BR112019026653A2

BR112019026653A2 - Sistema para controlar as forças de articulação

Info

Publication number: BR112019026653A2
Application number: BR112019026653-4A
Authority: BR
Inventors: E. Shelton Frederick Iv; Frederick E. Shelton Iv; L. Harris Jason; Jason L. Harris; C. Yates David; David C. Yates
Original assignee: Ethicon Llc
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2020-06-23
Also published as: US10258418B2; EP3421002B1; CN110809454A; EP3421002A1; JP2020525174A; WO2019003020A1; JP7278976B2; US20190000577A1; CN110809454B

Abstract

A presente invenção refere-se a um algoritmo de controle que é fornecido para manipular um par de braços de articulação configurados para controlar um ângulo de articulação de um atuador de extremidade de um instrumento cirúrgico robótico. Outros aspectos da presente invenção se concentram no sistema de braço robótico, incluindo o par de braços de articulação acoplados ao atuador de extremidade e guiados por motores independentes controlados por um circuito de controle. Cada um dos braços de articulação é projetado para exercer forças antagônicas que competem uma com a outra que são distribuídas de acordo com uma razão especificada no algoritmo de controle. A razão entre as forças antagônicas pode ser usada para determinar o ângulo de articulação da cabeça ou do atuador de extremidade do braço cirúrgico robótico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA PARA CONTROLAR AS FORÇAS DE ARTICULAÇÃO".

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente descrição se refere a instrumentos cirúrgicos ro- bóticos. Em particular, a presente descrição se refere a um sistema para controlar as forças de articulação em um braço cirúrgico robótico com um atuador de extremidade cirúrgico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Ferramentas cirúrgicas robóticas podem ser úteis no forne- cimento de aplicação estável e confiável para procedimentos cirúrgicos. Vários componentes podem ser intercambiáveis de modo que um único aparelho de suporte possa ser utilizado para se fixar a diferentes braços cirúrgicos robóticos modulares. Alguns desses sistemas robóticos em- pregam múltiplos motores para controlar componentes individuais que podem se mover independentemente, mas envolvendo ainda um grau de inter-relação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] Em um outro aspecto, é apresentado um sistema para um instrumento cirúrgico robótico. O sistema pode incluir: um circuito de controle; um primeiro motor e um segundo motor, ambos acoplados de modo comunicativo ao circuito de controle; um primeiro braço de articu- lação acoplado de modo comunicativo ao primeiro motor; um primeiro braço de articulação acoplado de modo comunicativo ao primeiro motor; um atuador de extremidade acoplado ao primeiro braço de articulação através de uma primeira dobradiça e ao segundo braço através de uma segunda dobradiça. O circuito de controle pode ser configurado para fazer com que o primeiro motor aplique uma primeira força ao primeiro braço de articulação. O circuito de controle pode ser configurado para fazer com que o segundo motor aplique uma segunda força ao segundo braço de articulação, sendo que a segunda força é antagonista à pri- meira força de modo que a primeira e a segunda força neutralizem as forças aplicadas no atuador de extremidade. A primeira e a segunda força podem fazer com que o atuador de extremidade seja articulado através da primeira e da segunda dobradiça.

[0004] Em um outro aspecto, o atuador de extremidade é configu- rado para articular a um ângulo prescrito com base em uma razão de magnitudes entre a primeira força e a segunda força. Em alguns aspec- tos, o sistema inclui adicionalmente um pivô de articulação acoplado ao atuador de extremidade, sendo que o atuador de extremidade é adicio- nalmente configurado para articular ao redor do pivô de articulação. Em alguns aspectos, o pivô de articulação é posicionado fora de um eixo geométrico central estendendo-se longitudinalmente entre e equidis- tante de ao menos uma porção do primeiro e do segundo braço de arti- culação.

[0005] Em um outro aspecto, é apresentado um método de um ins- trumento cirúrgico robótico compreendendo um circuito de controle, um primeiro motor, um segundo motor, um primeiro braço de articulação, um segundo braço de articulação e um atuador de extremidade. O mé- todo pode incluir: instruir, por meio do circuito de controle, o primeiro motor a aplicar uma primeira força ao primeiro braço de articulação; ins- truir, pelo circuito de controle, o segundo motor para aplicar uma se- gunda força ao segundo braço de articulação, sendo que a segunda força é antagônica à primeira força, de modo que a primeira e a segunda forças apliquem forças neutralizantes no atuador de extremidade; e fa- zer com que o atuador de extremidade seja articulado através da pri- meira e da segunda articulação com base na primeira e na segunda força aplicadas ao primeiro e ao segundo braço de articulação, respec- tivamente.

FIGURAS

[0006] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um controlador robótico, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0007] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um carro/manipu- lador de braço cirúrgico robótico de um sistema cirúrgico robótico que suporta operacionalmente uma pluralidade de ferramentas cirúrgicas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0008] A Figura 3 é uma vista lateral do carro/manipulador de braço cirúrgico robótico representado na Figura 2, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0009] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0010] A Figura 5 é uma vista de conjunto explodida de um adapta- dor e da disposição do suporte de instrumento para fixar vários instru- mentos cirúrgicos, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0011] A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva de fundo do as- pecto do instrumento cirúrgico da Figura 4, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0012] A Figura 7 é uma vista explodida parcial de uma porção de um atuador de extremidade cirúrgico articulável, de acordo com um as- pecto da presente descrição.

[0013] A Figura 8 é uma vista em perspectiva posterior do instru- mento cirúrgico da Figura 105 com o compartimento de montagem do instrumento removido, de acordo com um aspecto da presente descri- ção.

[0014] A Figura 9 é uma vista em perspectiva frontal do instrumento cirúrgico da Figura 6 com o compartimento de montagem do instrumento removido, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0015] A Figura 10 é uma vista em perspectiva explodida parcial do instrumento cirúrgico da Figura 6, de acordo com um aspecto da pre- sente descrição.

[0016] A Figura 11A é uma vista lateral em seção transversal parcial do instrumento cirúrgico da Figura 6, de acordo com um aspecto da pre- sente descrição.

[0017] A Figura 11B é uma vista em seção transversal ampliada de uma porção do instrumento cirúrgico representado na Figura 11A, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0018] A Figura 12 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade que compreende um primeiro sensor e um segundo sensor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0019] A Figura 13A ilustra um aspecto em que o compensador de tecidos é fixado de modo removível à porção de bigorna do atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0020] A Figura 13B ilustra uma vista em detalhe de uma porção do compensador de tecido mostrado na Figura 13A, de acordo com um as- pecto da presente descrição.

[0021] A Figura 13C ilustra vários exemplos de aspectos que usam a camada de elementos condutivos, bem como elementos condutivos no cartucho de grampos, para detectar a distância entre a bigorna e a superfície superior do cartucho de grampos, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0022] A Figura 14A ilustra um atuador de extremidade que compre- ende condutores integrados, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0023] A Figura 14B ilustra um atuador de extremidade que compre- ende condutores integrados, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0024] A Figura 15A ilustra uma vista em recorte do cartucho de grampos, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0025] A Figura 15B ilustra uma vista em recorte do cartucho de grampos mostrado na Figura 15A ilustrando condutores integrados no interior do atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da pre- sente descrição.

[0026] A Figura 16 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado direito-esquerdo de um atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0027] A Figura 17 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado configurado para ser preso de modo fixo a um membro de garra de um atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0028] A Figura 18 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado configurado para ser montado em um membro de garra de um atuador de extremidade, de acordo com um aspecto da presente des- crição.

[0029] A Figura 19 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade configurado para medir um vão de tecido GT, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0030] A Figura 20 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade compreendendo um circuito flexível segmentado, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0031] A Figura 21 ilustra o atuador de extremidade mostrado na Figura 20 com o membro de garra prendendo o tecido entre o membro de garra e o cartucho de grampos, de acordo com um aspecto da pre- sente descrição.

[0032] A Figura 22 ilustra um diagrama lógico de um aspecto de um sistema de retroinformação, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0033] A Figura 23 ilustra um circuito de controle configurado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico, de acordo com um as- pecto da presente descrição.

[0034] A Figura 24 ilustra um circuito lógico combinacional configu- rado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0035] A Figura 25 ilustra um circuito lógico sequencial configurado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0036] A Figura 26 ilustra um diagrama lógico de um módulo de con- trole comum para uso com uma pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0037] A Figura 27 é um diagrama de um sistema de posiciona- mento absoluto do instrumento cirúrgico da Figura 1, no qual o sistema de posicionamento absoluto compreende uma disposição do circuito de acionamento controlado por motor que compreende uma disposição do sensor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0038] A Figura 28 é um diagrama de um sensor de posição que compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magné- tico de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0039] A Figura 29 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade do instrumento cirúrgico da Figura 1, mostrando um curso do membro de disparo em relação ao tecido preso dentro do atuador de extremidade de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0040] A Figura 30 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico configurado para operar um instrumento cirúrgico aqui descrito, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0041] A Figura 31 mostra um exemplo de porção estrutural de um braço cirúrgico robótico que inclui dois braços de articulação conectados a um atuador de extremidade, de acordo com alguns aspectos da pre- sente descrição.

[0042] A Figura 32 mostra a bigorna em uma posição neutra ou li- near em relação aos braços de articulação.

[0043] A Figura 33 mostra o braço de articulação esquerdo movido para cima ao longo de uma primeira direção, enquanto, simultanea- mente, o braço de articulação direito é movido para baixo ao longo de uma direção oposta.

[0044] A Figura 34 mostra movimentos contrários dos braços de ar- ticulação que fazem com que a bigorna se mova na direção contrária, isto é, no sentido horário.

[0045] A Figura 35 mostra, de acordo com alguns aspectos, que o momento de pivô do atuador de extremidade está realmente fora da li- nha central da estrutura do eixo de acionamento.

[0046] A Figura 36 mostra um exemplo de gráfico que representa uma quantidade de força aplicada por ambos os braços de articulação como função de um grau de articulação da cabeça a partir da linha cen- tral horizontal, de acordo com alguns aspectos.

[0047] A Figura 37 mostra um exemplo de como forças podem ser aplicadas aos dois braços de articulação para fazer com que a ca- beça/atuador de extremidade articule 60º da linha central, de acordo com alguns aspectos.

[0048] A Figura 38 mostra um outro exemplo de como forças podem ser aplicadas aos dois braços de articulação para fazer com que a ca- beça/atuador de extremidade articule 30º da linha central, de acordo com alguns aspectos.

[0049] A Figura 39 mostra um terceiro exemplo de como forças po- dem ser aplicadas aos dois braços de articulação para fazer com que a cabeça/atuador de extremidade articule de volta para a posição central ou neutra, de acordo com alguns aspectos.

[0050] A Figura 40 ilustra um diagrama de fluxo lógico represen- tando um processo de um programa de controle ou uma configuração lógica para fazer com que um atuador de extremidade de um sistema cirúrgico robótico com base no controle de dois braços de articulação independentes se articule, de acordo com alguns aspectos.

