatilho 32. A abertura 38 é adequadamente dimensionada para receber, através da mesma, um ou mais dedos do usuário. O gatilho 32 pode, também, compreender uma porção resiliente 32a moldada sobre o substrato do gatilho 32. A porção resiliente sobremoldada 32a é formada para proporcionar uma superfície de contato mais confortável para controle do gatilho 32 na

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20/114 direção para fora 33b. Em um aspecto exemplificador, a porção resiliente sobremoldada 32a pode estar disposta sobre uma porção do gancho de gatilho alongado 36. A superfície proximal do gancho de gatilho alongado 32 permanece não revestida ou revestida com um substrato não resiliente, para possibilitar que o usuário deslize facilmente seus dedos para dentro e para fora da abertura 38. Em outro aspecto, a geometria do gatilho forma uma laçada totalmente fechada, a qual define uma abertura adequadamente dimensionada para receber, através da mesma, um ou mais dedos do usuário. O gatilho com laçada totalmente fechada pode, também, compreender uma porção resiliente moldada sobre o substrato do gatilho.

[0071] Em um aspecto exemplificador, o cabo fixo 34 compreende uma superfície de contato proximal 40 e uma âncora de preensão ou superfície côncava 42. A superfície côncava 42 repousa sobre a membrana da mão onde o polegar e o dedo indicador se unem. A superfície de contato proximal 40 tem um contorno de empunhadura de pistola que recebe a palma da mão em uma empunhadura de pistola normal, sem anéis ou aberturas. A curva de perfil da superfície de contato proximal 40 pode ser contornada para acomodar ou receber a palma da mão. Uma cauda de estabilização 44 está situada em direção a uma porção mais proximal do conjunto de punho 12. A cauda de estabilização 44 pode ficar em contato com a parte mais superior da porção de membrana da mão, situada entre o polegar e o dedo indicador, para estabilizar o conjunto de punho 12 e tomá-lo mais controlável.

[0072] Em um aspecto exemplificador, o conjunto de chave 28 pode compreender uma chave biestável 30. A chave biestável 30 pode ser implementada sob a forma de um componente único com um pivô central 304, situado no interior do conjunto de punho 12, para eliminar a possibilidade de ativação simultânea. Em um aspecto exemplificador,

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21/114 a chave biestável 30 compreende um primeiro botão saliente 30a e um segundo botão saliente 30b para selecionar o ajuste de potência do transdutor ultrassônico 16 entre um nível de energia mínimo (por exemplo, MÍN) e um nível de energia máximo (por exemplo, MÁX). Em um outro aspecto, a chave biestável pode pi votar entre um ajuste convencional e um ajuste especial. A configuração especial pode possibilitar que um ou mais programas especiais, processos ou algoritmos, e aqui descritos, sejam implementados pelo dispositivo. O comutador 30 roda em torno do pivô central à medida que o primeiro botão saliente 30a e o segundo botão saliente 30b são acionados. Um ou mais botões salientes 30a, 30b são acoplados a um ou mais braços que se movem através de um pequeno arco e fazem os contatos elétricos fechar ou abrir um circuito elétrico para energizar ou desenergizar eletricamente o transdutor ultrassônico 16 de acordo com a ativação do primeiro ou do segundo botão de projeção 30a, 30b. A chave biestável 30 é acoplada ao gerador 20 para controlar a ativação do transdutor ultrassônico 16. A chave biestável 30 compreende uma ou mais chaves de configuração de energia elétrica para ativar o transdutor ultrassônico 16 de modo a definir uma ou mais configurações de energia para o transdutor ultrassônico 16. As forças necessárias para ativar a chave biestável 30 são dirigidas substancialmente em direção ao ponto côncavo 42, evitando, assim, qualquer tendência do instrumento a girar na mão, quando a chave biestável 30 está ativada. [0073] Em um aspecto exemplificador, o primeiro e o segundo botão saliente, 30a e 30b, estão situados sobre a extremidade distal do conjunto de cabo 12, de modo que os mesmos possam ser facilmente acessados pelo usuário para ativar a energia com um reposicionamento mínimo, ou substancialmente nulo, da empunhadura, o que é adequado para manter o controle e manter a atenção focalizada no sítio cirúrgico (por exemplo, um monitor em um procedimento laparoscópico) durante

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22/114 a ativação da chave biestável 30. Os botões salientes, 30a e 30b, podem ser configurados de modo a dar a volta na lateral do conjunto de punho 12 até um certo ponto, para serem mais facilmente acessíveis a comprimentos de dedo variáveis, e para permitir uma maior liberdade de acesso para ativação em posições desconfortáveis ou para dedos mais curtos. No aspecto ilustrado, o primeiro botão saliente 30a compreende uma pluralidade de elementos táteis 30c, por exemplo, protuberâncias ou saliências texturizadas no aspecto ilustrado, para possibilitar que o usuário diferencie o primeiro botão saliente 30a do segundo botão saliente 30b. Será entendido pelos versados na técnica que várias características ergonômicas podem ser incorporadas ao conjunto de punho 12. Tais recursos ergonômicos são descritos no pedido de patente US n°2009/0105750, intitulado Έ rgonomic Surgical Instruments, aqui incorporado em sua totalidade, a título de referência. [0074] Em um aspecto exemplificador, a chave biestável 30 pode ser operada pela mão do usuário. O usuário pode facilmente acessar o primeiro e o segundo botões salientes, 30a e 30b, a qualquer ponto, enquanto também evita a ativação inadvertida ou não intencional a qualquer tempo. A chave biestável 30 pode ser prontamente operada com um dedo para controlar o fornecimento de energia ao conjunto ultrassônico 16 e/ou o conjunto ultrassônico 16. Por exemplo, o dedo indicador pode ser usado para ativar a primeira porção de contato 30a, para ligar o conjunto ultrassônico 16 em um nível de potência máximo (MAX). O dedo indicador pode ser usado para ativar a segunda porção de contato 30b, para ligar o conjunto ultrassônico 16 em um a nível de potência mínimo (MIN). Em outro aspecto, a chave biestável pode alternar o instrumento 10 entre um ajuste convencional e um ajuste especial. O ajuste especial pode permitir que um ou mais programas especiais sejam implementados pelo instrumento 10. A chave biestável 30 pode ser operada sem que o usuário precise olhar para o primeiro

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23/114 ou o segundo botão saliente, 30a ou 30b. Por exemplo, o primeiro botão saliente 30a ou o segundo botão saliente 30b pode compreender uma textura ou saliências para diferenciar tatilmente entre o primeiro e o segundo botões salientes, 30a e 30b, sem olhar.

[0075] Em um aspecto exemplificador, o conjunto de rotação distai 13 gira sem limitação em qualquer direção em torno de um eixo geométrico longitudinal T. O conjunto de rotação distai 13 é mecanicamente acoplado ao conjunto de eixo de acionamento alongado

14. O conjunto de rotação distai 13 está situado sobre uma extremidade distal do conjunto de punho 12. O conjunto de rotação distai 13 compreende um cubo cilíndrico 46 e um botão rotativo 48 formado sobre o cubo 46. O cubo 46 se engata mecanicamente ao conjunto de eixo de acionamento alongado 14. O botão rotativo 48 pode compreender recursos poliméricos estriados e pode ser manipulado por um dedo (por exemplo, um dedo indicador) para girar o conjunto de eixo de acionamento alongado 14. O cubo 46 pode compreender um material moldado sobre a estrutura principal para formar o botão rotativo 48. O botão rotativo 48 pode ser sobremoldado no cubo 46. O cubo 46 compreende uma porção de tampão 46a que fica exposta na extremidade distal. A porção de tampão 46a do cubo 46 pode entrar em contato com a superfície de um trocarte durante procedimentos laparoscópicos. O cubo 46 pode ser formado por um plástico rígido durável, como policarbonato, para aliviar qualquer atrito que possa ocorrer entre a porção de tampão 46a e o trocarte. O botão rotativo 48 pode compreender canelados ou estrias formados por nervuras elevadas 48a e porções côncavas 48b situadas entre as nervuras 48a, para proporcionar uma preensão rotacional mais precisa. Em um aspecto exemplificador, o botão rotativo 48 pode compreender uma pluralidade de estrias (por exemplo, três ou mais estrias). Em outros aspectos, pode-se usar qualquer número adequado de estrias. O botão

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24/114 rotativo 48 pode ser formado a partir de um material polimérico mais macio, sobremoldado no material de plástico rígido. Por exemplo, o botão rotativo 48 pode ser formado a partir de materiais poliméricos maleáveis, resilientes e flexíveis, inclusive ligas de TPE Versaflex®, disponíveis junto à GLS Corporation, por exemplo. Esse material sobremoldado mais macio pode proporcionar uma melhor preensão e um controle mais preciso do movimento do botão rotativo 48. Deve-se compreender que quaisquer materiais que ofereçam resistência adequada a esterilização, sejam biocompatíveis e proporcionem resistência friccional adequada a luvas cirúrgicas, podem ser utilizados para formar o botão rotativo 48.

[0076] Em um aspecto exemplificador, o conjunto de cabo 12 é formado a partir de duas (2) porções de carcaça, ou invólucros, compreendendo uma primeira porção 12a e uma segunda porção 12b. Da perspectiva de um usuário observando o conjunto de punho 12 a partir da extremidade distai e em direção à extremidade proximal, a primeira porção 12a é considerada a porção direita, e a segunda porção 12b é considerada a porção esquerda. Cada uma dentre a primeira e a segunda porções, 12a e 12b, inclui uma pluralidade de interfaces 69 (Figura 5) dimensionadas para alinhar e engatar mecanicamente umas às outras, de modo a formar o conjunto de punho 12 e conter os componentes funcionais internos do mesmo. O punho fixo 34, que está integralmente associado ao conjunto de punho 12, toma forma mediante a montagem da primeira e da segunda porções 12a e 12b do conjunto de punho 12. Uma pluralidade de interfaces adicionais (não mostrada) pode estar disposta em vários pontos em torno da periferia da primeira e da segunda porções, 12a e 12b, do conjunto de punho 12, para propósitos de soldagem ultrassônica, por exemplo, pontos de direção/deflexão de energia. A primeira e a segunda porções, 12a e 12b (bem como os outros componentes descritos a seguir) podem ser

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25/114 montadas uma à outra de qualquer maneira conhecida na técnica. Por exemplo, pinos de alinhamento, interfaces de encaixe por pressão, interfaces de lingueta e sulco, abas travantes e portas adesivas podem todos ser usados, por si sós ou em combinação, para propósitos de montagem.

[0077] Em um aspecto exemplificador, o conjunto de eixo de acionamento alongado 14 compreende uma extremidade proximal 50 adaptada para se engatar mecanicamente ao conjunto de cabo 12 e ao conjunto de rotação distai 13; e uma extremidade distai 52 adaptada para engatar mecanicamente o conjunto de atuador de extremidade 26. O conjunto de eixo de acionamento alongado 14 compreende uma bainha tubular externa 56 e um membro atuador tubular reciprocante 58 situado no interior da bainha tubular externa 56. A extremidade proximal do membro atuador tubular reciprocante 58 é mecanicamente engatada ao gatilho 32 do conjunto de cabo 12 para se mover na direção 60A ou 60B em resposta ao acionamento e/ou à liberação do gatilho 32. O gatilho 32 móvel de maneira pivotante pode gerar movimento reciprocante ao longo do eixo geométrico longitudinal ^ST. Tal movimento pode ser utilizado, por exemplo, para acionar as garras ou o mecanismo de pinçamento do conjunto de atuador de extremidade 26. Uma série de articulações converte a rotação pivotante do gatilho 32 em movimento axial de um balancim acoplado a um mecanismo de acionamento, que controla a abertura e fechamento das mandíbulas do mecanismo de pinçamento do conjunto de atuador de extremidade 26. A extremidade distal do membro atuador tubular reciprocante 58 é mecanicamente engatada ao conjunto de atuador de extremidade 26. No aspecto ilustrado, a extremidade distal do membro de acionamento tubular alternativo tubular 58 é engatado mecanicamente a um conjunto de braço de aperto 64, que pode rodar em tomo de um ponto de pivô 70 (Figura 4) para abrir e fechar o conjunto de braço de aperto 64 em

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26/114 resposta à atuação e/ou liberação do gatilho 32, Por exemplo, no aspecto ilustrado, o conjunto de braço de aperto 64 é capaz de moverse na direção 62A, de uma posição aberta para uma posição fechada, ao redor de um ponto de pivô 70, quando o gatilho 32 é apertado na direção 33a. O conjunto de braço de aperto 64 é capaz de mover-se na direção 62B, de uma posição fechada para uma posição aberta, ao redor do ponto de pivô 70, quando o gatilho 32 é liberado ou empurrado para fora na direção 33b.

[0078] Em um aspecto exemplificador, o conjunto de atuador de extremidade 26 está conectado à extremidade distai 52 do conjunto de eixo de acionamento alongado 14 e inclui um conjunto de braço de aperto 64 e uma lâmina ultrassônica 66. As garras do mecanismo de pinçamento do conjunto de atuador de extremidade 26 são formadas pelo conjunto de braço de aperto 64 e pela lâmina ultrassônica 66. A lâmina ultrassônica 66 é atuável por ultrassom, e está acusticamente acoplada ao transdutor ultrassônico 16. O gatilho 32 no conjunto de punho 12 está, por fim, conectado a um conjunto de acionamento, com o qual coopera mecanicamente para obter o movimento do conjunto de braço de pinça 64. Apertar o gatilho 32 na direção 33a move o conjunto de braço de aperto 64 na direção 62A de uma posição aberta, na qual o conjunto de braço de aperto 64 e a lâmina ultrassônica 66 estão dispostos em uma relação espaçada um em relação ao outro, para uma posição pinçada ou fechada, na qual o conjunto de braço de aperto 64 e a lâmina ultrassônica 66 cooperam para prender o tecido entre os mesmos. O conjunto de braço de aperto 64 pode compreender um bloco de pinça 69 para prender o tecido entre a lâmina ultrassônica 66 e o braço de aperto 64. A liberação do gatilho 32 na direção 33b move o conjunto de braço de aperto 64 na direção 62B, de uma relação fechada para uma posição aberta, na qual o conjunto de braço de aperto 64 e a lâmina ultrassônica 66 estão dispostos em uma relação espaçada um

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27/114 em relação ao outro.

[0079] A porção proximal do conjunto de punho 12 compreende uma abertura proximal 68 para receber uma extremidade distal do conjunto ultrassônico 16. O conjunto ultrassônico 16 é inserido na abertura proximal 68, e é mecanicamente engatado ao conjunto de eixo de acionamento alongado 14.

[0080] Em um aspecto exemplificador, a porção de gancho de gatilho alongado 36 do gatilho 32 oferece uma alavanca de gatilho mais longa, com um curso de extensão e rotação mais curto. A alavanca mais longa do gancho de gatilho alongado 36 permite que o usuário empregue múltiplos dedos dentro da abertura 38, para operar o gancho de gatilho alongado 36 e fazer com que o gatilho 32 revolva na direção 33b para abrir as garras do conjunto de atuador de extremidade 26. Por exemplo, o usuário pode inserir três dedos (por exemplo, os dedos médio, anular e mínimo) na abertura 38. O uso de múltiplos dedos permite que o cirurgião exerça maiores forças de entrada no gatilho 32 e no gancho de gatilho alongado 326 para ativar o conjunto de atuador de extremidade 26. O curso de extensão e rotação mais curto cria uma preensão mais confortável quando se está fechando ou apertando o gatilho 32 na direção 33a, ou quando se está abrindo o gatilho 32 no movimento de abertura para fora, na direção 33b, diminuindo a necessidade de estender os dedos mais para fora. Isso diminui substancialmente a fadiga e o esforço da mão, associados ao movimento de abertura para fora do gatilho 32 na direção 33b. O movimento de abertura para fora do gatilho pode ser auxiliado por molas, pelo elemento de mola 98 (Figura 5), para ajudar a aliviar a fadiga. A força da mola de abertura é suficiente para auxiliar na facilidade de abertura, mas não é forte o bastante para afetar adversamente a retrainformação tátil da tensão do tecido durante a propagação da dissecção.

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28/114 [0081] Por exemplo, durante um procedimento cirúrgico, o dedo indicador pode ser usado para controlar a rotação do conjunto de eixo de acionamento alongado 14, de modo a posicionar as mandíbulas do conjunto de atuador de extremidade 26 em uma orientação adequada. O dedo médio e/ou os outros dedos menores podem ser usados para apertar o gatilho 32 e prender o tecido entre as mandíbulas. Uma vez que a mandíbulas estejam situadas na posição desejada e tenham pinçado o tecido, o dedo indicador pode ser usado para ativar a chave biestável 30 de modo a ajustar o nível de energia do transdutor ultrassônico 16 para tratar o tecido. Uma vez que o tecido tenha sido tratado, o usuário pode liberar o gatilho 32, empurrando para fora na direção distai contra o gancho de gatilho alongado 36, com o dedo médio e/ou os dedos menores, para abrir as mandíbulas do conjunto de atuador de extremidade 26. Esse procedimento básico pode ser realizado sem que o usuário precise ajustar sua preensão no conjunto de punho 12.