DESCRIÇÃO

[0051] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente depositados simultaneamente com o mesmo e que es- tão, cada um, incorporados no presente documento a título de referên- cia em suas respectivas totalidades:

[0052] Nº do documento de procuração END8288USNP/170197, in- titulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL, dos inventores Frederick E. Shelton, IV et al. depositado em 29 de junho de 2017.

[0053] Nº do documento de procuração END8294USNP/170198, in- titulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL OF CLOSURE MEM- BER FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Frede- rick E. Shelton, IV et al., depositado em 29 de junho de 2017.

[0054] Nº do documento de procuração END8289USNP/170199, in- titulado ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT WITH CLOSED LOOP

FEEDBACK TECHNIQUES FOR ADVANCEMENT OF CLOSURE MEMBER DURING FIRING, dos inventores Frederick E. Shelton, IV et al., depositado em 29 de junho de 2017.

[0055] Nº do documento de procuração END8293USNP/170196WM, intitulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Frederick E. Shelton, IV et al., depositado em 29 de junho de 2017.

[0056] A Figura 1 representa um aspecto de um controlador robótico mestre 11 que pode ser utilizado em conexão com um servocarro de braço robótico 100 do tipo representado na Figura 2. O controlador mes- tre 11 e o servocarro de braço robótico 100, bem como seus respectivos componentes e sistemas de controle, são coletivamente chamados na presente invenção de sistema cirúrgico robótico 10. Exemplos de tais sistemas e dispositivos são revelados na patente US nº 7.524.320, que está aqui incorporada a título de referência. O controlador mestre 11, de modo geral, inclui controladores mestres (geralmente representados como 13 na Figura 1) que são segurados pelo cirurgião e manipulados no espaço enquanto o cirurgião visualiza o procedimento por meio de uma tela estereoscópica 12. Os controladores mestres 11, de modo ge- ral, compreendem dispositivos de inserção manual que, de preferência, se movem com múltiplos graus de liberdade e frequentemente têm um cabo acionável para atuar as ferramentas (por exemplo, para fechar a serras de preensão, aplicar um potencial elétrico a um eletrodo, ou si- milares). Outras disposições podem fornecer ao cirurgião um medidor de retroinformação 15 que pode ser visualizado através da tela 12 e fornecem ao cirurgião uma indicação visual da quantidade de força sendo aplicada ao instrumento cortante ou membro de preensão dinâ- mica. Exemplos adicionais estão revelados na patente US nº 9.237.891, que está aqui incorporada a título de referência.

[0057] Conforme pode ser visto na Figura 2, em uma forma, o carro de braço robótico 100 é configurado para atuar uma pluralidade de fer- ramentas cirúrgicas, designadas geralmente como 200. Vários sistemas e métodos de cirurgia robótica que empregam as disposições de con- trolador mestre e de carro de braço robótico são revelados na patente US nº 6.132.368, intitulada "Multi-Component Telepresence System and Method", cuja descrição completa está aqui incorporada a título de refe- rência. Sob várias formas, o carro de braço cirúrgico 100 inclui uma base 102 a partir da qual, no aspecto ilustrado, três ferramentas cirúrgicas 200 são suportadas. Sob várias formas, as ferramentas cirúrgicas 200 são, cada uma, suportadas por uma série de ligações manualmente ar- ticuláveis, geralmente chamadas de juntas de configuração 104, e um manipulador robótico 106.

[0058] Agora com referência à Figura 3, em ao menos uma forma,

os manipuladores robóticos 106 podem incluir uma ligação 108 que res- tringe o movimento do instrumento cirúrgico 200. Em vários aspectos, a ligação 108 inclui ligações rígidas acopladas uma à outra por juntas gi- ratórias em um arranjo de paralelogramo de modo que o instrumento cirúrgico 200 gire ao redor de um ponto no espaço 110, conforme des- crito em mais detalhes na patente US nº 5.817.084 concedida, cuja des- crição completa está aqui incorporada a título de referência. A disposi- ção de paralelogramo restringe a rotação para pivotar ao redor de um eixo geométrico 112a, às vezes chamado de eixo geométrico de passo. As ligações que suportam a ligação do paralelogramo são montadas de forma pivotante para configurar juntas 104 (Figura 2), de modo que o instrumento cirúrgico 200 gire adicionalmente ao redor de um eixo geo- métrico 112b, às vezes chamado de eixo geométrico de guinada. Os eixos geométricos de passo e guinada 112a, 112b se cruzam no centro remoto 114, que é alinhado ao longo de um eixo de acionamento 208 do instrumento cirúrgico 200. O instrumento cirúrgico 200 pode ter adi- cionalmente graus de liberdade acionados conforme suportado pelo ma- nipulador 106, incluindo um movimento de deslizamento do instrumento cirúrgico 200 ao longo do eixo geométrico do instrumento longitudinal "LT-LT". À medida que o instrumento cirúrgico 200 desliza ao longo do eixo geométrico do instrumento LT-LT em relação ao manipulador 106 (seta 112c), o centro remoto 114 permanece fixo em relação à base 116 do manipulador 106. Portanto, o manipulador inteiro é, de modo geral, movido para reposicionar o centro remoto 114. A ligação 108 do mani- pulador 106 é acionada por uma série de motores 120. Esses motores movem ativamente a ligação 108 em resposta a comandos de um pro- cessador de um sistema de controle. Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, os motores 120 são também empregados para mani- pular o instrumento cirúrgico 200.

[0059] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico 200 que é adaptado para uso com um sistema cirúrgico robó- tico 10 que tem um conjunto de acionamento do instrumento que é aco- plado operacionalmente a um controlador mestre 11 que é operável por entradas advindas de um operador (isto é, um cirurgião). Conforme pode ser visto nessa Figura, o instrumento cirúrgico 200 inclui um atua- dor de extremidade cirúrgico 1012 que compreende um endocortador.

Em ao menos uma forma, o instrumento cirúrgico 200 de modo geral inclui um conjunto de eixo de acionamento alongado 1008 que tem um tubo de fechamento proximal 1040 e um tubo de fechamento distal 1042 que são acoplados por uma junta de articulação 1011. O instrumento cirúrgico 200 é operacionalmente acoplado ao manipulador por uma porção de montagem do instrumento, geralmente designada como 300. O instrumento cirúrgico 200 inclui adicionalmente uma interface 230 que acopla mecânica e eletricamente a porção de montagem do instrumento 300 ao manipulador.

Em vários aspectos, a porção de montagem do instrumento 300 inclui uma placa de montagem do instrumento 302 que suporta operacionalmente uma pluralidade de (quatro são mostradas na Figura 6) porções estruturais giratórias, discos ou elementos acionados 304, sendo que cada um inclui um par de pinos 306 que se estende a partir de uma superfície do elemento acionado 304. Um pino 306 está mais próximo a um eixo geométrico de rotação de cada um dos elemen- tos acionados 304 do que o outro pino 306 no mesmo elemento acio- nado 304, o que ajuda a assegurar um alinhamento angular positivo do elemento acionado 304. A interface 230 inclui uma porção de adaptador 240 que é configurada para engatar de modo montável a placa de mon- tagem 302, conforme será adicionalmente discutido abaixo.

A porção de adaptador 240 pode incluir uma matriz de pinos de conexão elétrica que podem ser acoplados a uma estrutura de memória por uma placa de circuito no interior da porção de montagem do instrumento 300. Embora a interface 230 seja aqui descrita com referência a elementos de aco- plamento mecânico, elétrico e magnético, deve-se compreender que uma ampla variedade de modalidades de telemetria pode ser utilizada, incluindo acoplamento indutivo infravermelho ou similares.

[0060] A Figura 5 é uma vista de conjunto explodida de um adapta- dor e da disposição do suporte de instrumento para fixar vários instru- mentos cirúrgicos, de acordo com um aspecto da presente descrição. Uma disposição de trava removível 239 pode ser empregada para fixar de modo liberável o adaptador 240 ao suporte do instrumento 270. Para uso na presente invenção, o termo "conjunto de acionamento do instru- mento", quando utilizado no contexto do sistema cirúrgico robótico 10, abrange ao menos vários aspectos do adaptador 240 e do suporte de instrumento 270 e foi geralmente designado como 101 na Figura 5. Por exemplo, conforme pode ser visto na Figura 5, o suporte de instrumento 270 pode incluir uma primeira disposição de pino de trava 274 que é dimensionada para ser recebida em fendas de contrapino correspon- dentes 241 dispostas no adaptador 240. Além disso, o suporte de ins- trumento 270 pode ter ainda segundos pinos de trava 276 que são di- mensionados para ser retidos em dispositivos de trava correspondentes no adaptador 240. Em ao menos uma forma, um conjunto de trava 245 é suportado de modo móvel no adaptador 240 e é forçado entre uma primeira posição travada em que os pinos de trava 276 são retidos den- tro de suas respectivas garras de travamento e uma posição destravada em que os segundos pinos de trava 276 podem ser fixados a ou remo- vidos dos dispositivos de trava. Uma ou mais molas (não mostradas) são empregadas para forçar o conjunto de trava para a posição travada. Um rebordo no lado do instrumento 244 do adaptador 240 pode receber de modo deslizante abas estendendo-se lateralmente do compartimento de montagem do instrumento 301. A porção de adaptador 240 pode in-

cluir uma matriz de pinos de conexão elétrica 242 que podem ser aco- plados a uma estrutura de memória por uma placa de circuito no interior da porção de montagem do instrumento 300. Embora a interface 230 seja aqui descrita com referência a elementos de acoplamento mecâ- nico, elétrico e magnético, deve-se compreender que uma ampla varie- dade de modalidades de telemetria pode ser utilizada, incluindo acopla- mento indutivo infravermelho ou similares.

[0061] Conforme mostrado nas Figuras 4 a 6, a porção de adapta- dor 240 inclui, de modo geral, um lado do instrumento 244 e um lado do suporte 246. Sob várias formas, uma pluralidade de corpos giratórios 250 são montados em uma placa flutuante 248 que tem uma faixa limi- tada de movimento em relação à estrutura do adaptador circundante normal às superfícies principais do adaptador 240. O movimento axial da placa flutuante 248 ajuda a desacoplar os corpos giratórios 250 da porção de montagem do instrumento 300 quando as alavancas 303 ao longo dos lados do compartimento da porção de montagem do instru- mento 301 são atuadas. Outros mecanismos/disposições podem ser uti- lizados para acoplar de modo liberável a porção de montagem do ins- trumento 300 ao adaptador 240. Sob ao menos uma forma, os corpos giratórios 250 são resilientemente montados na placa flutuante 248 por membros radiais resilientes que se estendem em uma indentação cir- cunferencial ao redor dos corpos giratórios 250. Os corpos giratórios 250 podem se mover axialmente em relação à placa 248 mediante a deflexão dessas estruturas resilientes. Quando dispostos em uma pri- meira posição axial (em direção ao lado do instrumento 244), os corpos giratórios 250 são livres para girar sem limitação angulares. Entretanto, à medida que os corpos giratórios 250 se movem axialmente em direção ao lado do instrumento 244, as abas 252 (estendendo-se radialmente a partir dos corpos giratórios 250) engatam lateralmente os detentores nas placas flutuantes de modo a limitar a rotação angular dos corpos giratórios 250 ao redor de seus eixos geométricos. Essa rotação limitada pode ser utilizada para ajudar a engatar de modo acionado os corpos giratórios 250 com pinos de acionamento 272 de uma porção de suporte do instrumento 270 correspondente do sistema robótico 10, uma vez que os pinos de acionamento 272 empurrarão os corpos giratórios 250 para a posição de rotação limitada até que os pinos 11234 estejam ali- nhados com (e deslizem para dentro de) as aberturas 256'. As aberturas 256 no lado do instrumento 244 e as aberturas 256' no lado do suporte 246 dos corpos giratórios 250 são configuradas para alinhar com preci- são os elementos acionados 304 da porção de montagem do instru- mento 300 com os elementos de acionamento 271 do suporte do instru- mento 270. Conforme descrito acima em relação aos pinos internos e externos 306 dos elementos acionados 304, as aberturas 256, 256' es- tão em distâncias diferentes do eixo geométrico de rotação em seus respectivos corpos giratórios 250 de modo a assegurar que o alinha- mento não esteja a 180 graus de sua posição pretendida. Adicional- mente, cada uma dentre as aberturas 256 é ligeiramente alongada radi- almente de modo a receber corretamente os pinos 306 na orientação circunferencial. Isso possibilita que os pinos 306 deslizem radialmente no interior das aberturas 256, 256' e acomodem algum desalinhamento axial entre o instrumento 200 e o suporte de instrumento 270, minimi- zando, ao mesmo tempo, qualquer desalinhamento angular ou recuo entre os elementos de acionamento e acionados. As aberturas 256 no lado do instrumento 244 são deslocadas em cerca de 90 graus das aber- turas 256' (mostradas em linhas tracejadas) no lado do suporte 246.

[0062] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de fundo parcial do aspecto do instrumento cirúrgico da Figura 4. Conforme mostrado nas Figuras 6 a 10, o atuador de extremidade cirúrgico 1012 é fixado à por- ção de montagem do instrumento 300 por um conjunto de eixo de acio- namento alongado 1008 de acordo com vários aspectos. Conforme mostrado no aspecto ilustrado, o conjunto de eixo de acionamento 1008 inclui uma junta articulada geralmente indicada como 1011 que possibi- lita que o atuador de extremidade cirúrgico 1012 seja seletivamente ar- ticulado ao redor de um eixo geométrico de articulação AA-AA que é substancialmente transversal a um eixo geométrico longitudinal LT-LT. Consulte Figura 7. Em outros aspectos, a junta articulada é omitida. Em vários aspectos, o conjunto de eixo de acionamento 1008 pode incluir um conjunto de tubo de fechamento 1009 que compreende um tubo de fechamento proximal 1040 e um tubo de fechamento distal 1042 que são ligados de modo pivotante por ligações de pivô 1044 e operacional- mente suportados em um conjunto de coluna central geralmente repre- sentado como 1049. No aspecto ilustrado, o conjunto de coluna central 1049 compreende uma porção de coluna central distal 1050 que é fixada ao canal alongado 1022 e é acoplada de modo pivotante à porção de coluna central proximal 1052. O conjunto de tubo de fechamento 1009 é configurado para deslizar axialmente no conjunto de coluna central 1049 em resposta aos movimentos de atuação aplicados ao mesmo. O tubo de fechamento distal 1042 inclui uma abertura 1045 na qual a aba 1027 na bigorna 1024 é inserida para facilitar a abertura da bigorna 1024, à medida que o tubo de fechamento distal 1042 é movido axial- mente na direção proximal "DP". Os tubos de fechamento 1040, 1042 podem ser feitos de material eletricamente condutivo (como metal) de modo que possam servir como parte da antena, conforme descrito acima. Os componentes do conjunto de eixo de acionamento principal (por exemplo, os eixos de acionamento 1048, 1050) podem ser feitos de um material não condutivo (como plástico). A bigorna 1024 pode ser aberta e fechada de modo pivotante em um ponto de pivô 1025 situado na extremidade proximal do canal alongado 1022.

[0063] Em uso, pode ser desejável girar o atuador de extremidade cirúrgico 1012 ao redor do eixo geométrico longitudinal do instrumento

LT-LT. Em ao menos um aspecto, a porção de montagem do instru- mento 300 inclui um conjunto de transmissão giratório 1069 que é con- figurado para receber um movimento de saída giratório correspondente do conjunto de acionamento do instrumento 101 do sistema cirúrgico robótico 10 e para converter esse movimento de saída giratório em um movimento de controle giratório a fim de girar o conjunto de eixo de aci- onamento alongado 1008 (e o atuador de extremidade cirúrgico 1012) ao redor do eixo geométrico do instrumento longitudinal LT-LT. Em vá- rios aspectos, por exemplo, a extremidade proximal 1060 do tubo de fechamento proximal 1040 é suportada de modo giratório sobre a placa de montagem do instrumento 302 da porção de montagem do instru- mento 300 por um berço de apoio dianteiro 309 e um deslizador de fe- chamento 1100 que também é suportado de modo móvel na placa de montagem do instrumento 302. Sob ao menos uma forma, o conjunto de transmissão giratória 1069 inclui um segmento de engrenagem de tubo 1062 que é formado sobre (ou fixado a) a extremidade proximal 1060 do tubo de fechamento proximal 1040 para engate operacional por meio de um conjunto de engrenagem giratório 1070 que é operacional- mente suportado na placa de montagem do instrumento 302. Conforme mostrado na Figura 8, o conjunto de engrenagem giratória 1070, em ao menos um aspecto, compreende uma engrenagem de acionamento de rotação 1072 que é acoplada a um primeiro correspondente dentre os discos ou elementos acionados 304 no lado do adaptador 307 da placa de montagem do instrumento 302 quando a porção de montagem do instrumento 300 é acoplada ao conjunto de acionamento do instrumento

101. Consulte Figura 6. O conjunto de engrenagem giratória 1070 com- preende adicionalmente uma engrenagem acionada giratória 1074 que é suportada de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com o segmento de engrenagem do tubo 1062 e a engrenagem de acionamento de rotação 1072. A aplicação de um primeiro movimento de saída giratório a partir do conjunto de acio- namento do instrumento 101 do sistema cirúrgico robótico 10 para o elemento acionado correspondente 304 causará, assim, a rotação da engrenagem de acionamento da rotação 1072. A rotação da engrena- gem de acionamento da rotação 1072 resulta, por fim, na rotação do conjunto de eixo de acionamento alongado 1008 (e o atuador de extre- midade cirúrgico 1012) ao redor do eixo geométrico longitudinal do ins- trumento LT-LT (representado pela seta "R" na Figura 8). Será reconhe- cido que a aplicação de um movimento de saída giratório a partir do conjunto de acionamento de instrumento 101 em uma direção resultará na rotação do conjunto de eixo de acionamento alongado 1008 e do atuador de extremidade cirúrgico 1012 ao redor do eixo geométrico lon- gitudinal do instrumento LT-LT em uma primeira direção e uma aplica- ção do movimento de saída giratório em uma direção oposta resultará na rotação do conjunto de eixo de acionamento alongado 1008 e do atuador de extremidade cirúrgico 1012 em uma segunda direção que é oposta à primeira direção.

[0064] Em ao menos um aspecto, o fechamento da bigorna 1024 em relação ao cartucho de grampos 1034 é realizado movendo-se axi- almente o conjunto de tubo de fechamento 1009 na direção distal "DD" no conjunto de coluna central 1049. Conforme indicado acima, em vá- rios aspectos, a extremidade proximal 1060 do tubo de fechamento pro- ximal 1040 é suportada pelo deslizador de fechamento 1100 que com- preende uma porção de uma transmissão de fechamento, geralmente representada como 1099. Sob ao menos uma forma, o deslizador de fechamento 1100 é configurado para sustentar o tubo de fechamento 1009 na placa de montagem do instrumento 320 de modo que o tubo de fechamento proximal 1040 possa girar em relação ao deslizador de fe- chamento 1100 e também se deslocar axialmente com o deslizador de fechamento 1100. Em particular, o deslizador de fechamento 1100 tem uma aba vertical 1101 que se estende para dentro de um sulco radial 1063 na porção de extremidade proximal do tubo de fechamento proxi- mal 1040. Além disso, conforme pode ser visto na Figura 10, o desliza- dor de fechamento 1100 tem uma porção de aba 1102 que se estende através de uma fenda 305 na placa de montagem do instrumento 302. A porção de aba 1102 é configurada para reter o deslizador de fecha- mento 1100 em engate deslizante com a placa de montagem do instru- mento 302. Em vários aspectos, o deslizador de fechamento 1100 tem uma porção vertical 1104 que tem uma engrenagem de cremalheira de fechamento 1106 formada no mesmo. A engrenagem de cremalheira de fechamento 1106 é configurada para acionar o engate com um conjunto de engrenagem de fechamento 1110. A engrenagem de cremalheira de corte 1106 é suportada de modo deslizante no interior de um comparti- mento de cremalheira 1210 que é fixado à placa de montagem do ins- trumento 302 de modo que a engrenagem de cremalheira de corte 1106 seja retida em engate engrenado com um conjunto de engrenagem de corte 1220.

[0065] Sob várias formas, o conjunto de engrenagem de fecha- mento 1110 inclui uma roda dentada de fechamento 1112 que é aco- plada a um segundo dentre os discos ou elementos acionados 304 cor- respondentes no lado do adaptador 307 da placa de montagem do ins- trumento 302. Consulte Figura 6. Dessa forma, a aplicação de um se- gundo movimento de saída giratório a partir do conjunto de acionamento do instrumento 101 do sistema cirúrgico robótico 10 ao segundo ele- mento acionado correspondente 304 causará a rotação da roda dentada de fechamento 1112 quando a porção de montagem do instrumento 300 for acoplada ao conjunto de acionamento do instrumento 101. O con- junto de engrenagem de fechamento 1110 inclui adicionalmente um conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 que é supor- tado em engate engrenado com a roda dentada de fechamento 1112.

Conforme pode ser visto nas Figuras 9 e 10, o conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 inclui uma engrenagem acionada 1116 que é suportada de modo giratório em engate engrenado com a roda dentada de fechamento 1112. O conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 inclui adicionalmente uma primeira engrenagem de acionamento de fechamento 1118 que está em engate engrenado com uma segunda engrenagem de acionamento de fechamento 1120 que é suportada de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a engrenagem de cremalheira de fecha- mento 1106. Dessa forma, a aplicação de um segundo movimento de saída giratório a partir do conjunto de acionamento do instrumento 101 do sistema cirúrgico robótico 10 no segundo elemento acionado corres- pondente 11304 causará a rotação da roda dentada de fechamento 1112 e da transmissão de fechamento 1110 e, então, acionará o desli- zador de fechamento 1100 e o conjunto de tubo de fechamento 1009 axialmente.