[0082] As Figuras de 3 a 4 ilustram a conexão do conjunto de eixo de acionamento alongado 14 em relação ao conjunto de atuador de extremidade 26. Conforme anteriormente descrito, no aspecto ilustrado, o conjunto de atuador de extremidade 26 compreende um conjunto de braço de aperto 64 e uma lâmina ultrassônica 66 para formar as garras do mecanismo de pinçamento. A lâmina ultrassônica 66 pode ser uma lâmina ultrassônica atuável por ultrassom, acusticamente acoplada ao transdutor ultrassônico 16. O gatilho 32 está mecanicamente conectado a um conjunto de acionamento. Juntos, o gatilho 32 e o conjunto de acionamento cooperam mecanicamente para mover o conjunto de braço de aperto 64 para uma posição aberta na direção 62A, em que o conjunto de braço de aperto 64 e a lâmina ultrassônica 66 estão dispostos em relação espaçada um em relação ao outro, e para uma posição pinçada ou fechada na direção 62B, em que o conjunto de braço

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29/114 de aperto 64 e a lâmina ultrassônica 66 cooperam para prender o tecido entre os mesmos. O conjunto de braço de aperto 64 pode compreender um bloco de pinça 69 para prender o tecido entre a lâmina ultrassônica 66 e o braço de aperto 64. A extremidade distal do membro atuador tubular reciprocante 58 é mecanicamente engatada ao conjunto de atuador de extremidade 26. No aspecto ilustrado, a extremidade distai do membro de acionamento tubular alternativo tubular 58 é engatado mecanicamente ao conjunto de braço de aperto 64, que pode rodar em torno do ponto de pivô 70 para abrir e fechar o conjunto de braço de aperto 64 em resposta à atuação e/ou liberação do gatilho 32. Por exemplo, no aspecto ilustrado, o conjunto de braço de aperto 64 é capaz de mover-se de uma posição aberta para uma posição fechada na direção 62B, em redor de um ponto de pivô 70, quando o gatilho 32 é apertado na direção 33a. O conjunto de braço de aperto 64 é capaz de mover-se de uma posição fechada para uma posição aberta na direção 62A, em redor do ponto de pivô 70, quando o gatilho 32 é liberado ou empurrado para fora na direção 33b.

[0083] Conforme anteriormente discutido, o conjunto de braço de aperto 64 pode compreender eletrodos eletricamente acoplados ao módulo gerador eletrocirúrgico/de RF 23 para receber energia terapêutica e/ou subterapêutica, em que a energia eletrocirúrgica/de RF pode ser aplicada aos eletrodos, seja simultaneamente ou não simultaneamente, com a energia ultrassônica sendo aplicada à lâmina ultrassônica 66. Essas ativações de energia podem ser aplicadas em quaisquer combinações adequadas para se obter um efeito desejado sobre o tecido, em cooperação com um algoritmo ou outra lógica de controle.

[0084] A Figura 5 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 10 mostrado na Figura 2. No aspecto ilustrado, a vista explodida mostra os elementos internos do conjunto de cabo 12, o

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30/114 conjunto de cabo 12, o conjunto de rotação distal 13, o conjunto de chave 28, e o conjunto de eixo de acionamento alongado 14. No aspecto ilustrado, a primeira e a segunda porções, 12a e 12b, se encaixam para formar o conjunto de cabo 12. Cada uma dentre a primeira e a segunda porções, 12a e 12b, compreende uma pluralidade de interfaces 69, dimensionadas para se alinhar e engatar mecanicamente uma à outra para formar o conjunto de punho 12 e conter os componentes funcionais internos do instrumento cirúrgico ultrassônico 10. O botão rotativo 48 é mecanicamente engatado à bainha tubular externa 56, de modo que possa ser girado na direção circular 54 até 360°. A bainha tubular externa 56 está situada sobre o membro atuador tubular reciprocante 58, que é mecanicamente engatado e retido no interior do conjunto de cabo 12 por meio de uma pluralidade de elementos de acoplamento 72. Os elementos de acoplamento 72 podem compreender um anel de vedação tipo anel de vedação 0 72a, uma tampa do colarinho do tubo 72b, uma arruela distai 72c, uma arruela proximal 72d e um colarinho do tubo rosqueado 72e. O membro atuador tubular reciprocante 58 está situado dentro de uma forquilha reciprocante 84, que é retida entre a primeira e a segunda porções 12a, 12b do conjunto de cabo 12. O balancim 84 faz parte de um conjunto de balancim reciprocante 88. Uma série de articulações converte a rotação pivotante do gancho de gatilho alongado 32 no movimento axial do balancim reciprocante 84, que controla a abertura e o fechamento das mandíbulas do mecanismo de pinçamento do conjunto de atuador de extremidade 26 na extremidade distal do instrumento cirúrgico ultrassônico 10. Em um aspecto exemplificador, um design com quatro elos oferece vantagem mecânica em uma extensão de rotação relativamente curta, por exemplo.

[0085] Em um aspecto exemplificador, um guia de onda de transmissão ultrassônica 78 está disposto dentro do membro atuador tubular reciprocante 58. A extremidade distai 52 do guia de ondas de

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31/114 transmissão ultrassônica 78 está acusticamente acoplada (por exemplo, direta ou indiretamente mecanicamente acoplada) à lâmina ultrassônica 66, e a extremidade proximal 50 do guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 é recebida no interior do conjunto de cabo 12. A extremidade proximal 50 do guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 é adaptada para acoplar-se acusticamente à extremidade distal do transdutor ultrassônico 16. O guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 é isolado dos outros elementos do conjunto de eixo de acionamento alongado 14 por meio de uma bainha protetora 80 e uma pluralidade de elementos isolantes 82, como anéis de silicone. A bainha tubular externa 56, o membro atuador tubular reciprocante 58 e o guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 são mecanicamente engatados por um pino 74. O conjunto de chave 28 compreende a chave biestável 30 e elementos elétricos 86a,b para energizar eletricamente o transdutor ultrassônico 16, de acordo com a ativação do primeiro ou do segundo botões salientes, 30a ou 30b.

[0086] Em um aspecto exemplificador, a bainha tubular externa 56 isola o usuário ou o paciente das vibrações ultrassônicas do guia de ondas de transmissão ultrassônica 78. A bainha tubular externa 56 geralmente inclui um cubo 76. A bainha tubular externa 56 é rosqueada sobre a extremidade distal do conjunto de punho 12. O guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 se estende através da abertura da bainha tubular externa 56, e os elementos isolantes 82 isolam o guia de ondas de transmissão ultrassônica 24 da bainha tubular externa 56. A bainha tubular externa 56 pode ser fixada ao guia de ondas 78 com o pino 74. O orifício para receber o pino 74 no guia de ondas 78 pode ocorrer nominalmente em um nó de deslocamento. O guia de ondas 78 pode ser rosqueado ou encaixado no interior do conjunto de punho 12 do manipulo por meio de um parafuso prisioneiro. As porções planas no cubo 76 podem permitir que o conjunto seja submetido a torque até um

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32/114 nível necessário. Em um aspecto exemplificador, a porção de cubo 76 da bainha tubular externa 56 é, de preferência, construída em plástico, e a porção alongada tubular da bainha tubular externa 56 é fabricada em aço inoxidável. Alternativamente, o guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 pode compreender material polimérico circundando o mesmo, para isolamento contra contato externo.

[0087] Em um aspecto exemplificador, a extremidade distal do guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 pode estar acoplada à extremidade proximal da lâmina ultrassônica 66 por uma conexão rosqueada interna, de preferência em um antinó ou próximo ao mesmo. Contempla~se que a lâmina ultrassônica 66 possa ser fixada ao guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 por quaisquer meios adequados, como uma junta soldada ou similar. Embora a lâmina ultrassônica 66 possa ser removível do guia de ondas de transmissão ultrassônica 78, contempla~se também que o atuador de extremidade com elemento único (por exemplo, a lâmina ultrassônica 66) e o guia de ondas de transmissão ultrassônica 78 podem ser formados como uma peça unitária única.

[0088] Em um aspecto exemplificador, o gatilho 32 é acoplado a um mecanismo de ligação para transladar o movimento giratório do gatilho 32 nas direções 33a e 33b para o movimento linear do membro atuador tubular reciprocante 58 nas direções correspondentes 60a e 60b (Figura 2). O gatilho 32 compreende um primeiro conjunto de flanges 98 com aberturas formadas em seu interior para receber um primeiro pino de balancim 94a. O primeiro pino de balancim 94a está, também, posicionado através de um conjunto de aberturas formadas na extremidade distal do balancim 84. O gatilho 32 compreende, também, um segundo conjunto de flanges 96 para receber uma primeira extremidade de um elo 92. Um pino do gatilho 90 é recebido nas aberturas formadas no elo 92 e no segundo conjunto de flanges 96. O

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33/114 pino do gatilho 90 é recebido nas aberturas formadas no elo 92 e no segundo conjunto de flanges 96, e está adaptado para ser acoplado às primeira e segunda porções, 12a e 12b, do conjunto de punho 12, para formar um ponto de pivô para o gatilho 32. Uma segunda extremidade do elo 92 é recebida em uma fenda formada em uma extremidade proximal do balancim 84, e é retida em seu interior por um segundo pino de balancim 94b. Conforme o gatilho 32 é girado em tomo de um ponto de pivô de forma articulada pelo pino do gatilho 90 formado, a forquilha traslada horizontalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal T em uma direção indicada pelas setas 60a,b.

[0089] A Figura 6 ilustra um diagrama de um aspecto de um dispositivo cirúrgico de retrainformação de força 100 que pode incluir ou implementar muitos dos recursos aqui descritos. Por exemplo, em um aspecto, o dispositivo cirúrgico 100 pode ser similar ou representativo do instrumento cirúrgico 10. O dispositivo cirúrgico 100 pode incluir um gerador 102. O dispositivo cirúrgico 100 pode incluir também um atuador de extremidade ultrassônico 106, que pode ser ativado quando um médico opera um gatilho 110. Quando o gatilho 110 é atuado, um sensor de força 112 pode gerar um sinal que indica a quantidade de força que é aplicada ao gatilho 110. Além de, ou em vez de, um sensor de força 112, o dispositivo cirúrgico 100 pode incluir um sensor de posição 113, que pode gerar um sinal indicando a posição do gatilho 110 (por exemplo, quão longe o gatilho foi pressionado ou de outro modo atuado). Em um aspecto, o sensor de posição 113 pode ser um sensor posicionado com a bainha tubular externa 56 descrita acima ou membro atuador tubular reciprocante 58 situado no interior da bainha tubular externa 56 descrita acima. Em um aspecto, o sensor pode ser um sensor de efeito Hall ou qualquer transdutor adequado que varia sua tensão de saída em resposta a um campo magnético. O sensor de efeito Hall pode ser utilizado para aplicações de chaveamento por

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34/114 proximidade, posicionamento, detecção de velocidade e detecção de corrente. Em um aspecto, o sensor de efeito Hall funciona como um transdutor analógico, retomando diretamente uma tensão. Com um campo magnético conhecido, sua distância da placa de Hall pode ser determinada.

[0090] Um circuito de controle 108 pode receber os sinais dos sensores 112 e/ou 113.0 circuito de controle 108 pode incluir quaisquer componentes de circuito analógico ou digital adequados. O circuito de controle 108 pode também se comunicar com o gerador 102 e/ou com o transdutor 104 para modular a energia fornecida ao atuador de extremidade 106 e/ou o nível do gerador ou a amplitude da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade 106 com base na força aplicada ao gatilho 110 e/ou na posição do gatilho 110 e/ou na posição da bainha tubular externa 56 descrita acima em relação ao membro de atuação tubular reciprocante 58 situado no interior da bainha tubular externa 56 descrita acima (por exemplo, conforme medido por uma combinação de sensor de efeito Hall e ímã). Por exemplo, quanto mais força é aplicada ao gatilho 110, mais energia e/ou uma maior amplitude de lâmina ultrassônica pode ser fornecida ao atuador de extremidade 106. De acordo com vários aspectos, o sensor de força 112 pode ser substituído por uma chave de múltiplas posições.

[0091] De acordo com vários aspectos, o atuador de extremidade 106 pode incluir um mecanismo de aperto ou de travamento, por exemplo, como aquele descrito acima em conexão com as Figuras 1 a

5. Quando o gatilho 110 é inicialmente acionado, o mecanismo de travamento pode fechar, prender o tecido entre um braço de aperto e o atuador de extremidade 106. Conforme a força aplicada ao gatilho aumenta (por exemplo, conforme detectado pelo sensor de força 112), o circuito de controle 608 pode aumentar a energia fornecida ao atuador de extremidade 106 pelo transdutor 104 e/ou o nível de gerador ou a

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35/114 amplitude de lâmina ultrassônica gerada no atuador de extremidade 106. Em um aspecto, a posição do gatilho, conforme detectada pelo sensor de posição 113 ou a posição da garra ou do braço de garra, conforme detectada pelo sensor de posição 113 (por exemplo, com um sensor de efeito Hall), podem ser utilizadas pelo circuito de controle 108 para definir a energia e/ou a amplitude do atuador de extremidade 106. Por exemplo, conforme o gatilho é movimentado adicionalmente em direção a uma posição completamente atuada, ou a garra ou o braço de garra se move adicionalmente em direção à lâmina ultrassônica (ou atuador de extremidade 106), a energia e/ou amplitude do atuador de extremidade 106 podem ser aumentadas.

[0092] De acordo com vários aspectos, o dispositivo cirúrgico 100 pode incluir também um ou mais dispositivos de retroinformação para indicar a quantidade de energia fornecida ao atuador de extremidade 106. Por exemplo, um alto-falante 114 pode emitir um sinal indicativo da energia do atuador de extremidade. De acordo com vários aspectos, o alto-falante 114 pode emitir uma série de sons de pulso, onde a frequência dos sons indica a energia. Além de, ou em vez do alto-falante 114,o dispositivo pode incluir uma tela visual 116. A tela visual 116 pode indicar o atuador de extremidade de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, a tela visual 116 pode incluir uma série de diodos emissores de luz (LEDs), em que a energia do atuador de extremidade é indicada pelo número de LEDs iluminados. O alto-falante 114 e/ou a tela visual 116 podem ser acionados peto circuito de controle 108. De acordo com vários aspectos, o dispositivo 100 pode incluir um dispositivo de catraca (não mostrado) conectado ao gatilho 110. O dispositivo de catraca pode gerar um sinal audível quanto mais força é aplicada ao gatilho 110, fornecendo uma indicação indireta de energia do atuador de extremidade. O dispositivo 100 pode incluir outros recursos que podem aumentar a segurança. Por exemplo, o circuito de

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36/114 controle 108 pode ser configurado para impedir que a energia seja fornecida ao atuador de extremidade 106 além do limiar predeterminado. Além disso, o circuito de controle 108 pode implementar um atraso entre o tempo em que uma alteração na energia do atuador de extremidade é indicada (por exemplo, pelo alto-falante 114 ou tela 116) e o tempo em que a alteração na energia do atuador de extremidade é fornecida. Dessa forma, um médico pode ter ampla ciência de que o nível de energia ultrassônica que deve ser fornecida ao atuador de extremidade 106 está prestes a mudar.

[0093] A Figura 7 é um diagrama simplificado de um aspecto do gerador 102 que pode fornecer sintonia sem indutor, entre outros benefícios. As Figuras 8A a 8C ilustram uma arquitetura do gerador 102 da Figura 7, de acordo com um aspecto da presente descrição. A Figura 9 ilustra um controlador 196 para monitorar dispositivos de entrada e controlar dispositivos de saída de acordo com um aspecto da presente descrição. Com referência agora às Figuras 7 a 9, o gerador 102 pode compreender um estágio isolado do paciente 152 em comunicação com um estágio não isolado 154 por meio de um transformador de potência 156. Um enrolamento secundário 158 do transformador de potência 156 está contido na plataforma isolada 152 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 160a, 160b e 160c, de modo a fornecer sinais de acionamento a diferentes dispositivos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico 100, um instrumento cirúrgico ultrassônico 10 ou um dispositivo eletrocirúrgico 106. Em particular, as saídas de sinal de acionamento 160a e 160c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 420 V RMS) a um instrumento ultrassônico 10, e as saídas de sinal de acionamento 160b e 160c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de

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37/114 acionamento a 100 V RMS) a um dispositivo eletrocirúrgico 106, com a saída 160b correspondendo à derivação central do transformador de potência 156. O estágio não isolado 154 pode compreender um amplificador de potência 162 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 164 do transformador de potência 156. Em certos aspectos, o amplificador de potência 162 pode compreender um amplificador do tipo push-pull, por exemplo. A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um dispositivo lógico programável 166 para fornecer uma saída digital a um conversor de digital para analógico (DAC) 168 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 162. Em certos aspectos, o dispositivo lógico programável 166 pode compreender um arranjo de portas programável em campo (FRGA), por exemplo. O dispositivo lógico programável 166, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 162 através do DAC 168 pode, portanto, controlar qualquer dentre um certo número de parâmetros (por exemplo, frequência, formato de onda, amplitude do formato de onda) de sinais de acionamento aparecendo nas saídas de sinal de acionamento 160a, 160b e 160c. Em certos aspectos e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico programável 166, em conjunto com um processador (por exemplo, o processador 174 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 102.

[0094] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 162 por um regulador de modo de chave 170. Em certos aspectos, o regulador de modo de chave 170 pode compreender um regulador ajustável de antagônico, por exemplo. A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um processador 174

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38/114 que, em um aspecto pode compreender um processador DSP como um ADSP-21469 SHARC DSP Analog Devices, disponível junto à Analog Devices, de Norwood, Mass., EUA, por exemplo. Em certos aspectos, o processador 174 pode controlar a operação do conversor de potência de modo de chave 170 responsive a dados de retroinformação da tensão recebidos do amplificador de potência 162 pelo processador 174 por meio de um conversor analógico-para-digital (ADC) 176. Em um aspecto, por exemplo, o processador 174 pode receber como entrada, através do ADC 176, o envelope de formato de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) sendo amplificado pelo amplificador de potência 162. O processador 174 pode então controlar o regulador de modo de chave 170 (por exemplo, através de uma saída modulada de largura de pulso (PWM, de pulse-width modulated) de modo que a tensão de trilho provida ao amplificador de potência 162 siga o envelope forma de onda do sinal amplificado. Modulando-se dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 162 com base no envelope de forma de onda, a eficiência do amplificador de potência 162 pode ser significativamente aprimorada em relação a esquemas de amplificador com tensão de trilho fixa.

[0095] Em certos aspectos e conforme discutido em detalhes adicionais em conexão com as Figuras 10A e 10B, o dispositivo lógico programável 166, em conjunto com o processador 174, pode implementar um esquema de controle com sintetizador digital direto (DDS) para controlar o formato de onda, a frequência e/ou a amplitude do fornecimento de sinais de acionamento pelo gerador 102. Em um aspecto, por exemplo, o dispositivo lógico programável 166 pode implementar um algoritmo de controle de DDS 268 mediante a recuperação de amostras de formato de onda armazenado em uma tabela de pesquisa (LUT) atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em um FPGA. Esse algoritmo de controle

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39/114 é particularmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ultrassônico pode ser acionado por uma corrente senoidal limpa em sua frequência ressonante. 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 uma saída de sinal de acionamento pelo gerador 102 sofre o impacto de várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 156, o amplificador de potência 162), dados de retroinformação sobre tensão e corrente com base no sinal de acionamento podem ser fornecidos a um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador 174, que compensa a distorção mediante a adequada pré-distorção ou modificação das amostras de formato de onda armazenadas na LUT de maneira 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 forma de onda de corrente desejado, 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 tendo o formato de onda desejado (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 a forma de onda desejada do sinal de acionamento, mas sim a forma de onda que é necessária para produzir, por fim, a forma de onda desejado do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.