A direção axial na qual o conjunto de tubo de fechamento 1009 se move depende, em última análise, da direção na qual o se- gundo elemento acionado 304 é girado.

Por exemplo, em resposta a um movimento de saída giratório recebido do conjunto de acionamento de instrumento 101 do sistema cirúrgico robótico 10, o deslizador de fecha- mento 1100 será acionado na direção distal "DD" e, então, acionará o conjunto de tubo de fechamento 101 na direção distal.

À medida que o tubo de fechamento distal 1042 é acionado distalmente, a extremidade do segmento de tubo de fechamento 1042 engata uma porção da bi- gorna 1024 e faz com que a bigorna 1024 pivote para uma posição fe- chada.

Mediante a aplicação de um movimento de saída de "abertura" a partir do conjunto de acionamento de instrumento 101 do sistema ci- rúrgico robótico 10, o deslizador de fechamento 1100 e o conjunto de eixo de acionamento 1008 serão acionados na direção proximal "DP". À medida que o tubo de fechamento distal 1042 é acionado na direção proximal, a abertura 1045 no mesmo interage com a aba 1027 na bi- gorna 1024 para facilitar a abertura do mesmo. Em vários aspectos, uma mola (não mostrada) pode ser utilizada para forçar a bigorna para a po- sição aberta quando o tubo de fechamento distal 1042 foi movido para sua posição inicial. Em vários aspectos, as várias engrenagens do con- junto de engrenagem de fechamento 1110 são dimensionadas para ge- rar as forças de fechamento necessárias para fechar satisfatoriamente a bigorna 1024 no tecido a ser cortado e grampeado pelo atuador de extremidade cirúrgico 1012. Por exemplo, as engrenagens da transmis- são de fechamento 1110 podem ser dimensionadas para gerar aproxi- madamente de 70 a 120 libras.

[0066] A Figura 11A é uma vista lateral em seção transversal parcial do instrumento cirúrgico 200 da Figura 6 e a Figura 11B é uma vista em seção transversal ampliada de uma porção do instrumento cirúrgico re- presentado na Figura 11A, de acordo com um aspecto da presente des- crição. Com referência às Figuras 11A e 11B, a extremidade distal 1202 da barra de corte 1200 é fixada ao instrumento cortante 1032. A extre- midade proximal 1204 da barra de corte 1200 é fixada de modo giratório a uma engrenagem de cremalheira de corte 1206 de modo que a barra de corte 1200 fique livre para girar em relação à engrenagem da crema- lheira de corte 1206. A engrenagem de cremalheira de corte 1206 é su- portada de modo deslizante no interior de um compartimento de crema- lheira 1210 que é fixado à placa de montagem do instrumento 302 de modo que a engrenagem de cremalheira de corte 1206 seja retida em engate engrenado com um conjunto de engrenagem de corte 1220. Mais especificamente e com referência à Figura 10, em ao menos um aspecto, o conjunto de engrenagem de corte 1220 inclui uma roda den- tada de corte 1222 que é acoplada a um terceiro dentre os discos ou elementos acionados 304 correspondentes no lado do adaptador 307 da placa de montagem do instrumento 302. Consulte Figura 6. Dessa forma, a aplicação de um outro movimento de saída giratório do sistema robótico 10 através do conjunto de acionamento de instrumento 101 ao terceiro elemento acionado correspondente 304 causará a rotação da roda dentada de corte 1222. O conjunto de engrenagem de corte 1220 inclui adicionalmente um conjunto de redução de engrenagem de corte 1224 que inclui uma primeira engrenagem de acionamento de corte 1226 e uma segunda engrenagem de acionamento de corte 1228. O conjunto de redução de engrenagem de corte 1224 é montado de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 de modo que a pri- meira engrenagem de acionamento de corte 1226 está em engate en- grenado com a roda dentada de corte 1222. De modo semelhante, a segunda engrenagem de acionamento de corte 1228 está em engate engrenado com uma terceira engrenagem de acionamento de corte 1230 que é suportada de modo giratório sobre a placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a engrenagem de crema- lheira de corte 1206. Em vários aspectos, as engrenagens do conjunto de engrenagem de corte 1220 são dimensionadas para gerar as forças necessárias para acionar o elemento de corte 1032 através do tecido pinçado no atuador de extremidade cirúrgico 1012 e atuar os grampos no mesmo. Por exemplo, as engrenagens do conjunto de acionamento de corte 1230 podem ser dimensionadas para gerar aproximadamente de 40 a 100 libras. Será reconhecido que a aplicação de um movimento de saída giratório do conjunto de acionamento de instrumento 101 em uma direção resultará no movimento axial do instrumento cortante 1032 em uma direção distal e a aplicação do movimento de saída giratório em uma direção oposta resultará no deslocamento axial do instrumento cor- tante 1032 em uma direção proximal.

[0067] Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 200 emprega um sistema de articulação que inclui uma junta articulada 12011 que possi- bilita que o atuador de extremidade cirúrgico 1012 seja articulado ao redor de um eixo geométrico de articulação AA-AA que é substancial- mente transversal ao eixo geométrico longitudinal LT-LT.

Em ao menos um aspecto, o instrumento cirúrgico 200 inclui a primeira e a segunda barra de articulação 1250a, 1250b que são suportadas de modo desli- zante dentro das passagens correspondentes fornecidas através da porção de coluna central proximal 1052. Em ao menos uma forma, a primeira e a segunda barra de articulação 1250a, 1250b são atuadas por uma transmissão de articulação que é suportada operacionalmente na placa de montagem do instrumento 302. Cada uma dentre as barras de articulação 1250a, 1250b tem uma extremidade proximal que tem uma haste-guia se projetando a partir da mesma estendendo-se lateral- mente através de uma fenda correspondente na porção de extremidade proximal da porção de coluna central proximal e para dentro de uma fenda arqueada correspondente em uma porca de articulação 1260 que compreende uma porção da transmissão de articulação.

A barra de ar- ticulação 1250a tem uma haste-guia 1254 estendendo-se lateralmente através de uma fenda correspondente na porção de extremidade proxi- mal da porção de coluna central distal 1050 e para dentro de uma fenda arqueada correspondente na porca de articulação 1260. Além disso, a barra de articulação 1250a tem uma extremidade distal que é acoplada de modo pivotante à porção de coluna central distal 1050 por meio de, por exemplo, um pino, e uma barra de articulação 1250b tem uma ex- tremidade distal que é acoplada de modo pivotante à porção de coluna central distal 1050 por meio de um pino.

Em particular, a barra de arti- culação 1250a é lateralmente deslocada em uma primeira direção late- ral a partir do eixo geométrico longitudinal LT-LT e a barra de articulação 1250b é lateralmente deslocada em uma segunda direção lateral a partir do eixo geométrico longitudinal LT-LT.

Dessa forma, o movimento axial das barras de articulação 1250a, 1250b em direções opostas resultará na articulação da porção de coluna central distal 1050 bem como do atuador de extremidade cirúrgico 1012 fixado à mesma ao redor do eixo geométrico de articulação AA-AA, conforme será discutido em mais de- talhes abaixo.

[0068] A articulação do atuador de extremidade cirúrgico 1012 é controlada pela rotação da porca de articulação 1260 ao redor do eixo geométrico longitudinal do instrumento LT-LT. A porca de articulação 1260 é assentada de modo giratório sobre a porção de extremidade pro- ximal da porção de coluna central distal 1050 e é acionada de modo giratório na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação

1270. Mais especificamente e com referência à Figura 8, em ao menos um aspecto, o conjunto de engrenagem de articulação 1270 inclui uma roda dentada de articulação 1272 que é acoplada a um quarto dentre os discos ou elementos acionados 304 correspondentes no lado adaptador 307 da placa de montagem do instrumento 302. Dessa forma, a aplica- ção de outro movimento de entrada giratório do sistema robótico 10 atra- vés do conjunto de acionamento de instrumento 101 ao quarto elemento acionado correspondente 304 causará a rotação da roda dentada de articulação 1272 quando a interface 230 for acoplada ao suporte de ins- trumento 270. Uma engrenagem de acionamento de articulação 1274 é suportada de modo giratório sobre a placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a roda dentada de articulação 1272 e uma porção de engrenagem 1264 da porca de articulação 1260, con- forme mostrado. A porca de articulação 1260 tem um ombro 1266 for- mado na mesma que define um sulco anular 1267 para receber as co- lunas de retenção 1268 em seu interior. As colunas de retenção 1268 são fixadas à placa de montagem do instrumento 302 e servem para evitar que a porca de articulação 1260 se mova axialmente na porção de coluna central proximal 1052 mantendo, ao mesmo tempo, a capaci- dade de ser girada em relação à mesma. Dessa forma, a rotação da porca de articulação 1260 em uma primeira direção, resultará no movi- mento axial da barra de articulação 1250a em uma direção distal "DD" e o movimento axial da barra de articulação 1250b em uma direção pro- ximal "DP" devido à interação das hastes de guia 1254 com as fendas em espiral na engrenagem de articulação 1260. De modo similar, a ro- tação da porca de articulação 1260 em uma segunda direção que é oposta à primeira direção resultará no movimento axial da barra de arti- culação 1250a na direção proximal "DP" e fará com que a barra de arti- culação 1250b se mova axialmente na direção distal "DD". Dessa forma, o atuador de extremidade cirúrgico 1012 pode ser seletivamente articu- lado ao redor do eixo geométrico de articulação "AA-AA" em uma pri- meira direção "PD" movendo simultaneamente a barra de articulação 1250a na direção distal "DD" e a barra de articulação 1250b na direção proximal "DP". De modo semelhante, o atuador de extremidade cirúrgico 1012 pode ser seletivamente articulado ao redor do eixo geométrico de articulação "AA-AA" em uma segunda direção "SD" mediante o movi- mento simultâneo da barra de articulação 1250a na direção proximal "DP" e da barra de articulação 1250b na direção distal "DD".

[0069] O aspecto do instrumento descrito acima emprega uma dis- posição de interface que é particularmente adequada para a montagem do instrumento médico roboticamente controlável sob ao menos uma forma de disposição de braço robótico que gera ao menos quatro movi- mentos de controle giratório diferentes. Os versados na técnica reco- nhecerão que tais movimentos de saída giratórios podem ser controla- dos seletivamente através dos sistemas de controle programáveis utili- zados pelo sistema/controlador robótico. Por exemplo, a disposição de instrumento descrita acima pode ser adequada para uso com os siste- mas robóticos produzidos pela Intuitive Surgical, Inc. de Sunnyvale, Ca- lifórnia., EUA, muitos dos quais podem ser descritos em detalhes em várias patentes aqui incorporadas a título de referência. Os aspectos inovadores e exclusivos de vários aspectos da presente invenção ser- vem para utilizar os movimentos de saída giratórios fornecidos pelo sis- tema robótico a fim de gerar movimentos de controle específicos que têm magnitudes suficientes que possibilitam aos atuadores de extremi- dade cortar e grampear o tecido. Dessa forma, as disposições e os prin- cípios exclusivos de vários aspectos da presente invenção podem pos- sibilitar uma variedade de formas diferentes dos sistemas de ferramen- tas aqui revelados e reivindicados como sendo utilizados efetivamente em conjunto com outros tipos e formas de sistemas robóticos que for- necem movimentos giratórios programados ou outros movimentos de saída. Além disso, conforme ficará adicionalmente evidente à medida que a presente descrição detalhada prossegue, vários aspectos do atu- ador de extremidade da presente invenção que exigem outras formas de movimentos de atuação podem também ser efetivamente atuados pela utilização de um ou mais dentre os movimentos de controle gera- dos pelo sistema robótico.

[0070] A Figura 12 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade 3000 que compreende um primeiro sensor 3008a e um segundo sensor 3008b. O primeiro e o segundo sensor 3008a, 3008b são forne- cidos na plataforma de cartucho para determinar a localização do tecido com o uso de eletrodos segmentados. Consequentemente, o primeiro e o segundo sensor 3008a, 3008b possibilitam a detecção da carga no tubo de fechamento, a posição do tubo de fechamento, o membro de disparo na cremalheira e a posição do membro de disparo acoplado à viga com perfil em | 3005, a porção do cartucho que contém tecido, a carga e a posição nas hastes de articulação. O atuador de extremidade 3000 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 3002 aco- plado de modo pivotante a um segundo membro de garra 3004. O mem- bro de garra 3004 é configurado para receber em seu interior um cartu- cho de grampos 3006. O cartucho de grampos 3006 compreende uma pluralidade de grampos. A pluralidade de grampos é implantável a partir do cartucho de grampos 3006 durante uma operação cirúrgica. O atua- dor de extremidade 3000 compreende um primeiro sensor 3008a. O pri- meiro sensor 3008a é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 3000. Por exemplo, em um aspecto, o pri- meiro sensor 3008a é configurado para medir o vão 3010 entre a bi- gorna 3002 e o segundo membro de garra 3004. O primeiro sensor 3008a pode compreender, por exemplo, um sensor de efeito Hall confi- gurado para detectar um campo magnético gerado por um magneto 3012 incorporado ao segundo membro de garra 3004 e/ou ao cartucho de grampos 3006. Como outro exemplo, em um aspecto, o primeiro sen- sor 3008a é configurado para medir uma ou mais forças exercidas sobre a bigorna 3002 pelo segundo membro de garra 3004 e/ou os tecidos presos entre a bigorna 3002 e o segundo membro de garra 3004. Os sensores 3008a, 3008b podem ser utilizados para medir a espessura, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a loca- lização do tecido no interior do atuador de extremidade 3000.

[0071] O atuador de extremidade 3000 compreende um segundo sensor 3008b. O segundo sensor 3008b é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 3000. Por exemplo, em vários aspectos, o segundo sensor 3008b pode compreender um medi- dor de esforço configurado para medir a magnitude da tensão mecânica na bigorna 3002 durante uma condição de fixação. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da ten- são. Em vários aspectos, o primeiro sensor 3008a e/ou o segundo sen- sor 3008b podem compreender, por exemplo, um sensor magnético como, por exemplo, um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como, por exemplo, um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de ex- tremidade 3000. O primeiro sensor 3008a e o segundo sensor 3008b podem ser dispostos em uma configuração em série e/ou uma configu- ração paralela. Em uma configuração em série, o segundo sensor 3008b pode ser configurado para afetar diretamente a saída do primeiro sensor 3008a. Em uma configuração paralela, o segundo sensor 3008b pode ser configurado para afetar indiretamente a saída do primeiro sensor 3008a.

[0072] Em um aspecto, o primeiro sensor 3008a pode ser configu- rado para medir o vão 3010 entre a bigorna 3002 e o segundo membro de garra 3004. O vão 3010 é representativo da espessura e/ou da com- pressibilidade de uma seção de tecido pinçado entre a bigorna 3002 e o cartucho de grampos 3006. O primeiro sensor 3008a pode compreen- der, por exemplo, um sensor de efeito Hall configurado para detectar um campo magnético gerado por um magneto 3012 acoplado ao segundo membro de garra 3004 e/ou ao cartucho de grampos 3006. A medição em um único local descreve com exatidão a espessura do tecido com- primido para uma mordedura de tecidos completa calibrada, mas pode fornecer resultados imprecisos quando uma mordedura de tecidos par- cial é colocada entre a bigorna 3002 e o segundo membro de garra

3004. Uma mordedura parcial de tecido, seja uma mordedura parcial proximal ou uma mordedura parcial distal, altera a geometria de preen- são da bigorna 3002.

[0073] Em alguns aspectos, o segundo sensor 3008b pode ser con- figurado para detectar um ou mais parâmetros indicativos de um tipo de mordedura de tecidos, por exemplo, uma mordedura completa, uma mordedura parcial proximal e/ou uma mordedura parcial distal. Em al- guns aspectos, a medição de espessura do primeiro sensor 3008a pode ser fornecida a um dispositivo de saída do sistema cirúrgico robótico 10 acoplado ao atuador de extremidade 3000. Em um aspecto, por exem- plo, o atuador de extremidade 3000 é acoplado ao sistema cirúrgico ro- bótico 10 que compreende uma tela. A medição do primeiro sensor 3008a é fornecida a um processador.

[0074] Em um outro aspecto, o atuador de extremidade 3000 pode compreender uma pluralidade de segundos sensores configurados para medir uma amplitude da tensão mecânica exercida sobre a bigorna 3002 durante um procedimento de preensão. Em um outro aspecto, a pluralidade de sensores possibilita que seja implementado um processo robusto de detecção da espessura dos tecidos. Mediante a detecção de vários parâmetros ao longo do comprimento da bigorna 3202, a plurali- dade de sensores possibilita que um instrumento cirúrgico como, por exemplo, o instrumento cirúrgico 10, calcule a espessura do tecido nas garras, independentemente da mordedura, por exemplo, uma morde- dura parcial ou completa. Em alguns aspectos, a pluralidade de senso- res compreende uma pluralidade de medidores de esforço. A plurali- dade de medidores de esforço é configurada para medir a tensão me- cânica em vários pontos sobre a bigorna 3002. A amplitude e/ou o coe- ficiente angular da tensão mecânica em cada um dentre os vários pon- tos sobre a bigorna 3002 podem ser utilizados para determinar a espes- sura do tecido disposto entre a bigorna 3002 e o cartucho de grampos

3006. A pluralidade de medidores de esforço pode ser configurada para otimizar a amplitude máxima e/ou as diferenças de coeficiente angular com base na dinâmica de preensão de modo a determinar a espessura, o posicionamento do tecido e/ou as propriedades materiais do tecido. O monitoramento baseado em tempo da pluralidade de sensores durante a preensão possibilita que um processador, como, por exemplo, um pro- cessador primário, use algoritmos e tabelas de consulta para reconhe- cer as características do tecido e as posições de preensão e ajuste di-

namicamente o atuador de extremidade 3000 e/ou o tecido pinçado en- tre a bigorna 3002 e o cartucho de grampos 3006.

[0075] A Figura 13A ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade 5500 que compreende uma pluralidade de elementos condutores

5512. O atuador de extremidade 5500 é similar ao atuador de extremi- dade 3000 descrito acima. O atuador de extremidade 5500 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 5502 acoplado de modo pi- votante a um segundo membro de garra 5504. O membro de garra 5504 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos

5506. A Figura 13B ilustra uma vista detalhada de uma porção do com- pensador de tecidos mostrado na Figura 13A. Os elementos condutivos 5512 podem compreender qualquer combinação de materiais conduti- vos em qualquer número de configurações como, por exemplo, bobinas de fio metálico, uma tela ou grade de fio metálico, tiras condutivas, pla- cas condutivas, circuitos elétricos, microprocessadores ou qualquer combinação dos mesmos. A camada contendo elementos condutivos 5512 pode estar situada sobre a superfície do compensador de tecidos 5510 voltada para a bigorna 5514. Alternativa ou adicionalmente, a ca- mada de elementos condutivos 5512 pode estar situada sobre a super- fície voltada para o cartucho de grampos 5516 do compensador de te- cidos 5510. Os elementos condutivos 5512 podem ser utilizados para medir a espessura, a força, o deslocamento, a compressão, a impedân- cia do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremi- dade 5500. Exemplos adicionais são revelados no Pedido de Patente US nº 2016/0066912, que está aqui incorporado a título de referência.

[0076] A Figura 13C ilustra vários exemplos de aspectos que usam a camada de elementos condutivos 5512 e, bem como elementos con- dutivos 5524, 5526 e 5528, no cartucho de grampos 5506, para detectar a distância entre a bigorna 5502 e a superfície superior do cartucho de grampos 5506. A distância entre a bigorna 5502 e o cartucho de gram- pos 5506 indica a quantidade e/ou a densidade do tecido 5518 compri- mido entre os mesmos. Essa distância pode, adicional ou alternativa- mente, indicar quais áreas do atuador de extremidade 5500 contém te- cido. A espessura, a densidade e/ou a localização do tecido 5518 po- dem ser comunicadas ao operador do instrumento cirúrgico 10.

[0077] Nos exemplos de aspectos ilustrados, a camada de elemen- tos condutivos 5512 está situada na superfície voltada para a bigorna 5514 do compensador de tecidos 5510 e compreende uma ou mais bo- binas de fio metálico 5522 em comunicação com um circuito de controle compreendendo um microprocessador 5520. O microprocessador 5500 pode estar situado no atuador de extremidade 5500 ou em qualquer componente do mesmo, ou pode estar situado no compartimento de montagem do instrumento 301 ou pode compreender qualquer micro- processador ou microcontrolador anteriormente descrito. Nos exemplos de aspectos ilustrados, o cartucho de grampos 5506 inclui também ele- mentos condutivos, os quais podem ser qualquer um dentre: uma ou mais bobinas de fio metálico 5524, uma ou mais placas condutivas 5526, uma malha de fio metálico 5528, ou qualquer outra configuração conveniente, ou qualquer combinação dos mesmos. Os elementos con- dutivos do cartucho de grampos 5506 podem estar em comunicação com o mesmo microprocessador 5520 ou com algum outro micropro- cessador no instrumento cirúrgico robótico. Os elementos condutivos 5512 podem ser utilizados para medir a espessura, a força, o desloca- mento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremidade 5500.