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40/114 [0096] O estágio não isolado 154 pode compreender adicionalmente um ADC 178 e um ADC 180 acoplados à saída do transformador de potência 156 por meio dos respectivos transformadores de isolamento, 182 e 184, para respectivamente amostrar a tensão e a corrente de sinais de acionamento emitidos pelo gerador 102. Em certos aspectos, os ADCs 178 e 180 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 178 e 180 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 178 e 180 podem ser realizadas por um único ADC recebendo sinais de entrada de tensão e corrente por meio de um multiplexador bidirecional. O uso de amostragem em alta velocidade nos aspectos do gerador 102 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 de formato de 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. A saída dos dados de retroinformação sobre tensão e corrente pelos ADCs 178 e 180 pode ser recebida e processada (por exemplo, buffering do tipo FIFO, multiplexação) peto dispositivo lógico programável 166 e armazenada em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, pelo processador 174. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para prédistorção ou modificação de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e contínua. Em certos aspectos, isso pode requerer que cada par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente

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41/114 armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, uma correspondente amostra da LUT que foi fornecida pelo dispositivo lógico programável 166 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.

[0097] 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 sobre tensão e corrente podem ser utilizados para determinar a fase da impedância. 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, O'), minimizando ou reduzi ndo assim os efeitos da distorção ultrassônica 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 174, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada a um algoritmo de controle de DDS implementado pelo dispositivo lógico programável 166. [0098] 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, por exemplo, um

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42/114 algoritmo de controle proporcional-integral-derivado (PID) ou algoritmo de controle proporcional-integral (Pl), no processador 174. 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 formato de onda da LUT armazenada no dispositivo lógico programável 166 e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 168 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 162) por meio de um a DAC 186.

[0099] A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um processador 190 para proporcionar, entre outras coisas, a funcionalidade da interface de usuário (UI). Em um aspecto, o processador 190 pode compreender um processador Atmel 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 190 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 120, comunicação com um dispositivo de entrada de dados 145 (por exemplo, uma tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída 146 (por exemplo, um alto-falante). O processador 190 pode comunicar-se com o processador 174 e o dispositivo lógico programável (por exemplo, via barramentos de interface serial para periféricos (SPI)). Embora o processador 190 possa primariamente suportar funcionalidade de UI, o mesmo pode também coordenar-se com o processador 174 para implementar mitigação de riscos em certos aspectos. Por exemplo, o processador 190 pode ser programado para monitorar vários aspectos das entradas pelo usuário e/ou outras entradas (por exemplo, entradas pela tela sensível ao toque, entradas de chave de pedal 120, entradas do sensor de temperatura) e pode desabilitar a saída de acionamento

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43/114 do gerador 102 quando uma condição de erro é detectada.

[00100] Em certos aspectos, tanto o processador 174 como o processador 190 podem determinar e monitorar o estado operacional do gerador 102. Para o processador 174, o estado operacional do gerador 102 pode determinar, por exemplo, quais processos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador 174. Para o processador 190, o estado operacional do gerador 102 pode determinar, por exemplo, quais elementos de uma interface de usuário (por exemplo, telas de monitor, sons) são apresentados a um usuário. Os processadores 174 e 190 podem manter independentemente o estado operacional atual do gerador 102, bem como reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador 174 pode funcionar como o mestre nessa relação, e pode determinar quando devem ocorrer as transições entre estados operacionais. O processador 190 pode estar ciente das transições válidas entre estados operacionais, e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador 174 instrui o processador 190 a transicionar para um estado específico, o processador 190 pode verificar que a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador 190, o processador 190 pode fazer com que o gerador 102 entre em um modo de falha.

[00101] A plataforma não isolada 154 pode conter, ainda, um controlador 196 para monitoramento de dispositivos de entrada 145 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 102, uma tela capacitiva sensível ao toque). Em certos aspectos, o controlador 196 pode compreender ao menos um processador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador 190. Em um aspecto, por exemplo, o controlador 196 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Mega168

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44/114 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar as entradas fornecidas pelo usuário através de um ou mais sensores de toque capacitivos. Em um aspecto, o controlador 196 pode compreender um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um controlador de tela sensível ao toque QT5480 disponível junto à Atmei) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque a partir de uma tela capacitiva sensível ao toque.

[00102] Em certos aspectos, quando o gerador 102 está em um estado desligado, o controlador 196 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimentação do gerador 102, como a fonte de alimentação 211 discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 196 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada 145 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado sobre um painel frontal do gerador 102) para ligar e desligar o gerador 102. Quando o gerador 102 está no estado desligado, o controlador 196 pode despertar a fonte de alimentação (por exemplo, possibilitar o funcionamento de um ou mais conversores de tensão CC/CC 213 da fonte de alimentação 211), se for detectada a ativação do dispositivo de entrada liga/desliga 145 por um usuário. O controlador 196 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 102 para um estado ligado. Por outro lado, o controlador 196 pode iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 102 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada liga/desliga 145, quando o gerador 102 estiver no estado ligado. Em certos aspectos, por exemplo, o controlador 196 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada liga/desliga 145 ao processador 190 que, por sua vez, implementa a sequência de processo necessária para transicionar o gerador 102 ao estado desligado. Nesses aspectos, o controlador 196 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 102, após

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45/114 seu estado ligado ter sido estabelecido.

[00103] Em certos aspectos, o controlador 196 pode fazer com que o gerador 102 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.

[00104] Em certos aspectos, a plataforma isolada 152 pode compreender um circuito de interface de instrumento 198 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 cabo) e componentes da plataforma não isolada 154, como o dispositivo lógico programável 166, o processador 174 e/ou o processador 190. O circuito de interface de instrumento 198 pode trocar informações com componentes do estágio não isolado 154 por meio de um link de comunicação que mantém um grau adequado de isolamento elétrico entre os estágios 152 e 154 como, por exemplo, um link de comunicação baseado em infravermelho (IR, de infrared). A potência pode ser fornecida ao circuito de interface do instrumento 198 com o uso de, por exemplo, um regulador de tensão de baixa queda alimentado por um transformador de isolamento acionado a partir do estágio não isolado 154.

[00105] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 198 pode compreender um dispositivo lógico programável 200 (por exemplo, um FRGA) em comunicação com um circuito condicionador de sinal 202. O circuito condicionador de sinal 202 pode ser configurado para receber um sinal periódico do dispositivo lógico programável 200 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, usando-se uma fonte de corrente bipolar alimentada por

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46/114 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 102 ao dispositivo cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou 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 202 pode compreender um ADO para geração de amostras de um sinal de tensão aparecendo entre entradas do circuito de controle, resultando da passagem do sinal de interrogação através do mesmo. O dispositivo lógico programável 200 (ou um componente da plataforma não isolada 154) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras de ADO.

[00106] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 198 podem compreender uma primeira interface de circuito de dados 204 para possibilitar a troca de informações entre o dispositivo lógico programável 200 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 198) e um primeiro circuito de dados disposto em, ou de outro modo associado a, um dispositivo cirúrgico. Em certos aspectos, um primeiro circuito de dados 206 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 102. 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

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47/114 aspectos e novamente com referência à Figura 7, a primeira interface de circuito de dados 204 pode ser implementada separadamente do dispositivo lógico programável 200 e compreende um conjunto de circuitos adequado (por exemplo, dispositivos lógicos distintos, um processador) para possibilitar a comunicação entre o dispositivo lógico programável 200 e o primeiro circuito de dados. Em outros aspectos, a primeira interface de circuito de dados 204 pode ser integral ao dispositivo lógico programável 200.

[00107] Em certos aspectos, o primeiro circuito de dados 206 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 198 (por exemplo, peto dispositivo lógico programável 200), transferidas para um componente da plataforma não isolada 154 (por exemplo, para o dispositivo lógico programável 166, processador 174 e/ou processador 190) para apresentação a um usuário por meio de um dispositivo de saída 146 e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 102. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado para o primeiro circuito de dados 206 para armazenamento no mesmo através da primeira interface do circuito de dados 204 (por exemplo, usando~se o dispositivo lógico programável 200). 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.

[00108] Um instrumento cirúrgico pode ser removível de uma empunhadura para promover a intermutabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores conhecidos

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48/114 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, projetar um dispositivo cirúrgico para que permaneça compatível com versões anteriores de geradores desprovidos da indispensável funcionalidade de leitura de dados pode ser pouco prático devido, por exemplo, a esquemas de sinalização diferentes, complexidade do design e custo. Aspectos de instrumentos podem usar 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.

[00109] Adicionalmente, aspectos do gerador 102 podem possibilitar comunicação com circuitos de dados baseados em instrumento. Por exemplo, o gerador 102 pode ser configurado para comunicar-se com um segundo circuito de dados contido em um instrumento de um dispositivo cirúrgico. O circuito de interface de instrumento 198 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 210 para possibilitar essa comunicação. Em um aspecto, a segunda interface de circuito de dados 210 pode compreender uma interface digital triestado, 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

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49/114 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 210 (por exemplo, usando-se o dispositivo lógico programável 200). 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 102 e fornecer uma indicação ao usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.

[00110] Em certos aspectos, o segundo circuito de dados e a segunda interface de circuito de dados 210 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o dispositivo lógico programável 200 e o segundo circuito de dados possa ser obtida sem a necessidade de proporcionar condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um fio conectando um cabo ao gerador 102). 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 1-wire, implementado na fiação existente, como um dos condutores utilizados transmitindo sinais de interrogação a partir do circuito condicionador de sinal 202 para um circuito de controle em um cabo. 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

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50/114 geradores que não têm a indispensável funcionalidade de leitura de dados, o que, portanto, permite a retrocompatibilidade do instrumento de dispositivo cirúrgico. Em certos aspectos, a plataforma isolada 152 pode compreender ao menos um capacitor de bloqueio 296-1 conectado à saída do sinal de acionamento 160b, 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 296-2 pode ser colocado em série com o capacitor de bloqueio 296-1, com o vazamento de corrente de um ponto entre os capacitares de bloqueio 296-1 e 296-2 sendo monitorado, por exemplo, por um ADC 298 para amostragem de uma tensão induzida por vazamento de corrente. As amostras podem ser recebidas pelo dispositivo lógico programável 200, por exemplo. Com base nas alterações da corrente de dispersão (conforme indicado pelas amostras de tensão no aspecto da Figura 7), o gerador 102 pode determinar quando ao menos um dentre os capacitares de bloqueio 2961 e 296-2 tiver apresentado falha. Consequentemente, o aspecto da Figura 7 pode proporcionar um benefício em relação a designs com somente um capacitor, tendo um único ponto de falha.

[00111] Em certos aspectos, a plataforma não isolada 154 pode compreender uma fonte de alimentação 211 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. Afonte de alimentação 211 pode compreender adicionalmente um ou mais conversores de tensão CC/CC 213 para receber a saída da fonte de alimentação para gerar saídas de CC nas tensões e correntes exigidas pelos vários

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51/114 componentes do gerador 102. Conforme discutido acima em relação ao controlador 196, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 213 podem receber uma entrada do controlador 196 quando a ativação do dispositivo de entrada Hga/desliga 145 por um usuário é detectada pelo controlador 196, para possibilitar o funcionamento ou o despertar dos conversores de tensão CC/CC 213.

[00112] As Figuras 10A e 10B ilustram certos aspectos funcionais e estruturais de um aspecto do gerador 102. A retroi nformação indicando saída de corrente e tensão do enrolamento secundário 158 do transformador de potência 156 é recebida pelos ADCs 178 e 180, respectivamente. Conforme mostrado, os ADCs 178 e 180 podem ser implementados sob a forma de um ADC de 2 canais e podem tomar amostras dos sinais de retrainformação 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 retrainformação de corrente e tensão podem ser adequadamente condicionados no domínio analógico (por exemplo, amplificado, filtrado) antes do processamento pelos ADCs 178 e 180. As amostras de retroinformação de corrente e tensão dos ADCs 178 e 180 podem ser individualmente registradas (buffered) e subsequentemente multiplexadas ou intercaladas em um único fluxo de dados no interior do bloco 212 do dispositivo lógico programável 166. No aspecto das Figuras 10A e 10B, o dispositivo lógico programável 166 compreende um FRGA.

[00113] 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 214 do processador 174. O PDAP pode compreender uma unidade de empacotamento para implementar quaisquer dentre as inúmeras metodologias para correlação das amostras de retroinformação multiplexadas com um

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52/114 endereço de memória. Em um aspecto, por exemplo, as amostras de retroinformação correspondentes a uma saída de amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 166 podem ser armazenadas em um ou mais endereços de memória que estão correlacionados ou indexados ao endereço da LUT na amostra de LUT. Em outro aspecto, as amostras de retroinformação correspondentes a uma amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 166 podem ser armazenadas, juntamente com o endereço de LUT da amostra de LUT, em uma localização de memória em comum. De qualquer modo, as amostras de retroinformação podem ser armazenadas de modo que o endereço de uma amostra de 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 de LUT e das amostras de retroinformação dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção. Um controlador de acesso direto à memória (DMA) implementado no bloco 216 do processador 174 pode armazenar as amostras de retroinformação (e quaisquer LUT dados de endereço da amostra, onde aplicável) em uma localização de memória designada 218 do processador 174 (por exemplo, RAM interna).

[00114] O bloco 220 do processador 174 pode implementar um algoritmo de pré-distorção para pré-distorcer ou modificar as amostras de LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 166 de maneira dinâmica e contínua. Conforme discutido acima, a pré-distorção das amostras de LUT pode compensar por várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída do gerador 102. As amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento resultarão, portanto, em um sinal de acionamento tendo o formato de onda desejado (por exemplo, senoidal)

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53/114 para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico.

[00115] No bloco 222 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 na localização de memória 218, um valor da capacitância estática do transdutor ultrassônico Co (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 de LUT.

[00116] No bloco 224 do algoritmo de pré-distorção, cada amostra de corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 222 é comparada a uma amostra de um formato de onda da corrente desejado para determinar uma diferença, ou erro de amplitude da amostra, entre as amostras comparadas. Para essa determinação, a amostra com o formato de onda da corrente desejado pode ser fornecida, por exemplo, de uma LUT 226 de formatos de onda contendo amostras de amplitude para um ciclo de um formato de onda da corrente desejado. A amostra específica do formato de onda da corrente da LUT 226 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. Conforme necessário, a entrada da corrente da ramificação de movimento no bloco 224 pode ser sincronizada com a entrada de seu endereço da amostra da LUT associado no bloco 224. As amostras da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 166 e as amostras da LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 226 podem, portanto, ser iguais em termos de número. Em certos aspectos, o formato de onda da corrente desejado, representado pelas

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54/114 amostras de LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 226 pode ser uma onda senoidal fundamental. Outros formatos de onda podem ser desejáveis. Por exemplo, contempla-se que podería 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.

[00117] Cada valor do erro de amplitude da amostra determinado no bloco 224 pode ser transmitido para a LUT do dispositivo lógico programável 166 (mostrado no bloco 228 na Figura 10A) juntamente com uma indicação de seu endereço de 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 de LUT anteriormente recebido), a LUT 228 (ou outro bloco de controle do dispositivo lógico programável 166) pode prédistorcer ou modificar o valor da amostra de LUT armazenada no endereço de LUT, de modo que a amostra de erro de amplitude seja reduzida ou minimizada. Deve-se compreender que essa pré-distorção ou modificação de cada amostra de LUT de um modo iterative 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 de onda da corrente desejado, representado pelas amostras da LUT 226 de formatos de onda.

[00118] As medições de amplitude de corrente e tensão, as medições de potência e as medições de impedância podem ser determinadas no bloco 230 do processador 174, com base nas amostras de retroinformaçâo de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 218. Antes da determinação dessas

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55/114 quantidades, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certos aspectos, processadas através de um filtro 232 adequado para remover o ruído resultante, por exemplo, do processo de captura de dados e dos componentes ultrassônicos induzidos. As amostras filtradas de tensão e corrente podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador. Em certos aspectos, o filtro 232 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 ultrassônico de segunda e/ou terceira ordem em relação ao componente de frequência fundamental pode ser utilizado como indicador de diagnóstico. No bloco 234, 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.

[00119] No bloco 236, 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. No bloco 238, 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 real energia de saída

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56/114 do gerador.

[00120] No bloco 240, a medição Pa da energia de saída aparente do gerador pode ser determinada como o produto Vrmsfrms.

[00121] No bloco 242, a medição Zm da magnitude da impedância de carga pode ser determinada como o quociente Vrms/lrms.

[00122] Em certos aspectos, as quantidades !rms, Vrms, Pr, Pa e Zm determinadas nos blocos 234, 236, 238, 240 e 242, podem ser utilizadas pelo gerador 102 para implementar quaisquer dentre um número de processos de controle e/ou diagnóstico. Em certos aspectos, qualquer dessas quantidades pode ser comunicada a um usuário por meio, por exemplo, de um dispositivo de saída 146 Integral ao gerador 102, ou um dispositivo de saída 146 conectado ao gerador 102 através de uma interface de comunicação adequada (por exemplo, uma interface USB). Os vários processos de diagnóstico podem incluir, sem limitação, integridade do cabo, integridade do instrumento, integridade da fixação instrumento, sobrecarga do instrumento, proximidade de sobrecarga do instrumento, falha no travamento da frequência, excesso de tensão, excesso de corrente, excesso de potência, falha no sensor de tensão, falha no sensor de corrente, falha na indicação por áudio, falha na indicação visual, curto-circuito, falha no fornecimento de potência e falha no capacitor de bloqueio, por exemplo.

[00123] O bloco 244 do processador 174 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) conduzida pelo gerador 102. 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, O'), os efeitos de distorção ultrassônica podem ser minimizados ou reduzidos, sendo aumentada a exatidão na medição de fase.

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57/114 [00124] O algoritmo de controle de fases recebe como entrada as amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 218. 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 246 (que pode ser idêntico ao filtro 232) para remover o ruído resultante do processo de captura de dados e dos componentes ultrassônicos induzidos, por exemplo. As amostras filtradas de tensão e corrente podem, portanto, representar substancialmente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador.

[00125] No bloco 248 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 222 do algoritmo de prédistorção. Assim, a saída do bloco 248 pode ser, para cada conjunto de amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra de LUT, uma amostra de corrente da ramificação de movimento.

[00126] No bloco 250 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 248 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.

[00127] No bloco 252 do algoritmo de controle de fases, o valor da fase da impedância determinado no bloco 222 é comparado ao ponto de ajuste da fase 254 para determinar uma diferença, ou erro de fase, entre os valores comparados.

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58/114 [00128] No bloco 256 do algoritmo de controle de fases, com base em um valor do erro de fase determinado no bloco 252 e na magnitude de impedância determinada no bloco 242, 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 256 e transferido para um bloco de controle DDS 268 (discutido abaixo) de modo a manter a fase da impedância determinada no bloco 250 do 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^o. Dessa maneira, qualquer disto rção ultrassônica estará centralizada em redor da crista do formato de onda da tensão, acentuando a acurácia da determinação da impedância de fase.

[00129] O bloco 258 do processador 174 pode implementar um algoritmo para modulação da amplitude de corrente do sinal de acionamento, de modo a 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 102. O controle dessas quantidades pode ser realizado, por exemplo, mediante o dimensionamento das amostras de LUT na LUT 228, e/ou mediante o ajuste da tensão de saída em escala total do DAC 168 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 162) por meio de um DAC 186. O bloco 260 (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 218. 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

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59/114 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 262A (Isp). Por exemplo, um valor RMS dos dados de retroinformação da corrente (determinado como no bloco 234) 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 168 pode ser ajustada pelo bloco 260, de modo que seja aumentada a corrente do sinal de acionamento. Por outro lado, o bloco 260 pode ajustar um dimensionamento da LUT e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 168 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.

[00130] 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 262B (Vsp) dada a magnitude de impedância de carga Zm medida no bloco 242 (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 atual pode ser especificado indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um ponto de ajuste de potência desejado 262C (Psp) dada a tensão Vrms medida nos blocos 236 (por exemplo, Id ~ Psp/Vrms).

[00131] O bloco 268 pode implementar um algoritmo de controle DDS para controlar o sinal de acionamento mediante a recuperação de amostras da LUT armazenadas na LUT 228. Em certos aspectos, o algoritmo de controle DDS é um algoritmo de oscilador numericamente

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60/114 controlado (NCO, de numerically-controlled oscillator) para gerar amostras de um formato 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 de LUT da LUT 228. 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 de LUT na LUT 228. 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 228, resultando em uma saída de formato de onda que replica o formato de onda armazenado na LUT 228. Quando D>1, o acumulador de fase pode saltar endereços na LUT 228, resultando em uma saída de formato de onda que tem uma frequência mais alta. Consequentemente, a frequência do formato de onda gerado pelo algoritmo de controle DDS pode, portanto, ser controlado 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 244. A saída do bloco 268 pode fornecer a entrada de (DAC) 168 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 162.

[00132] O bloco 270 do processador 174 pode implementar um algoritmo de controle do conversor de modo da chave para modular dinamicamente a Tensão do trilho do amplificador de potência 162 com base no envelope de forma de onda do sinal sendo amplificado, melhorando assim a eficiência do amplificador de potência 162. Em certos aspectos, as características do envelope de formato de onda podem ser determinadas mediante o monitoramento de um ou mais

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61/114 sinais contidos no amplificador de potência 162. Em um aspecto, por exemplo, as características do envelope de formato de onda podem ser determinadas por monitoramento da mínima de uma tensão de drenagem (por exemplo, uma tensão de drenagem MOSFETj 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 mínima pode ser amostrado pelo ADC 176, com as amostras de tensão mínima de saída sendo recebidas no bloco 272 do algoritmo de controle do conversor de modo de chaveamento. Com base nos valores das amostras de tensão mínima, o bloco 274 pode controlar uma saída de sinal PWM por um gerador de PWM 276 que, por sua vez, controla a tensão do trilho fornecida ao amplificador de potência 162 pelo regulador de modo de chaveamento 170. Em certos aspectos, contanto que os valores das amostras de tensão da mínima sejam menores que uma entrada-alvo para a mínima 278 no bloco 262, a tensão no trilho pode ser modulada de acordo com o envelope de formato 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 274 pode causar uma baixa tensão no trilho a ser fornecida ao amplificador de potência 162, 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 278, o bloco 274 pode fazer com que a tensão do trilho seja mantida em um valor mínimo adequado para garantir o funcionamento adequado do amplificador de potência 162.

[00133] Em um aspecto, um método e/ou aparelho pode fornecer funcionalidade para detectar uma posição de braço de aperto em relação a uma lâmina ultrassônica de um atuador de extremidade, e um

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62/114 gerador como o gerador 102 e um controlador, como um circuito de controle 108 e/ou controlador 196 pode ser utilizado para ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica com base na posição de braço de aperto. Agora com referência à Figura 32, um processo 3200 para controlar um atuador de extremidade é mostrado. O processo 3200 pode ser executado ao menos em parte por um processador que pode estar em comunicação com ou pode ser parte de um ou mais dentre o gerador 102, o circuito de controle 108 e/ou o controlador 196. Agora com referência à Figura 32, um processo 3300 para calibrar um controlador para um atuador de extremidade é mostrado. O processo 3200 pode ser executado ao menos em parte por um processador que pode estar em comunicação com ou pode ser parte de um ou mais dentre o gerador 102, o circuito de controle 108 e/ou o controlador 196. [00134] Agora com referência à Figura 11, um atuador de extremidade exemplificador 300 e do eixo de acionamento 302 são mostrados. O braço de aperto 304 pode ter uma posição (por exemplo, representada pelo ângulo, seta ou um deslocamento) em relação à lâmina ultrassônica 306, que pode ser medida com o uso de um ou mais sensores como sensor de efeito Hall. A detecção da posição do braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica pode fornecer informações relevantes sobre o dispositivo, permitindo novos recursos, como a capacidade de detectar a espessura, a quantidade ou os tipos de tecidos presos dentro das garras. Em um aspecto, o processo 3200 da Figura 32 pode determinar 3220 um tipo de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica com base em um sinal (de, por exemplo, um sensor de efeito Hall). Adicionalmente, com o uso de um processador e/ou memória, um ou mais algoritmos (por exemplo, para vedar um vaso sem transecção) pode ser escolhido com base na espessura, quantidade ou o tipo de tecido determinado a ser preso dentro das garras.

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63/114 [00135] A lâmina ultrassônica 306 pode fornecer um efeito de tecido através de vibração mecânica aos tecidos e/ou vasos sanguíneos. O braço de aperto 304 pode girar ao redor do ponto 314, que pode representar uma conexão entre o braço de aperto e um tubo externo 310. Um tubo interno 308 pode se mover para frente e para trás e pode acionar o fechamento do braço de aperto 304 na lâmina ultrassônica 306. Em vários aspectos, pode ser desejável medir o ângulo entre o braço de aperto 304 e a lâmina ultrassônica 306.

[00136] Em um aspecto, a posição do braço de aperto 304 em relação à lâmina ultrassônica 306 (por exemplo, durante a ativação) pode ser aproximada através de um acoplamento com o tubo interno 308. O tubo interno 308 pode ser ligado ao braço de aperto 304 e pode ser similar ao membro atuador tubular reciprocante 58 situado no interior da bainha tubular externa 56. O tubo externo 310, que pode ser similar à bainha tubular externa 56, e/ou lâmina ultrassônica 306, pode ser utilizado para determinar uma posição e/ou ângulo do braço de aperto 304 em relação à lâmina ultrassônica 306. O tubo externo 310 pode ser estático e, em um aspecto, pode ser ligado ao braço de aperto 304. Como resultado, com o uso das técnicas e recursos aqui descritos, o movimento (por exemplo, representado com a seta bidirecional 312) do tubo interno 308 em relação ao tubo externo 310 pode ser medido e utilizado para aproximar a posição do braço de aperto.

[00137] Com referência brevemente à Figura 32, o processo 3200 pode detectar 3202 um sinal (por exemplo, em um sensor de efeito Hall) em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade. O primeiro tubo pode ser, por exemplo, similar ao membro atuador tubular reciprocante 58 e o segundo tubo pode ser, por exemplo, similar à bainha tubular externa 56. Em outras palavras, conforme descrito na Figura 32, o primeiro tubo

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64/114 pode ser um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo. O tubo interno pode ser móvel 3208 em relação ao tubo externo. O tubo externo pode ser estático em relação ao tubo interno. O processo 3200 pode detectar 3210 o sinal com o uso de um sensor de efeito Hall e um ímã posicionado no primeiro tubo.

[00138] O uso de sensores de efeito Hall será aqui descrito em relação a vários aspectos da presente descrição, entretanto, outros tipos de sensores podem ser utilizados para medir o movimento 312. Por exemplo, transformadores de diferencial de variação linear (LVDT), transformador diferencial de variação giratório, transdutores piezelétricos, potenciômetros, sensores fotoelétricos podem ser utilizados para medir o movimento 312. Além disso, os sensores de efeito Hall e equivalentes adequados podem ser utilizados para medir a posição de dois corpos um em relação ao outro através do uso de uma pequena placa eletrônica e ímãs.

[00139] Agora com referência à Figura 12, é mostrada uma representação de um sensor de efeito Hall exemplificador. Um ímã 402 pode ter polos norte e sul que se movem em uma linha perpendicular à face do sensor de efeito Hall 404, que pode estar em uma posição fixa. Agora com referência à Figura 13A, é mostrada outra representação de um sensor de efeito Hall exemplificador. Um ímã 408 pode ter polos norte e sul se movendo em uma linha paralela à face do sensor de efeito Hall 410, que pode estar em uma posição fixa. Agora com referência à Figura 13B, é mostrada outra representação de um sensor de efeito Hall exemplificador. Um ímã 414 pode ter polos norte e sul se movendo em uma linha (418) paralela à face do sensor de efeito Hall 416, que pode estar em uma posição fixa. O ímã pode ter diâmetro D e o ímã e o sensor de efeito Hall 416 podem ter uma lacuna de ar eficaz total (TEAG) 420. Essa configuração pode possibilitar uma medição muito sensível do movimento em distâncias pequenas com a combinação de sensor de

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65/114 ímã adequada.

[00140] O sensor de efeito Hall pode incluir um pequeno circuito integrado eletrônico que pode detectar campos magnéticos e alterar sua saída elétrica com base na proximidade relativa do ímã ou na resistência dos campos magnéticos ao sensor de efeito Hall. À medida que o ímã se move ao longo da face do sensor de efeito Hall (por exemplo, marcado de X) e se aproxima de estar diretamente na frente da face, um sinal de saída do sensor de efeito Hall pode mudar e ser utilizado para determinar uma posição do ímã em relação ao sensor de efeito Hall. Em um aspecto, o ímã pode não causar muita alteração no sinal de saída do sensor de efeito Hall. Por exemplo, com o uso de um ímã e um sensor de efeito Hall que tem características particulares, o ímã estando a mais de 1,5 polegada ou outras distâncias a partir do sensor de efeito Hall podem produzir muito pouco em termos do sinal de saída, mas conforme o ímã se move cada vez mais perto do sensor de efeito Hall, a saída elétrica muda mais rapidamente, de modo que uma alteração de sinal muito perceptível ocorra em resposta aos pequenos movimentos do ímã à medida que é movido para mais perto de uma posição crítica. A resposta elétrica do sensor de efeito Hall em várias posições do ímã pode ser utilizada para criar uma melhor curva de ajuste. Por exemplo, a saída de tensão do sensor de efeito Hall como função do deslocamento do ímã pode ser determinada.

[00141] A Figura 14A é uma tabela 1400 de tensão de saída de um sensor de efeito Hall como função da distância conforme um braço de aperto se move de uma posição completamente fechada para uma posição completamente aberta, de acordo com a presente descrição. A distância relativa (mm) é mencionada na primeira coluna 1402. A distância absoluta (mm) é listada na segunda coluna 1404 e a distância absoluta em cm (polegadas) é enumerada na terceira coluna 1406. A tensão de saída do sensor de efeito Hall é mencionada na quarta coluna

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1410 e a posição do braço de aperto é mencionada na quinta coluna, onde a célula mais alta indica o braço de aperto na posição completamente fechada e a célula mais baixa indica o braço de aperto na posição completamente aberta.

[00142] Agora com referência às Figuras 14A e 14B, uma tabela 1400 e um gráfico 1450 da tensão de saída de um sensor de efeito Hall (eixo geométrico y) como função do deslocamento (eixo geométrico x) e dados relacionados são mostrados. Neste exemplo, a sensibilidade de uma combinação de sensor de efeito Hall/ímã protótipo é mostrada como um movimento linear relativamente pequeno (por exemplo, 0,100%) que pode resultar em uma alteração de sinal de 1,5 volts. Essa alteração de sinal pode ser lida por um gerador (por exemplo, gerador 102) e utilizada para fazer determinações sobre o deslocamento da lâmina ultrassônica, ou fornecer retroinformação auditiva, tátil e/ou outra retroinformação para um usuário (por exemplo, através de alto-falante 114 e/ou tela visual 116). Uma curva de melhor ajuste 1452 pode ser determinada a partir dos pontos de dados plotados 145a-h (por exemplo, um ou mais dentre deslocamento relativo, deslocamento absoluto, saída de tensão e posição) e pode resultar uma equação polinomial para tensão de saída do sensor de efeito Hall (eixo geométrico y) como função do deslocamento (eixo geométrico x) do ímã. A curva de melhor ajuste pode ser de 2^a, 3^a, 4^a... enésima ordem. Os pontos de dados 1454a-h e/ou a curva de melhor ajuste 1452 podem ser utilizados para criar uma tabela de pesquisa armazenada em uma memória e/ou a equação resultante pode ser executada em um processador para determinar, por exemplo, um deslocamento para o ímã (e uma posição de braço de aperto correspondente) dada uma tensão de saída específica do sensor de efeito Hall. Dessa forma, voltando brevemente para Figura 32, o processo 3200 pode determinar 3204 uma posição de braço de aperto do atuador de extremidade em

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67/114 relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal (a partir de, por exemplo, saída de tensão do sensor de efeito Hall).

[00143] Voltando-se agora para a Figura 15A, é mostrada uma vista de topo de um sensor de efeito Hall 510 e configurações de ímã 508 em um instrumento cirúrgico e uma posição de atuador de extremidade de garras abertas 500 correspondente, de acordo com um aspecto da presente descrição, e a Figura 15B é uma vista de topo das configurações do sensor de efeito Hall 510 e do ímã 508 em um instrumento cirúrgico e a posição do atuador de extremidade de garras fechadas 500 correspondente, de acordo com um aspecto da presente descrição. Em um aspecto, conforme mostrado nas Figuras 15A e 15B, a saída de tensão do sensor de efeito Hall 50 é 1,6 VCC quando as garras do atuador de extremidade 500 estão abertas e 3,1 VCC quando as garras do atuador de extremidade 500 estão fechadas.

[00144] Agora com referência às Figuras 15A e 15B, um aspecto de uma combinação de sensor de efeito Hall 510 e ímã 508 é mostrado como implementado em um dispositivo cirúrgico como um ou mais daqueles discutidos na presente invenção. As Figuras 15A e 15B mostram duas imagens de vistas de cima para baixo do exemplo. Um colar rosqueado interno 502 pode ser fixado a um ímã 508. Como um acionador do dispositivo cirúrgico é fechado, um braço de aperto 504 do atuador de extremidade 500 entra em contato próximo com uma lâmina ultrassônica 504, o ímã 508 se move mais proximalmente conforme mostrado nas vistas de cima para baixo. Conforme o imã 508 se move (em uma direção indicada pela seta 506), o potencial de tensão do sensor de efeito Hall 510 altera. O ímã 508 posicionado no primeiro tubo em relação ao sensor de efeito Hall 510 pode se mover conforme o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto 503 do atuador de extremidade 500.

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68/114 [00145] Deve-se notar que embora vários aspectos discutidos na presente invenção sejam descritos para incluir um tubo externo que é estático e um tubo interno que aciona o movimento do braço de aperto, outras configurações são possíveis e estão dentro do escopo da presente descrição. Por exemplo, em vários aspectos, um tubo externo pode acionar o movimento do braço de aperto e o tubo interno pode ser estático. Adicionalmente, embora vários aspectos discutidos na presente invenção sejam descritos para incluir um sensor de efeito Hall 510 e/ou circuito integrado (por exemplo, chip) que é estático e um ímã 508 que se move conforme o braço de aperto 500 se move, outras configurações são possíveis e estão dentro do escopo da presente descrição. Por exemplo, em vários aspectos, o sensor de efeito Hall 510 pode se mover conforme o braço de aperto 503 se move e o ímã pode ser estático. Muitas combinações são possíveis, incluindo um tubo externo fixo e um interior móvel, um ímã móvel 508 e um sensor de efeito de Hall estacionário 510 ou outro circuito de detecção, um sensor de efeito Hall 510 ou outro circuito de detecção e um ímã estacionário 508, um tubo externo móvel e um tubo interno fixo, um ímã fixo em um dos tubos interno e externo e/ou um ímã móvel em um dos tubos interno e externo. O sensor de efeito Hall 510 ou outro circuito pode ser montado na parte móvel (por exemplo, tubo interno ou externo) ou montado na parte estacionária (por exemplo, tubo interno ou externo), desde que sejam consideradas conexões elétricas flexíveis e ser alcançado.