[0078] Quando a bigorna 5502 está em uma posição fechada e, por- tanto, está comprimindo tecidos 5518 contra o cartucho de grampos 5506, a camada de elementos condutivos 5512 do compensador de te-

cidos 5510 pode se acoplar capacitivamente aos condutores no cartu- cho de grampos 5506. A força do campo capacitivo entre a camada de elementos condutivos 5512 e os elementos condutivos do cartucho de grampos 5506 pode ser usada para determinar a quantidade de tecido 5518 sendo comprimida. Alternativamente, o cartucho de grampos 5506 pode compreender sensores de corrente parasita em comunicação com um microprocessador 5520, sendo que os sensores de corrente parasita são operáveis para detectar a distância entre a bigorna 5502 e a super- fície superior do cartucho de grampos 5506 mediante o uso de correntes parasitas.

[0079] Compreende-se que são possíveis outras configurações de elementos condutivos e que os aspectos da Figura 13C são apenas a título de exemplo e não de limitação. Por exemplo, em alguns aspectos, a camada de elementos condutivos 5512 pode estar situada sobre a superfície voltada para o cartucho de grampos 5516 do compensador de tecidos 5510. Além disso, em alguns aspectos, os elementos condu- tivos 5524, 5526 e/ou 5528 podem estar situados sobre ou dentro da bigorna 5502. Dessa forma, em alguns aspectos, a camada de elemen- tos condutivos 5512 pode ser acoplada capacitivamente a elementos condutivos na bigorna 5502 e, assim, detectar as propriedades do tecido 5518 capturado no interior do atuador de extremidade.

[0080] Pode também ser reconhecido que uma camada de elemen- tos condutivos 5512 pode estar disposta tanto na superfície voltada para a bigorna 5514 quanto na superfície voltada para o cartucho 5516. Um sistema para detectar a quantidade, a densidade e/ou a localização do tecido 5518 comprimido pela bigorna 5502 contra o cartucho de gram- pos 5506 pode compreender condutores ou sensores na bigorna 5502, no cartucho de grampos 5506, ou em ambos. Os aspectos que incluem condutores ou sensores tanto na bigorna 5502 quanto no cartucho de grampos 5506 podem, opcionalmente, obter resultados otimizados ao possibilitar uma análise diferencial dos sinais que podem ser obtidos por essa configuração.

[0081] Agora com referência à Figura 14A, é ilustrada uma vista em recorte em aproximação do atuador de extremidade 5600 com a bigorna 5602 em uma posição fechada. A Figura 14B ilustra um atuador de ex- tremidade 5600 que compreende condutores elétricos 5620 incorpora- dos, de acordo com um aspecto da presente descrição. Em uma posição fechada, a bigorna 5602 pode comprimir o tecido 5618 entre o compen- sador de tecidos 5610 e o cartucho de grampos 5606. Em alguns casos, somente uma parte do atuador de extremidade 5600 pode estar captu- rando o tecido 5618. Em áreas do atuador de extremidade 5600 que estão circundando o tecido 5618, em áreas de maior compressão 5624, a matriz de condutores 5620 também será comprimida, enquanto, em áreas não comprimidas 5626, a matriz de condutores 5620 ficará mais separada. Portanto, a condutividade, a resistência, a capacitância e/ou alguma outra propriedade elétrica entre a matriz de condutores 5620 pode indicar quais áreas do atuador de extremidade 5600 contêm te- cido. A matriz de condutores 5620 pode ser utilizada para medir a es- pessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedân- cia do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremi- dade 5600.

[0082] Com referência às Figuras 14A e 14B, o atuador de extremi- dade 5600 compreende um compensador de tecido 5610 que compre- ende adicionalmente condutores embutidos 5620. O atuador de extre- midade 5600 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 5602 acoplado de modo pivotante a um segundo membro de garra

5604. O membro de garra 5604 é configurado para receber em seu in- terior um cartucho de grampos 5606. Em alguns aspectos, o atuador de extremidade 5600 compreende adicionalmente um compensador de te- cidos 5610 posicionado de modo removível sobre a bigorna 5602 ou o cartucho de grampos 5606.

[0083] Uma matriz de condutores 5620 é embutida dentro do mate- rial que compreende o compensador de tecidos 5610. A matriz de con- dutores 5620 pode ser disposta em uma configuração oposta, e os ele- mentos opostos podem ser separados por material isolante. Cada uma dentre a matriz de condutores 5620 é acoplada a um ou mais fios me- tálicos condutivos 5622. Os fios metálicos condutivos 5622 possibilitam que a matriz de condutores 5620 se comunique com um microproces- sador ou circuito de controle 961 (Figura 22), 800 (Figura 23), 810 (Fi- gura 24), 820 (Figura 25), 4420 (Figura 26), 2510 (Figura 30). A matriz de condutores 5620 pode abranger a largura do compensador de teci- dos 5610, de modo que estejam na trajetória de um membro de corte ou barra de corte 280. Conforme a barra de corte 280 avança, ela cor- tará, destruirá ou, de outro modo, desabilitará os condutores 5620, e assim indicará sua posição no interior do atuador de extremidade 5600. A matriz de condutores 5610 pode compreender elementos condutivos, circuitos elétricos, microprocessadores ou qualquer combinação dos mesmos.

[0084] As Figuras 15A e 15B ilustram um aspecto de um atuador de extremidade 5650 que compreende adicionalmente condutores 5662 embutidos em seu interior. O atuador de extremidade 5650 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 5652 acoplado de modo pi- votante a um segundo membro de garra 5654. O membro de garra 5654 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos

5656. A Figura 15A ilustra uma vista em recorte do cartucho de grampos

5656. A vista em recorte ilustra condutores 5670 embutidos no interior do atuador de extremidade. Cada um dos condutores 5672 é acoplado a um fio condutivo 5672. Os fios metálicos condutivos 5672 possibilitam que a matriz de condutores 5672 se comunique com um microproces- sador. Os condutores 5672 podem compreender elementos condutivos,

circuitos elétricos, microprocessadores ou qualquer combinação dos mesmos. A Figura 15B ilustra uma vista lateral em aproximação do atu- ador de extremidade 5650 com a bigorna 5652 em uma posição fe- chada. Em uma posição fechada, a bigorna 5652 pode comprimir os tecidos 5658 contra o cartucho de grampos 5656. Os condutores 5672 incorporados ao compensador de tecidos 5660 podem ser operáveis para aplicação, ao tecido 5658, de pulsos de corrente elétrica 5674, em frequências predeterminadas. Os mesmos condutores 5672, ou condu- tores adicionais, podem detectar a resposta do tecido 5658 e transmitir essa resposta a um microprocessador ou microcontrolador situado no instrumento. A resposta do tecido 5658 aos pulsos elétricos 5674 pode ser usada para determinar uma propriedade do tecido 5658. Por exem- plo, a resposta galvânica do tecido 5658 indica o teor de umidade no tecido 5658. Como outro exemplo, a medição da impedância elétrica através do tecido 5658 poderia ser usada para determinar a condutivi- dade do tecido 5648, que é um indicador do tipo de tecido. Outras pro- priedades que podem ser determinadas incluem, a título de exemplo e não de limitação: teor de oxigênio, salinidade, densidade e/ou presença de certas substâncias químicas. Mediante a combinação de dados pro- venientes de vários sensores, outras propriedades poderiam ser deter- minadas, como fluxo sanguíneo, tipo sanguíneo, presença de anticor- pos etc. Os condutores 5662 podem ser utilizados para medir a espes- sura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremidade

5650.

[0085] A Figura 16 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado esquerdo-direito 4600. O circuito flexível segmentado es- querdo-direito 4600 compreende uma pluralidade de segmentos L1-L5 no lado esquerdo do circuito flexível segmentado esquerdo-direito 4600 e uma pluralidade de segmentos R1-R5 no lado direito do circuito flexi- vel segmentado esquerdo-direito 4600. Cada um dos segmentos L1-L5 e R1-R5 compreende sensores de temperatura e/ou sensores de força para detectar parâmetros de tecido localmente no interior de cada seg- mento L1-L5 e R1-R5. O circuito flexível segmentado esquerdo-direito 4600 está configurado para detectar parâmetros localmente dentro de cada um dos segmentos L1-L5 e R1-R5. O circuito flexível 4600 pode ser utilizado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no in- terior de um atuador de extremidade.

[0086] A Figura 17 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado 6430 configurado para se prender de modo fixo a um membro de garra 6434 de um atuador de extremidade. O circuito flexível seg- mentado 6430 compreende um segmento distal 6432a e os segmentos laterais 6432b, 6432c que incluem sensores individualmente endereçá- veis para possibilitar a detecção da presença de tecido local. Os seg- mentos 6432a, 6432b, 6432c são endereçáveis individualmente para detectar o tecido e para medir os parâmetros de tecido com base em sensores individuais situados dentro de cada um dos segmentos 6432a, 6432b, 6432c. Os segmentos 6432a, 6432b, 6432c do circuito flexível segmentado 6430 estão montados no membro de garra 6434 e estão acoplados eletricamente a uma fonte de energia, como um circuito elé- trico através de membros elétricos condutores 6436. Um sensor de efeito Hall 6438, ou qualquer sensor magnético adequado, está locali- zado em uma extremidade distal do membro de garra 6434. O sensor de efeito Hall 6438 opera em conjunto com um magneto para fornecer uma medida de uma abertura definida pelo membro de garra 6434 que, de outro modo, pode ser chamada de um vão de tecido, conforme mos- trado com particularidade na Figura 19. O circuito flexível segmentado 6430 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior de um atuador de extremidade.

[0087] A Figura 18 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado 6440 configurado para ser montado em um membro de garra 6444 de um atuador de extremidade. O circuito flexível segmentado 6580 compreende um segmento distal 6442a e segmentos laterais 6442b, 6442c que incluem sensores individualmente endereçáveis para controle de tecido. Os segmentos 6442a, 6442b, 6442c são individual- mente endereçáveis para tratar o tecido e para ler sensores individuais situados dentro de cada um dos segmentos 6442a, 6442b, 6442c. Os segmentos 6442a, 6442b, 6442c do circuito flexível segmentado 6440 são montados no membro de garra 6444 e são acoplados eletricamente a uma fonte de energia, através de membros elétricos condutivos 6446. Um sensor de efeito Hall 6448, ou outro sensor magnético adequado, é fornecido em uma extremidade distal do membro de garra 6444. O sen- sor de efeito Hall 6448 opera em conjunto com um magneto para forne- cer uma medida de uma abertura definida pelo membro de garra 6444 do atuador de extremidade ou vão de tecido, conforme mostrado com particularidade na Figura 19. Além disso, uma pluralidade de sensores de temperatura assimétricos laterais 6450a, 6450b são montados em ou formalmente integrados ao circuito flexível segmentado 6440 para fornecer retroinformação sobre a temperatura do tecido ao circuito de controle. O circuito flexível segmentado 6440 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior de um atuador de extremidade.

[0088] A Figura 19 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade 6460 configurado para medir um vão de tecido Gr. O atuador de extremidade 6460 compreende um membro de garra 6462 e um mem- bro de garra 6444. O circuito flexível 6440, conforme descrito na Figura

18, é montado no membro de garra 6444. O circuito flexível 6440 com- preende um sensor de efeito Hall 6448 que opera com um magneto 6464 montado no membro de garra 6462 para medir o vão de tecido Gr. Esta técnica pode ser empregada para medir a abertura definida entre o membro de garra 6444 e o membro de garra 6462. O membro de garra 6462 pode ser um cartucho de grampos.