[00146] Conforme mostrado na Figura 15A, o colar rosqueado interno 502 com o ímã fixo 508 está posicionado mais para a esquerda do que na Figura 15B, e o atuador de extremidade correspondente 500 tem uma garra aberta, por exemplo, braço de aperto aberto 503. Quando o usuário puxa o gatilho e fecha o atuador de extremidade 500, múltiplas molas e o colar rosqueado interno 502 se movem (na direção

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69/114 indicada pela seta 506), o braço de aperto 503 é acionado fechado ou é conduzido ao enxerto de tecido capturado entre o braço de aperto 503 e a lâmina ultrassônica 504. São mostrados um sensor de efeito Hall 510 e um ímã 508, que pode ser cilíndrico, se movendo sobre o sensor de efeito Hall 510, conforme o braço de aperto 503 se fecha em direção à lâmina ultrassônica 504.

[00147] Agora com referência à Figura 16, é mostrada uma vista em planta de um sistema 600 que compreende um sensor de efeito Hall 602 e uma disposição de ímã 606. O sensor de efeito Hall 602 inclui uma placa de circuito 604 e um circuito integrado 606. O ímã 608 se move para frente e para trás ao longo da linha 610, conforme o braço de aperto é fechado e aberto. Conforme o imã 608 se move em direção ao centro do circuito integrado de efeito Hall 606, a sensibilidade do sensor de efeito Hall 602 se altera e o sinal de saída aumenta. Um suporte 612 para o ímã 608 pode ser acoplado ao tubo interno que aciona o braço de aperto. Em um aspecto, conforme o tubo interno é puxado em direção ao cabo do instrumento cirúrgico (por exemplo, pelo gatilho), a garra se fecha (por exemplo, o braço de aperto se fecha). O ímã 608 está conectado a uma perna estendida do colar interno rosqueado do tubo externo.

[00148] As Figuras 17A e 17B ilustram vistas diferentes do sistema 600 que compreende um sensor de efeito Hall 602 e configurações de ímã 608 no contexto de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição. Com referência às Figuras 17A e 17B, o sensor de efeito Hall 602 é mostrado posicionado dentro de um instrumento cirúrgico. O sensor de efeito Hall 602 é posicionado no colar interno rosqueado 620 do tubo externo 622. Uma fenda 624 é definida em um botão de rotação do tubo externo 622 para possibilitar que o ímã 608 se desloque. O ímã 608 está posicionado no interior do suporte 612, que é móvel de maneira deslizante dentro da fenda 624. Por exemplo,

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70/114 o sensor de efeito Hall 602 conforme descrito na presente invenção pode ser estático e é fixado a um botão de rotação, de modo que ele possa girar ao redor da linha central da lâmina ultrassônica. Um pino 626 pode ser posicionado dentro de uma abertura 628 através do botão de rotação e do sensor de efeito Hall 602 e através de uma porção de lâmina ultrassônica central. Como resultado, a lâmina ultrassônica não se mova axialmente, mas o tubo interno é capaz de se mover axialmente à direita e à esquerda do pino 626. Uma conexão rosqueada 630 é feita de náilon ou qualquer outro material adequado com fluxo magnético mínimo.

[00149] A Figura 18 ilustra um sensor de efeito Hall 602 e a configuração do ímã 608 no contexto de um instrumento cirúrgico de acordo com a presente descrição. Agora com referência à Figura 18, um eixo de acionamento de um instrumento cirúrgico é mostrado e o ímã 608 é posicionado dentro do suporte 612. Um movimento do ímã 632 é acoplado ao tubo interno 634. O ímã 608 pode ser acoplado com encaixes por pressão a um colar rosqueado 638 do tubo interno 634. O sensor de efeito Hall 602 conforme descrito na presente invenção é estático e é fixado a um botão de rotação, de modo que ele possa girar em tomo da linha central da lâmina ultrassônica.

[00150] A Figura 19A ilustra um sensor de efeito Hall 602 e uma configuração de ímã 608, de acordo com um aspecto da presente descrição. A Figura 19B é uma vista detalhada do sensor de efeito Hall 602 e da configuração do ímã 608 no contexto de um instrumento cirúrgico, de acordo com a presente descrição. Agora com referência às Figuras 19A E 19B, em um aspecto, o sensor de efeito Hall 602 e a configuração do ímã 608 estão localizados sobre um eixo de acionamento de um instrumento cirúrgico. Em um aspecto, as faces dos polos do ímã 608 e o sensor de efeito Hall 602 se movem em linha um em relação ao outro. Nas Figuras 17A, 17B, 19A e 19B, o sensor de

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71/114 efeito Hall 602 é estacionário, enquanto o imã 608 se move em conexão com o braço de aperto. Em um aspecto, o colar rosqueado interno é configurado para transportar o ímã 608 e pode ser diretamente conectado ao tubo interno. Desse modo, o sensor de efeito Hall 602 pode ser posicionado em uma maneira diferente sobre o botão de rotação, de modo que as faces do ímã 608 e o sensor de efeito Hall 602 se unam de forma perpendicular conforme mostrado pela seta 640 em movimento.

[00151] Em um aspecto, um algoritmo ou processo ultrassônico pode ser utilizado para possibilitar que um dispositivo cirúrgico vede o tecido sem transecção. A implementação desse algoritmo ou processo pode exigir a medição da posição do braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica de um atuador de extremidade. Um método pode ser utilizado para detectar a posição do braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica, conforme descrito aqui, e que o posicionamento pode ser consistentemente calibrado durante a fabricação, conforme será descrito abaixo, de modo que as estimativas de espessura do tecido possam ser feitas. Por exemplo, um algoritmo ou processo que é alimentado com informações sobre a quantidade de tecido pode reagir à medida que a quantidade muda. Isso pode possibilitar que o dispositivo cirúrgico trate o tecido sem transeccionar completamente um vaso.

[00152] Voltando agora brevemente para a Figura 32, uma vez que a posição de braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica é conhecida, o modo como a lâmina ultrassônica vibra pode ser ajustado para obter diferentes efeitos de tecido. Nesse modo, o processo 3200 pode ajustar 3206 uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição de braço de aperto. Por exemplo, o processo 3200 pode ajustar 3214 a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com o uso de um

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72/114 transdutor ultrassônico com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall.

[00153] Tipicamente, atuadores de extremidade podem ser utilizados para coagular e cortes vasos ao mesmo tempo. Contudo, utilizando as técnicas e características aqui descritas, pode ser utilizado um atuador de extremidade para selar uma carótida ou vaso sem efetivamente transeccioná-lo, como pode ser desejado por um cirurgião. Com informações sobre a posição do braço de aperto, uma razão de deslocamento (RD) pode ser calculada, através do qual se o braço de aperto estiver na posição completamente fechada sem nada capturado no atuador de extremidade, o sensor (por exemplo, sensor de efeito Hall) pode indicar uma RD de 1. Por exemplo, para propósitos ilustrativos apenas, deixar o XT representar uma posição do braço de aperto relativa em qualquer dado momento na ativação, X1 ser uma posição do braço de aperto quando o dispositivo cirúrgico estiver totalmente preso sem tecido, e X2 ser uma posição do braço de aperto no início da ativação, com o tecido segurado no atuador de extremidade, sendo que:

[00154] Continuando com o exemplo acima, X1 pode ser um valor programado no dispositivo cirúrgico para a posição do braço de aperto quando as garras estão completamente fechadas e nada é capturado no atuador de extremidade. X2 pode ser a posição de braço de aperto no início de uma ativação, de modo que se um vaso for fixado no atuador de extremidade e o braço de aperto for fechado por todo o caminho, o braço de aperto pode comprimir o vaso para baixo, mas com alguma distância a percorrer antes de o vaso ser cortado transversalmente e o braço de aperto estar diretamente oposto à lâmina ultrassônica com contato total. XT pode mudar dinamicamente, visto que ele é a posição do braço de aperto em qualquer dado momento.

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73/114 [00155] Por exemplo, no início da ativação, RD pode ser zero, já que X1 pode ser ajustado para representar a posição do braço de aperto sendo completamente fechada sem nada capturado. X2, no início da ativação, quando o braço de aperto está tocando um vaso, pode fornecer uma espessura relativa antes do disparo da lâmina ultrassônica. XT pode ser o valor na equação que está atualizando continuamente com o tempo conforme o braço de aperto se desloca adicionalmente e comprime e começa a cortar o tecido. Em um aspecto, pode ser desejável desativar (por exemplo, parar de disparar) a lâmina ultrassônica quando o braço de aperto tiver percorrido 70% ou 0,7. Dessa forma, isso pode ser determinado empiricamente antecipadamente que um RD é desejado 0,7 do caminho entre o braço de aperto sendo fechado com uma mordedura total de tecido e ser completamente fechado com nada entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica.

[00156] O RD de 0,7 foi descrito apenas para propósitos ilustrativos e pode depender de muitos parâmetros. Por exemplo, a RD desejada para o ponto no qual a lâmina ultrassônica será fechada pode ser baseada no tamanho do vaso. A RD pode ser qualquer valor observado para trabalhar para tratar um determinado tecido ou vaso sem transecção. Uma vez que a posição desejada é conhecida, a vibração da lâmina ultrassônica pode ser ajustada com base na posição desejada. A Figura 20 é um gráfico 2000 de uma curva 2002 representando a razão de deslocamento (RD) ao longo do eixo geométrico y, com base na tensão de saída do sensor de efeito Hall, como função de tempo (s) ao longo do eixo geométrico x. Conforme mostrado na Figura 20, o RD desejado é 0,7, o que significa que a lâmina ultrassônica é desativada (por exemplo, parar de disparar) quando o braço de aperto percorreu 70% ou 0,7. Isso é relativo a um braço de aperto em um vaso com um disparo da lâmina ultrassônica em

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74/114 que a RD da extremidade desejada era 0,7. No exemplo específico da Figura 20, a lâmina ultrassônica foi ativada (por exemplo, disparo) em uma carótida e desligada na RD de 0,7 após cerca de 16 segundos.

[00157] Em um aspecto, pode ser desejável usar um controlador integral proporcional. A Figura 21 é um gráfico 2100 de uma primeira curva 2102 representando a razão de deslocamento (RD) ao longo do eixo geométrico y, com base na tensão de saída do sensor de efeito Hall, como função de tempo (s) ao longo do eixo geométrico x. Uma segunda curva 2104 representa potência (Watts) ao longo do eixo geométrico y direito como função do tempo (s) ao longo do eixo geométrico x. O gráfico 2100 fornece um exemplo do que pode ser realizado com um controlador proporcional integral (PI). A curva da razão de deslocamento (RD) 2102 é representada no gráfico 2100 pela linha marcada RAZÃO DE DESLOCAMENTO. O objetivo ou valor desejado para a razão de deslocamento pode ser 0,7, conforme mostrado pela linha marcada valor desejado, embora vários outros valores possam ser utilizados. A curva de saída de energia 2104 representa a potência através da lâmina ultrassônica e é mostrada e marcada POTÊNCIA(Watts).

[00158] Voltando agora brevemente para a Figura 32, é mostrado que o processo 3200 pode ajustar 3216 a energia de saída para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com base na razão de deslocamento que muda à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica. Por exemplo, conforme o braço de aperto se move em direção à lâmina ultrassônica e o valor desejado é aproximado, a quantidade de saída de energia para a lâmina ultrassônica e para dentro do tecido pode ser reduzida. Isto é porque a lâmina ultrassônica irá cortar o tecido com energia suficiente. Entretanto, se a potência sendo produzida for reduzida ao longo do tempo conforme o valor desejado é aproximado (onde uma transecção

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75/114 total pode ser representada por uma razão de deslocamento de 1), a chance de o tecido ser transeccionado pode ser drasticamente reduzida. Desse modo, a vedação eficaz pode ser obtida sem corte do tecido conforme possa ser desejado pelo cirurgião.

[00159] Voltando à Figura 21, mostra-se que a curva de energia de saída 2104 mostrada na Figura 21 pode representara potência aplicada com um sinal de acionamento a uma pilha de transdutor para ativar (por exemplo, disparar) a lâmina ultrassônica. O valor de potência pode ser proporcional ao movimento da porção de braço de aperto do atuador de extremidade e aplicado ao tecido e a curva de potência pode representar a tensão e corrente aplicadas ao transdutor ultrassônico. Em um aspecto, o gerador ultrassônico (por exemplo, gerador 102) pode ler os dados de saída de tensão do sensor de efeito Hall e, em resposta, enviar comandos para quanta tensão e corrente fornecer ao transdutor para acionar a lâmina ultrassônica, conforme desejado. À medida que a porção do braço de aperto do atuador de extremidade é movida e o valor desejado é aproximado, a lâmina ultrassônica pode ser forçada a liberar menos energia ao tecido e reduzir a probabilidade de cortar o tecido.

[00160] À medida que a lâmina ultrassônica é energizada, a lâmina ultrassônica produzirá o tecido ou o vaso, de modo que o atrito na interface da lâmina ultrassônica e o tecido cause calor para acionar a umidade e secar o tecido. Durante esse processo, a porção de braço de aperto é capaz de comprimir cada vez mais o tecido conforme a vedação se desenvolve. Como a RD aumenta ao longo do tempo, o tecido mediante a aplicação de mais pressão achata com o braço de aperto conforme o tecido seca. Dessa forma, um controlador de PI pode ser utilizado para cozinhar o tecido de um ponto inicial (onde RD-0) para uma certa segunda posição através do controle de saída de energia para efetivamente vedar grandes vasos. Com o controlador PI, conforme a RD se aproxima do valor desejado, o dispositivo ultrassônico

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76/114 cai a aplicação de energia (à lâmina ultrassônica) para controlar suavemente a compressão e coagulação do tecido. Este processo demonstrou ter capacidade para efetivamente selar vasos sem transecção. Nesse modo, o processo 3200 pode ajustar 3218 a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, usando um controlador proporcional integral (Pl), com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica. Será entendido que o controle de Pl não é o único sistema lógico através do qual a energia pode ser controlada. Existem muitos mapeamentos matemáticos para reduzir adequadamente a potência como função do sensor de efeito Hall. Exemplos de outros sistemas lógicos incluem controladores PID, controladores proporcionais, lógica difusa, redes neurais, polinômios, redes bayesianas, entre outros.

[00161] A Figura 22 é um gráfico 2200 mostrando como o controlador de Pl funciona. O termo proporcional pode ser uma indicação da diferença absoluta entre RD e o valor desejado para a RD. A RD se aproxima do valor desejado, o efeito do termo proporcional pode encolher e como resultado a potência ultrassônica (por exemplo, entregue pela lâmina ultrassônica) pode ser reduzida. O termo integral, mostrado como a área 2202 sob a curva, pode ser um acúmulo de erros ao longo de uma dada seção de tempo. Por exemplo, conforme mostrado acima, o termo integral pode não começar a se acumular até após 5 segundos. Após 5 segundos, o termo integral pode começar a produzir efeito e a energia para a lâmina ultrassônica pode ser aumentada. Após cerca de 9 segundos, a redução do efeito no termo proporcional pode compensar o efeito do aumento no termo integral fazendo com que a aplicação de energia à lâmina ultrassônica se torne reduzida. Neste exemplo, um valor desejado de 0,7 para a RD foi utilizado, entretanto, conforme discutido acima, o valor da RD pode ser

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77/114 otimizado para um dispositivo específico juntamente com os termos proporcionais e integrais do controlador.

[00162] No efeito, o controlador de PI pode indicar que a saída de energia deve ser com base na distância em qualquer dado momento entre a razão de deslocamento e o valor desejado. A partir dessa distância, o controlador de PI pode gerar um certo valor (por exemplo, 0,4). No exemplo da Figura 22, em um momento no tempo (por exemplo, 1 segundo) a distância se baseia nos valores atribuídos a Pe I. Essa distância pode ser multiplicada por uma constante que representa P e resulta em 0,78. O gerador pode instruir o sistema a enviar 0,78 ou enviar, por exemplo, 7,8 watts de potência quando a distância entre essas duas é uma certa quantidade. Como resultado, a curva de RD se aproxima do valor desejado, e a distância reduz. Ao longo do tempo, a quantidade de energia do gerador diz ao sistema para que o envio diminua, o que pode ser o resultado desejado. Entretanto, isso também podería significar que se apenas P e não I for utilizado, quando o tempo se aproxima de 15 segundos, pode não haver energia de saída suficiente para o tecido para completar o objetivo. Isso é onde a porção I (porção integral) é calculada em um período de tempo definido, que pode ser de cerca de cinco segundos. Pelo cálculo da área sob a curva 2202 (mostrado na Figura 22 por submetido a linhas hachuradas, capturado entre o valor desejado e razão de deslocamento ao longo do tempo) e adicionalmente a 0,78, mostrada entre 0 e 5 segundos, a porção I começa a adicionar a sua própria quantidade de potência para ajudar a progressão da razão de deslocamento para o valor desejado e se certificar de que ele chega lá em um pouco tempo hábil. Por exemplo, em cinco segundos, a porção I não é ativa, mas à medida que o tempo progride, a porção I começa a calcular a área capturada entre as duas curvas e adiciona esse valor (por exemplo, quatro Watts adicionais) que é a área sob a curva, além da potência proveniente do valor

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78/114 proporcional. A utilização desses dois cálculos juntos pode fornecer a potência curva (isto é, a saída de energia) conforme mostrado na Figura 22. O controlador de PI é configurado para acionar em direção ao efeito de vedação de uma maneira um pouco oportuna.

[00163] Em um aspecto, as técnicas aqui descritas podem ser empregadas para vedar diferentes tamanhos de vasos (por exemplo, 5 mm, 6 mm e 7 mm de vasos redondos). A resistência das vedações pode ser testada até que o lacre se rompa e registre a pressão de ruptura. Uma pressão de ruptura maior indica uma vedação mais forte. No caso de uma cirurgia real, se um instrumento ou dispositivo cirúrgico conforme descrito na presente invenção for utilizado para selar um vaso, a vedação não irá vazar se ele tiver uma alta pressão de ruptura associada. Em um aspecto, as pressões de ruptura podem ser medidas em diferentes tamanhos de vasos, por exemplo, vasos redondos de 5 mm, 6 mm e 7 mm, respectivamente. Tipicamente, os vasos menores têm maior pressão de ruptura com vasos maiores, a pressão de ruptura é diminuída.

[00164] Agora com referência à Figura 23, são mostrados vários vasos 2400 que foram vedados com o uso das técnicas e recursos aqui descritos (por exemplo, com o uso de uma lâmina ultrassônica e um sensor de efeito Hall). Usando o controlador de PI conforme descrito acima, 60 vasos foram vedados. 58 vasos foram vedados sem transecção.