[0089] A Figura 20 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade 6470 que compreende um circuito flexível segmentado 6468, con- forme mostrado na Figura 16. O atuador de extremidade 6470 compre- ende um membro de garra 6472 e um cartucho de grampos 6474. O circuito flexível segmentado 6468 é montado no membro de garra 6472. Cada um dentre os sensores dispostos dentro dos segmentos 1 a 5 está configurado para detectar a presença de tecido posicionado entre o membro de garra 6472 e o cartucho de grampos 6474 e representa as zonas de tecido 1 a 5. Na configuração mostrada na Figura 20, o atuador de extremidade 6470 é mostrado em uma posição aberta pronta para receber ou prender o tecido entre o membro de garra 6472 e o cartucho de grampos 6474. O circuito flexível segmentado 6468 pode ser empre- gado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a com- pressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremidade 6470.

[0090] A Figura 21 ilustra o atuador de extremidade 6470, mostrado na Figura 20, com o membro de garra 6472 prendendo o tecido 6476 entre o membro de garra 6472, por exemplo, a bigorna e o cartucho de grampos. Conforme mostrado na Figura 21, o tecido 6476 está posicio- nado entre os segmentos 1 a 3 e representa as zonas de tecido 1 a 3. Consequentemente, o tecido 6476 é detectado pelos sensores nos seg- mentos 1 a 3 e a ausência de tecido (vazio) é detectada na seção 6478 pelos segmentos 4 e 5. As informações referentes à presença e ausên- cia de tecido 6476 posicionado dentro de certos segmentos 1a 3e4e

5, respectivamente, é comunicada a um circuito de controle, conforme descrito aqui, através, por exemplo, de circuitos de interface. O circuito de controle é configurado para detectar o tecido situado nos segmentos 1 a 3. Será reconhecido que os segmentos 1 a 5 podem conter quais- quer sensores magnéticos adequados de temperatura, força/pressão e/ou de efeito Hall para medir os parâmetros de tecido situado em certos segmentos 1 a 5 e eletrodos para fornecer energia ao tecido situado em certos segmentos 1 a 5. O circuito flexível segmentado 6468 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no in- terior do atuador de extremidade 6470.

[0091] A Figura 22 ilustra um diagrama lógico de um sistema de re- troinformação 970 do sistema cirúrgico robótico 10 da Figura 1, de acordo com um ou mais aspectos da presente descrição. O sistema 970 compreende um circuito. O circuito inclui um controlador 961 que com- preende um processador 962 e uma memória 968. Um ou mais dentre os sensores 972, 974, 976, por exemplo, fornecem retroinformação em tempo real para o processador 962. Um motor 982, acionado por um acionador do motor 992, acopla operacionalmente um membro de des- locamento longitudinalmente móvel para acionar o elemento cortante da viga com perfil em |. Um sistema de rastreamento 980 é configurado para determinar a posição do membro de deslocamento longitudinal- mente móvel. As informações de posição são fornecidas ao processa- dor 962, que pode ser programado ou configurado para determinar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel, bem como a posição de um membro de disparo, barra de disparo e um ele- mento cortante da viga com perfil em |. Motores adicionais podem ser fornecidos na interface do acionador de instrumento para controlar o disparo da viga com perfil em |, o deslocamento do tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento e a articulação.

[0092] Em uma forma, um medidor de esforço pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremidade. Um me- didor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extremidade para me- dir a força aplicada ao tecido que está sendo tratado pelo atuador de extremidade. Com referência agora à Figura 22, um sistema 970 para medir forças aplicadas ao tecido preso pelo atuador de extremidade que compreende um sensor de medidor de esforço 972, como, por exemplo, um medidor de microesforço, é configurado para medir um ou mais pa- râmetros do atuador de extremidade, por exemplo. Em um aspecto, o sensor de medidor de esforço 972 pode medir a amplitude ou a magni- tude da tensão mecânica exercida sobre um membro de garra de um atuador de extremidade durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa da compressão do tecido. A tensão medida é convertida em um sinal digital e fornecido ao processador 962 de um microcontro- lador 961. Um sensor de carga 974 pode medir a força para operar o elemento cortante, por exemplo, para cortar o tecido capturado entre a bigorna e o cartucho de grampos. Um sensor de campo magnético 976 pode ser utilizado para medir a espessura do tecido capturado. A medi- ção do sensor de campo magnético 976 pode ser também convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 962.

[0093] As medições da compressão do tecido, da espessura do te- cido e/ou da força necessária para fechar o atuador de extremidade no tecido, conforme respectivamente medido pelos sensores 972, 974, 976, podem ser utilizadas pelo microcontrolador 961 para caracterizar a posição selecionada do membro de disparo e/ou o valor correspondente da velocidade do membro de disparo. Em um caso, uma memória 968 pode armazenar uma técnica, uma equação e/ou uma tabela de con- sulta que pode ser utilizada pelo microcontrolador 961 na avaliação.

[0094] No aspecto ilustrado na Figura 22, um sensor 972, como, por exemplo, um medidor de esforço ou um medidor de microesforço, é con- figurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 912, como, por exemplo, a amplitude da tensão mecânica exercida so- bre a bigorna 914 durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa das forças de fechamento aplicadas à bigorna 914. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 962. Alternativamente, ou em adição ao sensor 972, um sensor 974, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de fechamento aplicada pelo sistema de acionamento de fechamento à bigorna 914. O sensor 976, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de disparo aplicada a uma viga com perfil em | em um curso de disparo do sistema cirúrgico robótico 10 (Figura 1). A viga com perfil em | é con- figurada para engatar um deslizador em cunha, que é configurado para mover para cima os acionadores de grampos para forçar os grampos a se deformarem em contato com uma bigorna. A viga com perfil em | inclui um gume cortante afiado que pode ser utilizado para separar te- cido, à medida que a viga com perfil em | é avançada distalmente pela barra de disparo. Alternativamente, um sensor de corrente 978 pode ser utilizado para medir a corrente drenada pelo motor 982. A força neces- sária para avançar o membro de disparo 220 pode corresponder à cor- rente drenada pelo motor 982, por exemplo. A força medida é convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 962.

[0095] A Figura 23 ilustra um circuito de controle configurado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico 10, de acordo com um aspeto da presente descrição. A Figura 23 ilustra um circuito de controle 800 configurado para controlar o sistema cirúrgico robótico 10, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de controle 800 pode ser configurado para implementar vários processos aqui des- critos. O circuito de controle 800 pode compreender um controlador que compreende um ou mais processadores 802 (por exemplo, micropro- cessador, microcontrolador) acoplado a ao menos um circuito de me- mória 804. O circuito de memória 804 armazena instruções executáveis em máquina que, quando executadas pelo processador 802, fazem com que o processador 802 execute instruções de máquina para implemen- tar vários dos processos aqui descritos. O processador 802 pode ser qualquer um dentre inúmeros processadores de núcleo simples ou pro- cessadores de múltiplos núcleos (multi-core) conhecidos na técnica. O circuito de memória 804 pode compreender mídia de armazenamento volátil e não volátil. O processador 802 pode incluir uma unidade de pro- cessamento de instruções 806 e uma unidade aritmética 808. A unidade de processamento de instrução pode ser configurada para receber ins- truções a partir do circuito de memória 804 da presente descrição.

[0096] A Figura 24 ilustra um circuito lógico combinacional 810 con- figurado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico 10, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito lógico combi- nacional 810 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito 810 pode compreender uma máquina de es- tado finito que compreende um circuito lógico combinacional 812 confi- gurado para receber dados associados ao sistema cirúrgico robótico 10 em uma entrada 814, processar os dados pela lógica combinacional 812 e fornecer uma saída 816.

[0097] A Figura 25 ilustra um circuito lógico sequencial 820 configu- rado para controlar aspectos do sistema cirúrgico robótico 10, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito lógico sequencial 820 ou o circuito lógico combinacional 822 pode ser configurado para imple- mentar vários processos aqui descritos. O circuito 820 pode compreen- der uma máquina de estados finitos. O circuito lógico sequencial 820 pode compreender um circuito lógico combinacional 822, ao menos um circuito de memória 824 e um relógio 829, por exemplo. O ao menos um circuito de memória 820 pode armazenar um estado atual da máquina de estados finitos. Em certos casos, o circuito lógico sequencial 820 pode ser síncrono ou assíncrono. O circuito lógico combinacional 822 é configurado para receber os dados associados ao sistema cirúrgico ro- bótico 10, uma entrada 826, processar os dados pelo circuito lógico combinacional 822 e fornecer uma saída 828. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação do processador 802 e uma máquina de estados finitos para implementar vários processos na pre- sente invenção. Em outros aspectos, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação do circuito lógico combinacional 810e o circuito lógico sequencial 820.

[0098] Os aspectos podem ser implementados sob a forma de um artigo de fabricação. O artigo de fabricação pode incluir um meio de ar- mazenamento legível por computador disposto de modo a armazenar lógica, instruções e/ou dados para a execução de várias operações de um ou mais aspectos. Por exemplo, o artigo de fabricação pode com- preender um disco magnético, um disco óptico, uma memória flash ou firmware contendo instruções de programa de computador adequadas para execução por um processador de uso geral ou processador espe- cífico para a aplicação.

[0099] Com referência principalmente à Figura 26, um sistema ci- rúrgico robótico 10 pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções. Em certas instâncias, um pri- meiro motor pode ser ativado para executar uma primeira função; um segundo motor pode ser ativado para executar uma segunda função; um terceiro motor pode ser ativado para executar uma terceira função, um quarto motor pode ser ativado para executar uma quarta função, e assim por diante. Em certos casos, a pluralidade de motores do instru- mento cirúrgico robótico 4400 pode ser individualmente ativada para causar movimentos de disparo, fechamento e/ou articulação no atuador de extremidade 1012. Os movimentos de disparo, fechamento e/ou ar- ticulação podem ser transmitidos ao atuador de extremidade 1012 atra- vés do conjunto de eixo de acionamento 200, por exemplo.

[0100] Em certos casos, o sistema cirúrgico robótico 10 pode incluir um motor de disparo 4402. O motor de disparo 4402 pode ser operaci- onalmente acoplado a um conjunto de acionamento de disparo 4404, o qual pode ser configurado para transmitir movimentos de disparo, gera- dos pelo motor 4402 ao atuador de extremidade 1012, e, em particular, para deslocar o elemento da viga com perfil em |. Em certos casos, os movimentos de disparo gerados pelo motor de disparo 4402 podem fa- zer com que os grampos sejam posicionados a partir do cartucho de grampos no tecido capturado pelo atuador de extremidade e/ou pelo gume cortante do elemento de viga com perfil em | para ser avançado a fim de cortar o tecido capturado, por exemplo. O elemento de viga com perfil em | pode ser retraído invertendo-se a direção do motor 4402.