[00165] Em um aspecto, foi observado que a ativação de uma lâmina ultrassônica com o braço de aperto aberto pode ajudar a liberar tecido que pode ter aderido à lâmina ultrassônica ao ser coagulado. Detectar uma alteração no sinal de um sensor de efeito Hall pode indicar quando o usuário está abrindo o braço de aperto após a ativação do dispositivo. Essas informações podem acionar o sistema para enviar um sinal ultrassônico de baixo nível durante um curto período de tempo, de modo

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79/114 a liberar qualquer tecido preso à lâmina ultrassônica. Esse sinal subterapêutico curto pode reduzir o nível de adesão experimentada pelo usuário. Esse recurso pode ser útil se um dispositivo de cisalhamento ultrassônico tiver sido projetado para múltiplos usos e a lâmina ultrassônica revestimento começar a se desgastar. Dessa forma, as técnicas e recursos aqui descritos podem ser utilizados para reduzir a quantidade de tecido grudado à lâmina ultrassônica.

[00166] Um método para calibrar um atuador de extremidade e sensor de efeito Hall pode incluir calibração do atuador de extremidade e sensor de efeito Hall durante a fabricação de depois disso. Conforme discutido acima, o processo 3300 mostrado na Figura 32, pode ser utilizado para calibrar um controlador para o atuador de extremidade. Por exemplo, uma posição do braço de aperto de um dispositivo ultrassônico pode ser calibrada durante a montagem. Como aqui discutido, a detecção da posição do braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica pode fornecer informação relevante ao dispositivo cirúrgico que pode possibilitar novas capacidades, incluindo, mas não limitado à capacidade de detectar uma quantidade ou tipo de tecidos que podem ser fixados dentro das garras. Adicionalmente, determinações a serem executadas sobre vários algoritmos (por exemplo, essa vedação de um vaso sem transecção) pode ser feita com base na detecção da posição do braço de aperto. Entretanto, em vários aspectos, para que essas informações sejam úteis e confiáveis, o dispositivo cirúrgico precisa ser calibrado em relação a uma linha de base como quando o braço de aperto está completamente aberto ou quando o braço de aperto é completamente fechado com material zero no atuador de extremidade.

[00167] Conforme descrito acima, a determinação de uma razão de deslocamento (RD) pode ajudar em vários processos a controlar um atuador de extremidade. Na determinação de RD, X1 é a posição do

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80/114 braço de aperto quando o dispositivo está completamente fechado sem tecido. Determinar o valor (por exemplo, sinal de efeito Hall) correspondente a X1 pode ser feito durante a fabricação e pode ser parte do processo de calibraçâo.

[00168] Voltando agora à Figura 24, é mostrado um gráfico 2500 de uma curva de melhor ajuste 2502 da tensão de saída do sensor de efeito Hall ao longo do eixo geométrico y como função de distância absoluta (polegada) ao longo do eixo geométrico x para várias posições do braço de aperto. A curva de melhor ajuste 2502 é representada graficamente com base na distância absoluta (polegada) do braço de aperto da lâmina ultrassônica, conforme listado na terceira coluna 1406 da tabela 1400 mostrada na Figura 14A e a tensão de saída do sensor de efeito Hall correspondente, listada na quarta coluna 1408 da tabela 1400 mostrada na Figura 14A, quando o braço de aperto se move de uma posição totalmente aberta para uma posição totalmente fechada de acordo com a presente divulgação.

[00169] Ainda com referência à Figura 24, é mostrada uma saída elétrica exemplificadora de um sensor de efeito Hall configurado para detectar a posição do braço de aperto mostrada. A intensidade do sinal do sensor de efeito Hall plotada contra o deslocamento do sensor (por exemplo, um ímã) pode seguir um formato parabólico conforme mostrado pela curva de melhor ajuste 2502. Para calibrar o sensor de efeito Hall, várias leituras do sensor são tomadas em locais de linha de base conhecidos. Durante a calibragem, a curva de melhor ajuste 2502 conforme mostrado na Figura 24 pode ser analisada para confirmar que o sensor de efeito Hall está lendo efetivamente com base em leituras feitas em uma configuração de produção. Dessa maneira, uma resposta do sensor de efeito Hall correspondente a várias posições do braço de aperto (por exemplo, posições completamente abertas, completamente fechadas e distintas entre os mesmos) pode ser registrada para criar

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81/114 uma curva de melhor ajuste durante a produção. Vários pontos de dados podem ser registrados (por exemplo, quatro pontos de dados 1--4, conforme mostrado na Figura 24 ou mais, conforme pode ser necessário) para criar a curva de melhor ajuste 2502. Por exemplo, em uma primeira posição, uma resposta do sensor de efeito Hall pode ser medida quando o braço de aperto está totalmente aberto. Dessa forma, voltando brevemente para a Figura 32, o processo 3300 mostrado na Figura 32 pode detectar 3302 um primeiro sinal de medição (por exemplo, uma resposta do sensor de efeito Hall) correspondente para uma posição totalmente aberta de um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade.

[00170] Voltando agora à Figura 24 em conjunto com a Figura 25, os quatro pontos de dados 1-4 representam a tensão medida com um sensor de efeito Hall como função do vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608, conforme mostrado na Figura 24. Esses pontos de dados 1-4 podem ser registrados conforme descrito em conexão com as Figuras 25 a 28. O primeiro ponto de dados (1) é registrado quando o atuador de extremidade 2600 está na configuração mostrada na Figura 25. O primeiro ponto de dados (1) corresponde à tensão de saída do sensor de efeito Hall registrada quando o braço de aperto 2606 está na posição completamente aberta em relação à lâmina ultrassônica 2608.

[00171] O segundo ponto de dados (2) é registrado quando o atuador de extremidade 2600 está na configuração mostrada na Figura 26. De modo a obter um vão preciso entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2808, um primeiro pino de calibre 2602 de diâmetro conhecido é colocado em um local predeterminado dentro das garras do atuador de extremidade 2600, por exemplo, entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608. Conforme mostrado na Figura 26, o primeiro pino de calibre 2602 é posicionado entre a extremidade distai

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82/114 e a extremidade proximal da lâmina ultrassônica 2608 e é segurado entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 para definir um vão preciso entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2808. Uma vez que o braço de aperto 2606 é fechado para segurar o primeiro pino de calibre 2602, a tensão de saída do sensor de efeito Hall é medida e registrada. O segundo ponto de dados (2) é correlacionado ao vão definido entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 pelo primeiro pino de calibre 2602. Dessa forma, a tesão de saída do sensor de efeito Hall é equiparada à distância de vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608. O segundo ponto de dados (2) é um dos vários pontos de dados para desenvolver o polinômio para gerar a curva de melhor ajuste 2502 mostrada na Figura 24. O processo 3300 descrito na Figura 32 detecta 3304 uma tensão de sensor de sensor de efeito Hall real 3304 e determina o vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 com base na melhor primeira curva 2502 (por exemplo, computar o polinômio).

[00172] O terceiro ponto de dados (3) é registrado quando o atuador de extremidade 2600 está na configuração mostrada na Figura 27. Para obter outro vão preciso entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2808, o primeiro pino de calibre 2602 é removido e um segundo pino de calibre 2604 de diâmetro conhecido é colocado em um local predeterminado dentro das garras do atuador de extremidade 2600, por exemplo, entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608, que é diferente da localização do primeiro pino de calibre 2602. Conforme mostrado na Figura 27, o segundo pino de calibre 2604 é posicionado entre a extremidade distal e a extremidade proximal da lâmina ultrassônica 2608 e é segurado entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 para definir um vão preciso entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2808. Uma vez que o braço de aperto 2606 é fechado para segurar o segundo pino de calibre 2602, a

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83/114 tensão de saída do sensor de efeito Hall é medida e registrada. O terceiro ponto de dados (3) é correlacionado ao vão definido entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 pelo segundo pino de calibre 2604. Dessa forma, a tesão de saída do sensor de efeito Hall é equiparada à distância de vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608. O terceiro ponto de dados (3) é um dos vários pontos de dados para desenvolver o polinômio para gerar a curva de melhor ajuste 2502 mostrada na Figura 24. O processo 3300 descrito na Figura 32 detecta 3304 uma tensão de sensor de sensor de efeito Hall real 3304 e determina o vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 com base na melhor primeira curva 2502 (por exemplo, computar o polinômio).

[00173] O quarto ponto de dados (4) é registrado quando o atuador de extremidade 2600 está na configuração mostrada na Figura 28. Para se obter o quarto ponto de dados (4), não existem pinos de calibre 2602, 2604 colocados entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608, mas sim, o braço de aperto 2606 é colocado na posição totalmente fechada em relação à lâmina ultrassônica 2608. Uma vez que o braço de aperto 2606 é colocado na posição totalmente fechada, a tensão de saída do sensor de efeito Hall é medida e registrada. O quarto ponto de dados (4) está correlacionado com a posição do braço de aperto 2606 completamente fechado. Dessa forma, a tensão de saída do sensor de efeito Hall é equivalente ao braço de aperto 2606 posição completamente fechada em relação à lâmina ultrassônica 2608. O quarto ponto de dados (4) é um dos vários pontos de dados para desenvolver o polinômio para gerar a curva de melhor ajuste 2502 mostrada na Figura 24. O processo 3300 descrito na Figura 32 detecta 3304 uma tensão de sensor de sensor de efeito Hall real 3304 e determina o vão entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 com base na melhor primeira curva 2502 (por exemplo, computar

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84/114 o polinômio).

[00174] Várias configurações de pinos de calibre podem criar deslocamentos e/ou ângulos conhecidos entre o braço de aperto 2606 e a lâmina ultrassônica 2608 do atuador de extremidade 2600. Utilizando cinemática de um dado braço de aperto/lâmina ultrassônica/projeto de eixo de acionamento e pinos calibradores de diâmetro conhecido, pode ser conhecido um deslocamento teórico do conjunto de eixos de acionamento em cada uma das, por exemplo, quatro ou mais posições. Essa informação pode ser introduzida, juntamente com as leituras de tensão do sensor de efeito Hall, para ajustar uma curva parabólica (por exemplo, curva 2502 de melhor ajuste como mostrado na Figura 24), que pode se tomar uma característica de cada dispositivo cirúrgico individual. Essa informação pode ser carregada no dispositivo cirúrgico através de uma EEPROM ou outro dispositivo eletrônico programável configurado para se comunicar com o gerador (por exemplo, o gerador 102 mostrado na Figura 6) durante a utilização do dispositivo cirúrgico.

[00175] A resposta do sinal do sensor de efeito Hall em, por exemplo, as quatro posições do braço de braçadeira descrito acima podem ser representadas graficamente e as respostas podem ser ajustadas e inseridas em uma tabela de consulta ou desenvolvidas em um polinômio que pode ser utilizado para definir/calibrar o sensor de efeito Hall, de tal modo que, quando utilizado por um cirurgião, o efetor final fornece o efeito tecidual desejado. Desse modo, o processo 3300 pode determinar uma curva de melhor ajuste para representar a força do sinal (por exemplo, do sensor de efeito Hall) como função do deslocamento do sensor (por exemplo, deslocamento de ímã) baseado em ao menos o primeiro, o segundo e o terceiro sinal, as posições totalmente abertas, intermediárias e totalmente fechadas, e uma dimensão do corpo rígido. O processo 3300 também pode criar 3310 uma tabela de pesquisa com

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85/114 base em ao menos o primeiro, o segundo e o terceiro sinal e as posições totalmente abertas, intermediárias e totalmente fechadas.

[00176] O posicionamento da disposição de ímã/sensor de efeito Hall nas configurações descritas acima pode ser utilizado para calibrar o dispositivo cirúrgico, de tal modo que os movimentos mais sensíveis do braço de fixação 2606 existam quando o braço de fixação 2606 está mais próximo da lâmina ultrassônica 2608. Quatro posições, correspondentes a quatro pontos de dados (1-4), foram escolhidas no exemplo descrito acima, mas qualquer número de posições podería ser utilizado à discrição de equipes de projeto e desenvolvimento para assegurar a calibração adequada.

[00177] Em um aspecto, as técnicas e recursos aqui descritos podem ser utilizados para fornecer retroinformação a um cirurgião para indicar quando o cirurgião deve usar o modo de hemostasia para o procedimento de vedação do vaso antes de engatar o procedimento de corte. Por exemplo, o algoritmo de modo de hemostasia pode ser alterado dinamicamente com base no tamanho de um vaso preso pelo atuador de extremidade 2600 a fim de poupar tempo. Isso pode exigir retroalimentação com base na posição do braço de aperto 2606.

[00178] A Figura 29A é um diagrama esquemático 3000 de um instrumento cirúrgico 3002 configurado para vedar vasos pequenos e grandes, de acordo com um aspecto da presente descrição. O instrumento cirúrgico 3002 compreende um atuador de extremidade 3004, onde o atuador de extremidade compreende um braço de aperto 3006 e uma lâmina ultrassônica 3008 para tratar tecido incluindo vasos de vários tamanhos. O instrumento cirúrgico 3002 compreende um sensor de efeito Hall 3010 para medir a posição do atuador de extremidade 3004. Uma chave de fechamento 3012 é fornecida para fornecer um sinal de retroinformação que indica se o cabo do disparador 3013 do instrumento cirúrgico está em uma posição completamente

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86/114 fechada.

[00179] Voltando-se agora para a Figura 29B, é mostrado um diagrama de uma faixa exemplificadora de um vaso pequeno 3014 e um vaso grande 3016 e a posição relativa de um braço de aperto do atuador de extremidade de acordo com um aspecto da presente descrição. Com referência às Figuras 29A a B, o instrumento cirúrgico 3002 mostrado na Figura 29A está configurado para vedar pequenos vasos 3014 com um diâmetro < 4 mm e grandes recipientes 3016 com um diâmetro> 4 mm e a posição relativa do braço de grampo 3006 ao agarrar vasos pequenos e grandes 3014, 3016 e as diferentes leituras de tensão fornecidas pelo efetor final 3010 dependendo do tamanho do vaso.

[00180] As Figuras 29C e 29D são dois gráficos 3020, 3030 que descrevem dois processos para vedar vasos pequenos e grandes aplicando-se vários níveis de energia ultrassônica durante períodos de tempo diferentes de acordo com um aspecto da presente descrição. O nível de energia ultrassônico é mostrado ao longo do eixo geométrico y e o tempo (s) é mostrado ao longo do eixo geométrico x. Com referência agora às Figuras 29A a C, o primeiro gráfico 3020 mostrado na Figura 29C mostra um processo para ajustar o nível de acionamento de energia ultrassônica de uma linha ultrassônica para selar um pequeno vaso 3014. De acordo com o processo ilustrado pelo primeiro gráfico 3020 para vedar e transeccionar um pequeno vaso 3014, uma alta energia ultrassônica (5) é aplicada durante um primeiro período 3022. O nível de energia é então diminuído para (3,5) durante um segundo período 3024. Finalmente, o nível de energia é elevado de volta para (5) durante um terceiro período 3026 para completar a vedação do pequeno vaso 3014 e conseguir a transecção e depois o nível de energia é desligado. Todo o ciclo durou cerca de 5 segundos.

[00181] Com referência agora às Figuras 29A a D, o segundo gráfico 3030 mostrado na Figura 29D mostra um processo para ajustar o nível

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87/114 de acionamento de energia ultrassônica de uma linha ultrassônica para selar um vaso grande 3016. De acordo com o processo ilustrado pelo segundo gráfico 3030 para vedar e transeccionar um vaso grande 3016, uma alta energia ultrassônica (5) é aplicada durante um primeiro período 3032. O nível de energia é então diminuído para (1) durante um segundo período 3034. Finalmente, o nível de energia é elevado de volta para (5) durante um terceiro período 3036 para completar a vedação do vaso grande 3016 e conseguir a transecção e depois o nível de energia é desligado. Todo o ciclo durou cerca de 10 segundos.

[00182] Vasos menores 3014 podem ser mais fáceis de vedar em níveis de alta pressão de ruptura. Dessa forma, pode ser desejável detectar e determinar se um vaso menor 3014 (por exemplo, 4 mm de menos) é preso pelo braço de aperto 3006, e em caso afirmativo, o nível de energia ultrassônica pode não precisar ser diminuído para 1. Em vez disso, o nível de energia poderia diminuir menos, para cerca de 3,5, por exemplo, como mostrado pelo primeiro gráfico 3020 mostrado na Figura 29C. Isso pode possibilitar que o cirurgião atravesse o vaso, coagule e corte o vaso mais rapidamente, sabendo que o processo pode ir mais rápido porque o vaso 3014 é um pouco menor. Se o vaso 3016 for maior (por exemplo, 4 mm ou superior), um processo que aqueça o vaso mais lentamente e durante um período de tempo mais longo pode ser mais desejável, como mostrado pelo segundo gráfico 3030 na Figura 29D.

[00183] A Figura 30 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador 3100 para determinar se o modo de hemostasia deve ser utilizado, de acordo com um aspecto da presente descrição. No início, o processo 3100 indica 3102 que o sinal de um sensor de efeito Hall determina 3102 a posição de um atuador final. O processo 3100 determina então 3104 se uma chave de fechamento completo do dispositivo cirúrgico está pressionada, ou se o cabo do dispositivo cirúrgico está totalmente fechado. Se a chave de fechamento completo

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88/114 do dispositivo cirúrgico não for pressionada e/ou se o cabo do dispositivo cirúrgico não estiver totalmente fechado, o processo 3100 pode continuar a ler o sensor de efeito Hall 3102 para determinar a posição do atuador de extremidade. Se a chave de fechamento completo do dispositivo cirúrgico estiver pressionada, ou se o cabo do dispositivo cirúrgico estiver completamente fechado, o processo 3100 determinará 3106 se a posição do atuador de extremidade indicar um vaso maior que 5 mm. Se a posição do atuador de extremidade não indicar um vaso maior que 5 mm, e nenhum indicador do sistema for encontrado 3108, o processo 3100 pode continuar a ler 3102 o sensor de efeito Hall e determinar a posição do atuador de extremidade.

[00184] Se a posição do atuador de extremidade indicar um vaso maior que 5 mm, o processo 3100 determinará 3110 se a posição do atuador final indicar um vaso maior que 7 mm. Se a posição do atuador de extremidade não indicar um vaso maior que 7 mm, o processo 3100 indica 3112 que o modo de hemostasia deve ser utilizado. Essa condição pode ser indicada utilizando uma variedade de técnicas auditivas, vibratórias ou de retrainformação visual incluindo, por exemplo, um LED verde localizado no dispositivo cirúrgico (por exemplo, no topo do cabo) pode ser ativado. Se a posição do atuador de extremidade indica um vaso maior que 7 mm, o processo 3100 indica 3114 que o tecido não deve ser tomado (isto é, modo de hemostasia não deve ser utilizado), devido ao fato de muito tecido ter sido capturado pelo atuador de extremidade. Essa condição pode ser indicada utilizando uma variedade de técnicas auditivas, vibratórias ou de retroinformação visual incluindo, por exemplo, um LED vermelho no dispositivo cirúrgico (por exemplo, no topo do cabo) pode ser ativado.

[00185] A Figura 31 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador 3200 para controle de atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição; Em um aspecto,

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89/114 referindo-se à Figura 31, o processo 3200 detecta 3202 um sinal (por exemplo, em um sensor de efeito Hall) em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade. O primeiro tubo pode ser, por exemplo, similar ao membro atuador tubular reciprocante 58 (Figuras 3 e 4) e o segundo tubo pode ser, por exemplo, similar à bainha tubular externa 56 (Figuras 3 e 4). Em outras palavras, conforme descrito na Figura 31, o primeiro tubo pode ser um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo. O tubo interno pode ser móvel 3208 em relação ao tubo externo. O tubo externo pode ser estático em relação ao tubo interno. O processo 3200 detecta 3210 o sinal com o uso de um sensor de efeito Hall e um ímã posicionado no primeiro tubo.

[00186] O processo 3200 continua e determina 3204 uma posição de braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade baseado no sinal (de, por exemplo, saída de tensão do sensor de efeito Hall). Uma vez que a posição do braço de aperto em relação à lâmina ultrassônica é conhecida, o modo vibracional da lâmina ultrassônica pode ser ajustado para se obter diferentes efeitos de tecido. Nesse modo, o processo 3200 ajusta 3206 uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição de braço de aperto. Por exemplo, o processo 3200 pode ajustar 3214 a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com o uso de um transdutor ultrassônico com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall. Altemativamente, o processo pode efetivamente selar vasos sem transecção. Nesse modo, o processo 3200 pode ajustar 3218 a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, usando um controlador proporcional integral, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de

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90/114 aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[00187] Em outro aspecto, o processo 3200 pode ajustar 3216 a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente com base na razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica. Por exemplo, conforme o braço de aperto se move em direção à lâmina ultrassônica e um valor desejado (Figuras 21 e 22) é aproximado, a quantidade de saída de energia para a lâmina ultrassônica e para dentro do tecido pode ser reduzida. Isto é porque a lâmina ultrassônica irá cortar o tecido com energia suficiente. Entretanto, se a potência sendo produzida for reduzida ao longo do tempo conforme o valor desejado é aproximado (onde uma transecção total pode ser representada por uma razão de deslocamento de 1), a chance de o tecido ser transeccionado pode ser drasticamente reduzida. Desse modo, a vedação eficaz pode ser obtida sem corte do tecido conforme possa ser desejado pelo cirurgião.

[00188] Em um aspecto, o processo 3200 da Figura 31 move 3212 um ímã posicionado no primeiro tubo em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade. O processo 3200 então determina 3220 um tipo de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica com base em um sinal (a partir de, por exemplo, um sensor de efeito Hall). Adicionalmente, com o uso de um processador e/ou memória, um ou mais algoritmos (por exemplo, para vedar um vaso sem transecção) pode ser escolhido com base na espessura, quantidade ou o tipo de tecido determinado a ser preso dentro das garras. Em resposta a determinar que o tipo de tecido entre o grampo e a lâmina ultrassônica é um vaso grande, o processo 3200 pode reduzir 3226 a energia de saída para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade superior à de um pequeno vaso. Além disso, em resposta à

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91/114 determinação de que o tipo de tecido entre o grampo e a lâmina ultrassônica é um vaso pequeno, o processo 3200 pode reduzir 3224 a energia de saída para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade menor que para um vaso grande. Em um aspecto, em vez de alterar algoritmos para pequenos vasos, conforme descrito acima, um indicador pode ser fornecido ao cirurgião para indicar a espessura do tecido capturado no atuador de extremidade. Em um aspecto, o processo 3200 ajusta 3222 a energia de saída para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no tipo de tecido.

[00189] A Figura 32 é um diagrama lógico que ilustra um processo exemplificador 3300 para calibrar um aparelho para controlar um atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição. Em um aspecto, o processo 3300 detecta 3302 um primeiro sinal que corresponde a uma posição completamente aberta de um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade. O processo 3300, então, detecta 3304 um segundo sinal que corresponde a uma posição intermediária do braço de aperto e da lâmina do atuador de extremidade, sendo que a posição intermediária é resultante da preensão de um corpo rígido entre o braço de aperto e a lâmina. O processo detecta 3306 um terceiro sinal que corresponde a uma posição completamente fechada do braço de aperto e da lâmina do atuador de extremidade. Uma vez que os três sinais são detectados, o processo 3300 determina 3308 uma curva de melhor ajuste para representar a intensidade do sinal como função do deslocamento do sensor baseado em ao menos o primeiro, o segundo e o terceiro sinal correspondentes às posições totalmente aberta, intermediária e totalmente fechada, respectivamente, e uma dimensão do corpo rígido. Um exemplo de uma curva de melhor ajuste nesse contexto é mostrado nas Figuras 14B e 24. Finalmente, o processo 3300 cria 3310 uma tabela de pesquisa baseada em ao menos o primeiro, o segundo e o

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92/114 terceiro sinal correspondendo às posições totalmente aberta, intermediária e totalmente fechada, respectivamente.

[00190] Como descrito acima, a posição da parte do braço de aperto do atuador de extremidade pode ser medida com uma disposição de ímã/sensor de efeito Hall. Um emplastro de tecido, geralmente feito de TEFLON, pode ser posicionado sobre o braço de aperto para evitar que o tecido fique aderido ao braço de aperto. À medida que o atuador de extremidade é utilizado e o emplastro de tecido é utilizado, será necessário rastrear o desvio do sinal de saída do sensor de efeito Hall e estabelecer limites de alteração para manter a integridade da seleção do algoritmo de tratamento de tecido e a extremidade do retorno dos pontos de gatilho de corte aos algoritmos de tratamento de tecido.

[00191] Consequentemente, é fornecido um sistema de controle. A saída do sensor de efeito Hall sob a forma de contagens pode ser utilizada para rastrear a abertura do braço de aperto do atuador de extremidade. O leitor pode se referir às Figuras 34 e 35 para os sistemas ADC 3500, 3600 que podem empregar a saída do contador de um ADC. A posição do braço de aperto, com ou sem um emplastro de tecido, pode ser calibrada com o uso das técnicas aqui descritas. Uma vez que a posição do braço de aperto é calibrada, a posição do braço de aperto e o desgaste do emplastro de tecido podem ser monitorados. Em um aspecto, o sistema de controle determina que o braço de aperto está em uma posição fechada peto monitoramento por um aumento na impedância acústica que ocorre quando a lâmina ultrassônica entra em contato com o tecido ou o emplastro de tecido. Dessa forma, um número específico de contador de ADC acumulará um número específico de contagens a partir do momento em que o braço de aperto vai de uma posição completamente aberta para uma posição completamente fechada. Em uma implementação, com base na configuração do sensor de efeito Hall, as contagens de ADC do sensor de efeito Hall aumentam

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93/114 à medida que o braço de aperto se fecha em direção à lâmina ultrassônica. À medida que o emplastro de tecido se desgasta, o contador acumulará um número adicional incrementai de contagens devido ao deslocamento rotacional adicional experimentado pelo braço de aperto devido ao desgaste do emplastro de tecido. Ao rastrear o novo valor de contagem para uma posição de braço de aperto fechada, o sistema de controle pode ajustar o limite de gatilho para uma extremidade de corte e prever melhor a faixa total de abertura do braço de aperto que ocorreu.

[00192] Além disso, as contagens de ADC do sensor de efeito Hall podem ser empregadas para determinar o coeficiente de atrito de tecido (μ) do tecido em tratamento com base na abertura do braço de aperto empregando valores de μ predeterminados armazenados em uma tabela de consulta. Por exemplo, o algoritmo de tratamento de tecido específico pode ser dinamicamente ajustado ou modificado durante um ciclo de tratamento ultrassônico (por exemplo, sequência de disparo ou ativação de energia ultrassônica) para otimizar o corte do tecido com base no tipo de tecido (por exemplo, tecido adiposo, mesentério, vaso) ou a quantidade ou espessura do tecido.

[00193] A Figura 33 é um diagrama lógico de um processo 3400 para rastrear o desgaste da porção de emplastro de tecido do braço de aperto e compensar o desvio resultante do sensor de efeito Hall e determinar o coeficiente de atrito do tecido, de acordo com um aspecto da presente descrição. O processo 3400 pode ser implementado em software, hardware, firmware ou uma combinação dos mesmos, empregando ambiente de circuito do gerador ilustrado em conexão com as Figuras 6 a 10.

[00194] Em um aspecto, o processo 3400 pode ser implementado por um circuito que pode compreender um controlador compreendendo um ou mais processadores (por exemplo, microprocessador,

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94/114 microcontrolador) acoplados a ao menos um circuito de memória. O ao menos um circuito de memória armazena instruções executáveis por máquina que, quando executadas pelo processador, fazem com que o processador execute o processo 3400.

[00195] O processador pode ser qualquer um dentre inúmeros processadores de núcleo simples ou processadores de múltiplos núcleos (multi-core) conhecidos na técnica. O circuito de memória pode compreender meios de armazenamento voláteis e não voláteis. Em um aspecto, o processador pode incluir uma unidade de processamento de instruções e uma unidade aritmética. A unidade de processamento de instrução pode ser configurada para receber instruções a partir do circuito de memória.

[00196] Em um aspecto, um circuito pode compreender uma máquina de estado finito compreendendo um circuito lógico combinacional configurado para implementar o processo 3400 aqui descrito. Em um aspecto, um circuito pode compreender uma máquina de estados finitos compreendendo um circuito lógico sequencial compreendendo um circuito lógico combinacional e, ao menos, um circuito de memória, por exemplo. O ao menos um circuito de memória pode armazenar um estado atual da máquina de estados finitos. O circuito lógico sequencial ou o circuito lógico combinatório pode ser configurado para implementar o processo 3400 aqui descrito. Em certos casos, o circuito lógico sequencial pode ser síncrono ou assíncrono.

[00197] Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação do processador e da máquina de estados finitos para implementar as técnicas de compressão e descompressão aqui descritas. Em outras modalidades, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação do circuito lógico combinacional e do circuito lógico sequencial.

[00198] Como aqui descrito, a posição do braço de aperto é

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95/114 detectada por um sensor de efeito Hall em relação a um ímã localizado em um tubo de fechamento de um instrumento cirúrgico. Voltando agora para o processo 3400, a posição inicial do braço de aperto, por exemplo, a posição do sensor de efeito Hall localizado no tubo de fechamento, é armazenada 3402 na memória. À medida que o tubo de fecho é deslocado em uma direção distai, o braço de aperto é fechado na direção da lâmina ultrassônica e a posição instantânea do braço de aperto é armazenada 3404 na memória. A diferença, delta (x), entre a posição instantânea e a posição inicial do braço de aperto é calculada 3406. A diferença, delta (x), pode ser utilizada para determinar uma alteração no deslocamento do tubo, que pode ser utilizada para calcular o ângulo e a força aplicada pelo braço de aperto ao tecido localizado entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica. A posição instantânea do braço de aperto é comparada 3408 à posição fechada do braço de aperto para determinar se o braço de aperto está em uma posição fechada. Enquanto o braço de aperto ainda não está em uma posição fechada, o processo 3400 prossegue ao longo da trajetória não (N) e compara a posição instantânea do braço de aperto com a posição inicial do braço de aperto até o grampo atingir uma posição fechada.

[00199] Quando o braço de aperto atinja uma posição fechada, o processo 3400 continua ao longo da trajetória sim (Y) e a posição fechada do braço de aperto é aplicada para uma entrada de uma função AND de lógica 3410. A função AND de lógica 3410 é uma representação de alto nível de uma operação lógica, que pode compreender operações AND, OR, XOR e AND booleanas implementadas em um software, hardware ou uma combinação dos mesmos. Quando uma condição de abuso ou desgaste do emplastro de tecido é determinada com base nas medições de impedância acústica, a posição de fechamento do braço de fixação atual é ajustada 3414 como a nova posição inicial do braço de fixação para compensar a condição de abuso ou desgaste. Se

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96/114 nenhum abuso ou desgaste do emplastro de tecido for determinado, a posição inicial do braço de fixação permanece a mesma. O abuso ou o desgaste do emplastro de tecido do braço de aperto é determinado pelo monitoramento 3420 da impedância 3422 da lâmina ultrassônica. A impedância de interface da lâmina ultrassônica/emplastro de tecido ID determinou 3422 e comparou 3412 com uma condição de abuso ou desgaste do emplastro de tecido. Quando a impedância corresponde a uma condição de abuso ou desgaste do emplastro de tecido, o processo 3400 prossegue ao longo da trajetória sim (Y) e a posição atual fechada do braço de aperto é definida como a nova posição inicial do braço de aperto para compensar a condição de abuso ou desgaste do emplastro de tecido. Quando a impedância não corresponde a uma condição de abuso ou desgaste do emplastro de tecido, o processo 3400 prossegue ao longo da trajetória não (N) e a posição inicial do braço de aperto permanece a mesma.

[00200] A posição instantânea armazenada 3404 do braço de aperto é também fornecida à entrada de outra função lógica AND 3416 para determinar a quantidade e a espessura do tecido preso entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica. A impedância da interface tecido/lâmina ultrassônica é determinada 3422 e é comparada a 3424, 34267, 3428 para múltiplos coeficientes de atrito do tecido μ = x, μ = y ou μ = Z. Assim, quando a impedância da interface lâmina ultrassônica/tecido corresponde a um dos coeficientes de atrito μ - x, μ - y ou μ - z com base na quantidade ou espessura do tecido, por exemplo, a abertura do braço de aperto, o algoritmo de tecido atual é mantido 3430 e o algoritmo atual é utilizado para monitorar 3420 a impedância 3422 da lâmina ultrassônica. Se o coeficiente de atrito do tecido μ = x, μ = y ou μ = Z com base na quantidade ou espessura do tecido, por exemplo, a abertura do braço de aperto, for alterado 3418 com base no novo coeficiente de atrito do tecido μ e na quantidade ou espessura do tecido,

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97/114 por exemplo, a abertura do braço de aperto, o algoritmo de tecido atual é utilizado para monitorar 3420 a impedância 3422 da lâmina ultrassônica.

[00201] Consequentemente, a abertura atual do braço de fixação é utilizada para determinar o coeficiente de atrito de tecido atual μ com base na quantidade e espessura do tecido, conforme medido pela abertura do braço de aperto. Dessa forma, um algoritmo inicial pode ser baseado em uma abertura inicial do braço de aperto. A impedância da lâmina ultrassônica é comparada 3424, 3426, 3428 a vários coeficientes de atrito do tecido μ = x, μ = y ου μ = z, que são armazenados em uma tabela de consulta, e correspondem a tecido adiposo, tecido mesentério ou tecido do vaso, por exemplo. Se não ocorrer qualquer coincidência entre a impedância da lâmina ultrassônica e o coeficiente de atrito do tecido, o processo 3400 prossegue ao longo das trajetórias não (N) de qualquer das comparações de impedância de tecido 3424, 3426, 3428 e o algoritmo de tecido atual é mantido. Se qualquer uma das saídas das funções de comparação 3424, 3426, 3428 for verdadeira, o processador alterna para um algoritmo de tratamento de tecido diferente com base na nova impedância do tecido e na abertura do braço de aperto. Consequentemente, um novo algoritmo de tratamento de tecido é carregado no instrumento ultrassônico. O processo 3400 continua mediante o monitoramento 3420 da impedância da lâmina ultrassônica, da abertura do braço de aperto e do abuso ou desgaste do emplastro de tecido.

[00202] A Figura 34 ilustra um sistema sensor de efeito Hall 3500 que pode ser empregado com o processo 3400 da Figura 33, de acordo com um aspecto da presente descrição. Em conexão com o processo 3400 descrito na Figura 33, o sistema de sensor de efeito Hall 3500 da Figura 34 inclui um sensor de efeito Hall 3502 alimentado por um regulador de tensão 3504. A saída do sensor de efeito Hall 3502 é uma tensão

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98/114 analógica proporcional à posição do braço de aperto, que é aplicada a um conversor analógico-digital 3506 (ADC). A saída digital de n bits do ADO 3506 é aplicada a um microprocessador 3508 acoplado a uma memória 3510. O microprocessador 3508 é configurado para processar e determinar a posição do braço de aperto com base na entrada digital de n bits do ADC 3505. Será entendido que a saída digital do ADC 3506 pode ser chamada de uma contagem.

[00203] Conforme descrito na presente invenção, a saída analógica do sensor de efeito Hall é fornecida a um conversor analógico-digital interno ou externo como o ADC 3506 mostrado na Figura 34 ou qualquer um dos circuitos de conversor analógico para digital situados no gerador. O transdutor 104 mostrado na Figura 6 pode compreender um sensor de efeito Hall que compreende um circuito conversor analógicodigital cuja saída é aplicada ao circuito de controle 108. Em um aspecto, o gerador 102 mostrado na Figura 7 compreende vários circuitos conversores analógico/digital como ADCs 176,178,180, que podem ser adaptados e configurados para receber a saída de tensão analógica do sensor de efeito Hall e convertê-lo em formas digitais para obter contagens e para fazer interface do sensor de efeito Hall com um processador DSP 174, microprocessador 190, um dispositivo lógico 166 e/ou um controlador 196.

[00204] A Figura 35 ilustra um aspecto de um conversor analógicodigital (ADC) de contador tipo rampa 3600 que pode ser empregado com o sistema de sensor de efeito Hall 3500 da Figura 34, de acordo com um aspecto da presente descrição. O ADC 3600 de rampa digital recebe uma tensão de entrada analógica de um sensor de efeito Hall no terminal de entrada positivo Vin de um comparador 3602 e Dn até D0 (Dn a D0) são as saídas digitais (n bits). A linha de controle encontrada em um contador 3606 liga o contador 3606 quando esse está baixo e para o contador 3606 quando esse está alto. Em funcionamento, o

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99/114 contador 3606 é aumentado até que o valor encontrado no contador 3606 corresponda ao valor do sinal de entrada analógico em Vin. A saída digital Dn~D0 é aplicada a um conversor digital-analógico 3604 (DAC) e a saída analógica é aplicada ao terminal negativo do comparador 3602 e é comparada com a tensão de entrada analógica em Vin. Quando essa condição é satisfeita, o valor no contador 3606 é o equivalente digital do sinal de entrada analógico em Vin.

[00205] Um pulso START é fornecido para cada tensão de entrada analógica Vin ser convertida em um sinal digital. O sinal END representa o fim da conversão para cada tensão de entrada analógica individual encontrada em Vin (cada amostra), e não para todo o sinal de entrada analógico. Cada pulso de relógio incrementa o contador 3606. Supondo um ADC de 8 bits, para converter o valor analógico de 128 em digital, por exemplo, seriam necessários 128 ciclos por instrução. O ADC 3600 conta de 0 até o valor máximo possível (2n-1) até que o valor Dn-DO de saída digital correto seja identificado para a tensão de entrada analógica presente em Vin. Quando isso é verdade, o sinal END é dado e o valor digital para Vin é para Dn~D0.

[00206] Embora vários aspectos tenham sido descritos, deve ficar evidente, entretanto, que várias modificações, alterações e adaptações a essas modalidades podem ocorrer aos indivíduos versados na técnica com a obtenção de algumas ou todas as vantagens da invenção. Os aspectos divulgados são, portanto, destinados a incluir todas essas modificações, alterações e adaptações sem se afastar do escopo e do espírito da invenção. Por conseguinte, outros aspectos e implementações estão dentro do escopo das reivindicações seguintes. Por exemplo, as ações mencionadas nas reivindicações podem ser realizadas em uma ordem diferente e ainda obter resultados desejáveis. [00207] Embora vários detalhes tenham sido apresentados na descrição acima, será reconhecido que os vários aspectos das técnicas

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100/114 para operar um gerador para gerar digitalmente as formas de onda de sinal elétrico e os instrumentos cirúrgicos podem ser praticados sem esses detalhes específicos. Os versados na técnica reconhecerão que os componentes (por exemplo, operações), dispositivos e objetivos descritos na presente invenção, e a discussão que os acompanha, são usados como exemplos tendo em vista a clareza conceituai, e que são contempladas várias modificações de configuração. Consequentemente, como usado na presente invenção, os exemplares específicos apresentados e a discussão que os acompanha pretendem ser representativos de suas classes mais gerais. Em geral, o uso de qualquer exemplar específico pretende ser representativo de sua classe, e a não inclusão de componentes (por exemplo, operações), dispositivos e objetos específicos não deve ser considerada limitadora. [00208] Além disso, embora várias formas tenham sido ilustradas e descritas, não é intenção do requerente restringir ou limitar o escopo das reivindicações em anexo 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 descrição. Além disso, a estrutura de cada elemento associado com a forma pode ser altemativamente 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.

[00209] Para concisão e clareza da descrição, aspectos

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101/114 selecionados da descrição acima foram apresentados em forma de diagrama de blocos e não em detalhes. Algumas porções das descrições detalhadas aqui fornecidas podem ser apresentadas em termos de instruções que operam em dados que são armazenados em uma ou mais memórias de computador ou um ou mais dispositivos de armazenamento de dados (por exemplo, disquete, unidade de disco rígido, disco compacto (CD), Disco de Vídeo Digital (DVD) ou fita digital). Essas descrições e representações são usadas pelos versados na técnica para descrever e transmitir a substância de seu trabalho a outros versados na técnica. Em geral, um algoritmo se refere à sequência autoconsistente em etapas que levam ao resultado desejado, em que 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.

[00210] Salvo afirmação expressa em contrário, conforme fica evidente a partir da descrição precedente, é entendido que, ao longo da descrição 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 registros e nas memórias do computador em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registros do

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102/114 computador, ou em outros dispositivos similares de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.

[00211] Em um sentido geral, os versados na técnica reconhecerão que os vários aspectos aqui descritos, os quais podem ser implementados, individual e/ou coletivamente, por meio de uma ampla gama de hardware, software, firmware, ou qualquer combinação destes, podem ser vistos como sendo compostos por vários tipos de ’’circuitos elétricos. Consequentemente, como usado na presente invenção, circuito elétrico inclui, mas não se limita aos, circuitos elétricos que tenham pelo menos um circuito elétrico discreto, circuitos elétricos que tenham pelo menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham pelo 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 pelo menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador que pelo 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, roteadores 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.

[00212] 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

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103/114 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. Em uma modalidade, várias porções do assunto aqui descrito podem ser implementadas através de circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), arranjos de portas programáveis em campo (FPGAs), processadores de sinal digital (PSDs) ou outros formatos integrados. Contudo, os versados na técnica reconhecerão que alguns aspectos das modalidades aqui reveladas, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integrados, como um ou mais programas de computador executando em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas operando em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas operando em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas operando 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 de um elemento versado na técnica à luz desta descrição. 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. Exemplos de um meio de transmissão de sinais incluem, mas não se limitam aos seguintes: um meio do tipo gravável como um disquete, uma unidade de disco rígido, um disco compacto (CD), um disco de vídeo digital (DVD), uma fita digital, uma memória de computador, etc.; e uma mídia do tipo de transmissão, como uma mídia de comunicação digital e/ou analógica (por exemplo, um cabo de fibra

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104/114 óptica, um guia de onda, um enlace de comunicação com fio, um enlace de comunicação sem fio (por exemplo, transmissor, receptor, lógica de transmissão, lógica de recepção, etc.), etc.).

[00213] Em alguns casos, um ou mais elementos podem ser descritos usando a expressão acoplado e conectado junto com seus derivados. Deve-se compreender que esses termos não são concebidos para serem sinônimos uns dos outros. Por exemplo, alguns aspectos podem ser descritos com o uso do termo conectado para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico direto ou em contato elétrico uns com os outros. Em outro exemplo, alguns aspectos podem ser descritos com o uso do termo acoplado para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico direto ou em contato elétrico. O termo acoplado, entretanto, também pode significar que dois ou mais elementos não estão em contato direto um com o outro, mas ainda assim cooperam ou interagem entre si. Deve-se compreender que as arquiteturas representadas de diferentes componentes contidas no interior, ou conectadas a outros componentes diferentes são meramente exemplos, e que, de fato, muitas outras arquiteturas que alcançam a mesma funcionalidade podem ser implementadas. No sentido conceituai, qualquer disposição de componentes para alcançar a mesma funcionalidade está efetivamente associada se a funcionalidade desejada for alcançada. Assim, quaisquer dois componentes mencionados na presente invenção que sejam combinados para alcançar uma funcionalidade específica podem ser vistos como associados um ao outro se a funcionalidade desejada é alcançada, independentemente das arquiteturas ou dos componentes intermediários. De modo semelhante, quaisquer desses dois componentes assim associados também podem ser vistos como estando operacionalmente conectados ou operacionalmente acoplados um ao outro para alcançar a funcionalidade desejada, e

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105/114 quaisquer desses dois componentes capazes de serem associados dessa forma podem ser vistos como sendo 'Operacionalmente acopláveis um ao outro para alcançar a funcionalidade desejada. Exemplos específicos de componentes operacionalmente acopláveis incluem, mas não se limitam a componentes fisicamente encaixáveis e/ou em interação física e/ou os que podem interagir por conexão sem fio e/ou componentes que interajam por conexão sem fio e/ou que interajam por lógica e/ou componentes que podem interagir por lógica e/ou componentes que interajam eletricamente e/ou componentes que podem interagir eletricamente e/ou componentes que interajam oticamente e/ou componentes que podem interagir oticamente.

[00214] Em outros casos, 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.

[00215] Embora aspectos específicos da presente descrição tenham sido mostrados e descritos, ficará evidente aos versados na técnica que, com base nos ensinamentos da presente invenção, podem ser feitas mudanças e modificações sem se afastar do assunto aqui descrito e de seus aspectos mais amplos e, portanto, as reivindicações em anexo abrangem em seu escopo todas essas alterações e modificações do mesmo modo que elas estão dentro do verdadeiro escopo do assunto aqui descrito. Será compreendido pelos versados na técnica 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

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106/114 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.

[00216] 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

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107/114 entendida por (por exemplo, um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C incluiría, 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 incluiría, 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.

[00217] Com relação 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 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

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108/114 contexto determinar em contrário.

[00218] Vale notar que qualquer referência a um (1) aspecto, um aspecto, uma (1) forma ou uma forma 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 (1) modalidade, em uma modalidade, em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente ao mesmo aspecto. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicas podem ser combinados de qualquer maneira adequada em um ou mais aspectos.

[00219] Com relação ao uso de substancialmente quaisquer termos plurais e/ou singulares na presente invenção, os versados na técnica podem mudar do plural para o singular e/ou do singular para o plural conforme seja adequado ao contexto e/ou aplicação. As várias permutações singular/plural não são expressamente aqui apresentadas por fins de clareza.

[00220] Em certos casos, o uso de um sistema ou método pode ocorrer mesmo se os componentes em um território estão localizados fora do território. Por exemplo, em um contexto de computação distribuída, o uso de um sistema de computação distribuída pode ocorrer em uma região ainda que partes do sistema possam ser localizados fora do território (por exemplo, relé, servidor, processador, sinal contendo meio, transmissão de computador, computador, etc., localizado fora do território).

[00221] Uma venda de um sistema ou método pode, da mesma forma, ocorrer em um território mesmo se os componentes do sistema e/ou método estiverem situados e/ou forem usados fora do território. Adicionalmente, a implementação de pelo menos parte de um sistema para executar um método em um território não impede o uso do sistema

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109/114 em outro território.

[00222] Todas as patentes US, publicações de pedido de patente US, pedidos de patente US, patentes estrangeiras, pedidos de patentes estrangeiros e publicações de não patentes supracitados neste relatório descritivo e/ou listados em qualquer Folha de Dados de Pedido (ADS, de Application Data Sheet), ou qualquer outro material de descrição estão aqui incorporados, por referência, na medida em que não forem inconsistentes com o conteúdo da presente descrição. Desse modo, e na medida em que for necessário, a descrição 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 descrição existentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas na medida em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de descrição existente.

[00223] Em resumo, 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.

[00224] Vários aspectos do assunto aqui descrito são definidos nas seguintes cláusulas numeradas:

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110/114 [00225] 1. Método para controlar um atuador de extremidade, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade; determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal; e ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição do braço de aperto.

[00226] 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ajuste da saída de energia à lâmina ultrassônica é alcançado pela manipulação da corrente elétrica enviada à empunhadura.

[00227] 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno.

[00228] 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações ou 2, caracterizado peto fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo externo é móvel em relação ao tubo interno, sendo que o tubo interno é estático em relação ao tubo interno.

[00229] 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 4, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente detectar o sinal com o uso de um sensor de efeito Hall e um ímã posicionado no primeiro tubo.

[00230] 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 5, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente mover um ímã posicionado no primeiro tubo em relação a um sensor de efeito

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Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade.

[00231] 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com o uso de um transdutor ultrassônico com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall.

[00232] 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 7, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[00233] 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 8, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, usando um controlador proporcional integral, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[00234] 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente desligar completamente a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade uma vez que um limite de razão de deslocamento tiver sido atingido.

[00235] 11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar uma quantidade ou espessura do tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica com base no sinal; e ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na quantidade ou espessura do tecido.

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112/114 [00236] 12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente em resposta à determinação de que a quantidade ou a espessura de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica é menor que um limite predeterminado, reduzir a saída de energia para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade menor que para uma quantidade ou espessura maior de tecido.

[00237] 13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente em resposta à determinação de que a quantidade ou espessura de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica está acima de um limite predeterminado, reduzir a saída de energia para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade maior que para uma quantidade ou espessura menor de tecido.

[00238] 14. Aparelho para controlar um atuador de extremidade, sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor configurado para detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade; um processador configurado para determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal; e um transdutor configurado para ajustar uma saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição do braço de aperto.

[00239] 15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo externo é móvel em relação ao tubo interno, sendo que o tubo interno é estático em relação ao tubo externo.

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113/114 [00240] 16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno.

[00241] 17. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um ímã posicionado no primeiro tubo; e sendo que o sensor é um sensor de efeito Hall utilizado para detectar o sinal com base em uma posição do ímã.

[00242] 18. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que o ímã posicionado no primeiro tubo se move em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade.

[00243] 19. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que o transdutor é um transdutor ultrassônico configurado para ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall.

[00244] 20. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato de que o transdutor é configurado para ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[00245] 21. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende: um controlador integral proporcional configurado para ajustar a saída de energia à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade

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114/114 dinamicamente, com base em uma razão de deslocamento que se altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.

[00246] 22. Método para calibrar um aparelho para controlar um atuador de extremidade, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: detectar um primeiro sinal que corresponde a uma posição completamente aberta de um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade; detectar um segundo sinal que corresponde a uma posição intermediária do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, sendo que a posição intermediária é resultante da preensão de um corpo rígido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica; e detectar um terceiro sinal que corresponde a uma posição completamente fechada do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade.

[00247] 23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar uma curva de melhor ajuste para representar a intensidade de sinal como função do deslocamento do sensor com base em ao menos um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro sinal, as posições completamente abertas, intermediárias e completamente fechadas, e uma dimensão do corpo rígido.

[00248] 24. Método, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que compreende: criar uma tabela de consulta com base em ao menos um dentre o primeiro, segundo e terceiro sinal, e nas posições completamente abertas, intermediárias e completamente fechadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para controlar um instrumento um atuador de extremidade, caracterizado pelo fato de que compreende:

detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade;

determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal; e ajustar uma saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição de braço de aperto.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ajuste da saída de potência à lâmina ultrassônica é alcançado pela manipulação da corrente elétrica enviada à empunhadura.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo externo é móvel em relação ao tubo interno, sendo que o tubo interno é estático em relação ao tubo interno.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente detectar o sinal com o uso de um sensor de efeito Hall e um magneto posicionado no primeiro tubo.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente mover um magneto posicionado no primeiro tubo em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do

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2/5 atuador de extremidade.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com o uso de um transdutor ultrassônico com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com base em uma razão de deslocamento que altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, usando um controlador proporcional integral, com base em uma razão de deslocamento que altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente desligar completamente a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade uma vez que um limite de razão de deslocamento tiver sido atingido.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

determinar uma quantidade ou espessura do tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica com base no sinal; e ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na quantidade ou espessura do tecido.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente em resposta à determinação de que a quantidade ou espessura de tecido entre o braço

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3/5 de aperto e a lâmina ultrassônica é menor que um limite predeterminado, reduzir a saída de potência para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade menor que para uma quantidade ou espessura maior de tecido.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente em resposta à determinação de que a quantidade ou espessura de tecido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica está acima de um limite predeterminado, reduzir a saída de potência para a lâmina ultrassônica do atuador de extremidade em uma quantidade maior que para uma quantidade ou espessura menor de tecido.
14. Aparelho para controlar um atuador de extremidade, caracterizado pelo fato de que compreende:

um sensor configurado para detectar um sinal em resposta ao movimento de um primeiro tubo em relação a um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo aciona o movimento de um braço de aperto do atuador de extremidade;

um processador configurado para determinar uma posição do braço de aperto do atuador de extremidade em relação a uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base no sinal; e um transdutor configurado para ajustar uma saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base na posição de braço de aperto.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo externo é móvel em relação ao tubo interno, sendo que o tubo interno é estático em relação ao tubo externo.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro tubo é um tubo interno e o

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4/5 segundo tubo é um tubo externo, sendo que o tubo interno é móvel em relação ao tubo externo, sendo que o tubo externo é estático em relação ao tubo interno.
17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

um magneto posicionado no primeiro tubo; e sendo que o sensor é um sensor de efeito Hall usado para detectar o sinal com base em uma posição do magneto.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o magneto posicionado no primeiro tubo se move em relação a um sensor de efeito Hall à medida que o primeiro tubo aciona o movimento do braço de aperto do atuador de extremidade.
19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o transdutor é um transdutor ultrassônico configurado para ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade com base em uma alteração de tensão em um sensor de efeito Hall.
20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o transdutor é configurado para ajustar a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade dinamicamente, com base em uma razão de deslocamento que altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.
21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

um controlador proporcional integral configurado para ajustar dinamicamente a saída de potência à lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, com base em uma razão de deslocamento que altera à medida que o braço de aperto se aproxima da lâmina ultrassônica.
22. Método para calibrar um aparelho para controlar um atuador de extremidade, caracterizado pelo fato de que compreende:

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5/5 detectar um primeiro sinal que corresponde a uma posição completamente aberta de um braço de aperto e uma lâmina ultrassônica do atuador de extremidade;

detectar um segundo sinal que corresponde a uma posição intermediária do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade, sendo que a posição intermediária é resultante da preensão de um corpo rígido entre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica; e detectar um terceiro sinal que corresponde a uma posição completamente fechada do braço de aperto e da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

determinar uma curva de melhor ajuste para representar a intensidade de sinal como uma função do deslocamento do sensor com base em peto menos um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro sinais, as posições completamente abertas, intermediárias e completamente fechadas, e uma dimensão do corpo rígido.
24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado peto fato de que compreende adicionalmente:

criar uma tabela de consulta com base em pelo menos um dentre o primeiro, segundo e terceiro sinais, e nas posições completamente aberta, intermediária e completamente fechada.