[0101] Em certos casos, o sistema cirúrgico robótico 10 pode incluir um motor de fechamento 4403. O motor de fechamento 4403 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento de fecha- mento 4405 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 4403 ao atuador de extremidade 1012 e, em particular, para deslocar o tubo de fechamento 1040, 1042 de modo a fechar a bigorna 1024 e comprimir o tecido entre a bigorna 1024 e o cartucho de grampos 1034. Os movimentos de fechamento podem fazer com que o atuador de extremidade 1012 faça a transição de uma configuração aberta para uma configuração aproximada de modo a cap- turar o tecido, por exemplo. O atuador de extremidade 102 pode ser transicionado para uma posição aberta invertendo-se a direção do mo- tor 4403.

[0102] Em certos casos, o instrumento cirúrgico robótico 10 pode incluir um ou mais motores de articulação 4406a, 4406b, por exemplo.

Os motores 4406a, 4406b podem ser operacionalmente acoplados aos respectivos conjuntos de acionamento de articulação 4408a, 4408b, que podem ser configurados para transmitir movimentos de articulação ge- rados pelos motores 4406a, 4406b ao atuador de extremidade 1012. Em certos casos, os movimentos de articulação podem fazer com que o atu- ador de extremidade seja articulado em relação ao conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.

[0103] Conforme descrito acima, o instrumento cirúrgico robótico 10 pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser configurados para executar várias funções independentes. Em certos casos, a plura- lidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10 pode ser ativada individual ou separadamente para executar uma ou mais funções, en- quanto os outros motores permanecem inativos. Por exemplo, os moto- res de articulação 4406a, 4406b podem ser ativados para fazer com que o atuador de extremidade seja articulado, enquanto o motor de disparo 4402 permanece inativo. Alternativamente, o motor de disparo 4402 pode ser ativado para disparar a pluralidade de grampos e/ou avançar o gume cortante, enquanto o motor de articulação 4406 permanece ina- tivo. Além disso, o motor de fechamento 4403 pode ser ativado simulta- neamente com o motor de disparo 4402 para fazer com que o tubo de fechamento 1040, 1042 ou o elemento de viga com perfil em | avance distalmente, conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste do- cumento.

[0104] Em certos casos, o sistema cirúrgico robótico 10 pode incluir um módulo de controle comum 4410 que pode ser utilizado com uma pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10. Em certos casos, o módulo de controle comum 4410 pode acomodar um dentre a pluralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de controle comum 4410 pode ser acoplável de modo separável à pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10 individualmente. Em certos casos, uma pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10 pode compartilhar um ou mais módulos de controle comum, como o mó- dulo 4410. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10 pode ser individual e seletivamente engatada pelo módulo de controle comum 4410. Em certos casos, o módulo 4410 pode ser seletivamente chaveado entre interfacear com um dentre uma plu- ralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 10 e interfacear com outro dentre a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico ro- bótico 10.

[0105] Em ao menos um exemplo, o módulo 4410 pode ser seleti- vamente chaveado entre o engate operacional com os motores de arti- culação 4406a, 4406b e o engate operacional com o motor de disparo 4402 ou o motor de fechamento 4403. Em ao menos um exemplo, con- forme ilustrado na Figura 26, uma chave 4414 pode ser movida ou tran- sicionada entre uma pluralidade de posições e/ou estados. Em uma pri- meira posição 4416, a chave 4414 pode acoplar eletricamente o módulo 4410 ao motor de disparo 4402; em uma segunda posição 4417, a chave 4414 pode acoplar eletricamente o módulo 4410 ao motor de fe- chamento 4403; em uma terceira posição 4418a, a chave 4414 pode acoplar eletricamente o módulo 4410 ao primeiro motor de articulação 4406a; e em uma quarta posição 4418b, a chave 4414 pode acoplar eletricamente o módulo 4410 ao segundo motor de articulação 4406b, por exemplo. Em certos casos, módulos separados 4410 podem ser acoplados eletricamente ao motor de disparo 4402, ao motor de fecha- mento 4403 e aos motores de articulação 4406a, 4406b ao mesmo tempo, conforme mostrado, por exemplo, na Figura 30. Em certas ins- tâncias, a chave 4414 pode ser uma chave mecânica, uma chave ele- tromecânica, uma chave em estado sólido ou qualquer mecanismo de chaveamento adequado.

[0106] Cada um dentre os motores 4402, 4403, 4406a, 4406b pode compreender um sensor de torque para medir o torque de saída no eixo de acionamento do motor. A força em um atuador de extremidade pode ser detectada de qualquer maneira convencional, como por meio de sensores de força nos lados externos das garras ou por um sensor de torque do motor que atua as garras.

[0107] Em vários casos, conforme ilustrado na Figura 26, o módulo de controle comum 4410 pode compreender um acionador de motor 4426 que pode compreender um ou mais transistores de efeito de campo (FETs, "field-effect transistors") de ponte H. O acionador do mo- tor 4426 pode modular a energia transmitida a partir de uma fonte de alimentação 4428 a um motor acoplado ao módulo 4410, com base na entrada proveniente de um microcontrolador 4420 ("controlador"), por exemplo. Em certas instâncias, o controlador 4420 pode ser usado para determinar a corrente drenada pelo motor, por exemplo, enquanto o mo- tor está acoplado ao módulo 4410, conforme descrito acima.

[0108] Em certos exemplos, o controlador 4420 pode incluir um mi- croprocessador 4422 ("processador") e um ou mais meios legíveis por computador ou unidades de memória 4424 ("memória"). Em certos ca- sos, a memória 4424 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 4422 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Em certos casos, uma ou mais dentre as unidades de memória 4424 podem ser acopladas ao processador 4422, por exemplo.

[0109] Em certas instâncias, a fonte de alimentação 4428 pode ser usada para fornecer energia ao controlador 4420, por exemplo. Em cer- tos casos, a fonte de energia 4428 pode compreender uma bateria (ou "pacote de bateria" ou "fonte de energia"), como uma bateria de íons de Li, por exemplo. Em certos casos, o pacote de bateria pode ser configu- rado para ser montado de modo liberável à empunhadura 14, de modo a fornecer energia ao instrumento cirúrgico 4400. Várias células de ba- teria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de alimenta- ção 4428. Em certos casos, a fonte de energia 4428 pode ser substituí- vel e/ou recarregável, por exemplo.

[0110] Em várias instâncias, o processador 4422 pode controlar o acionador do motor 4426 para controlar a posição, a direção de rotação e/ou a velocidade de um motor que está acoplado ao módulo 4410. Em certas instâncias, o processador 4422 pode sinalizar ao acionador do motor 4426 para parar e/ou desativar um motor que esteja acoplado ao módulo 4410. Deve-se compreender que o termo processador, con- forme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, microcontrolador ou outro dispositivo de computação básica adequado que incorpora as funções de uma unidade de processamento central de computador (CPU) em um circuito integrado ou, no máximo, alguns circuitos integra- dos. O processador é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, as processa de acordo com instruções ar- mazenadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os processadores operam em números e símbolos representados no sistema binário de numerais.

[0111] Em um exemplo, o processador 4422 pode ser qualquer pro- cessador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles co- nhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos casos, o microcontrolador 4420 pode ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um nú- cleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória in- tegrada do tipo flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, de até 40 MHz, um buffer de pré-busca para otimizar o desem- penho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, uma ROM interna carregada com o software StellarisWareG, uma EEPROM de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso, um ou mais análogos de QEI, um ou mais conversores A-D de 12 bits com 12 canais de entrada analógicos, dentre outros recursos que são pronta- mente disponíveis na ficha de dados do produto. Outros microcontrola- dores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo

4410. Consequentemente, a presente descrição não deve ser limitada nesse contexto.

[0112] Em certas instâncias, a memória 4424 pode incluir instruções de programa para controlar cada um dos motores do instrumento cirúr- gico 4400 que são acopláveis ao módulo 4410. Por exemplo, a memória 4424 pode incluir instruções de programa para controlar o motor de dis- paro 4402, o motor de fechamento 4403 e os motores de articulação 4406a, 4406b. Tais instruções de programa podem fazer com que o pro- cessador 4422 controle as funções de disparo, fechamento e articulação de acordo com as entradas a partir dos algoritmos ou programas de controle do sistema cirúrgico robótico 10.

[0113] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores como, por exemplo, sensores 4430, podem ser utilizados para alertar o processador 4422 quanto às instruções de programa que precisam ser utilizadas em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 4430 podem alertar o processador 4422 para usar as instruções de pro- grama associadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremidade 1012. Em certos casos, os sensores 4430 podem compre- ender sensores de posição que podem ser utilizados para detectar a posição da chave 4414, por exemplo. Consequentemente, o processa- dor 4422 pode usar as instruções de programa associadas ao disparo da viga com perfil em | do atuador de extremidade 1012 mediante a detecção, através dos sensores 4430, por exemplo, de que a chave 4414 está na primeira posição 4416; o processador 4422 pode usar as instruções de programa associadas ao fechamento da bigorna mediante detecção através dos sensores 4430, por exemplo, de que a chave 4414 está na segunda posição 4417; e o processador 4422 pode usar as ins- truções de programa associadas à articulação do atuador de extremi- dade 1012 mediante a detecção, através dos sensores 4430, por exem- plo, de que a chave 4418a, 4418b está na terceira ou na quarta posição 4418a, 4418b.

[0114] A Figura 27 é um diagrama de um sistema de posiciona- mento absoluto 11100 do instrumento cirúrgico robótico 10, sendo que o sistema de posicionamento absoluto 11100 compreende uma disposi- ção de circuito de acionamento controlado do motor que compreende uma disposição de sensor 11102, de acordo com um aspecto da pre- sente descrição. A disposição do sensor 11102 de um sistema de posi- cionamento absoluto 11100 fornece um sinal de posição único que cor- responde à localização de um membro de deslocamento 11111. Em um aspecto, o membro de deslocamento 11111 representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel acoplado ao instrumento cortante ou faca (por exemplo, instrumento cortante 1032 da Figura 11A, haste com perfil em | 3005 na Figura 12 e/ou haste com perfil em | 2514 nas Figuras 29 e 30) que compreende a primeira engrenagem acionada de corte 1226 em engate engrenado com a roda dentada de corte 1222, a segunda engrenagem de acionamento de corte 1228 em engate engre- nado com uma terceira engrenagem de acionamento de corte 1230 que é giratoriamente apoiada sobre a placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a engrenagem de cremalheira de corte

1206. Em outros aspectos, o membro de deslocamento 11111 repre- senta o membro de disparo acoplado ao instrumento cortante ou faca, que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de des- locamento 11111 representa a barra de disparo ou a viga com perfil em

| 3005, 2514 (Figuras 12, 30), cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento.

[0115] Consequentemente, conforme utilizado na presente inven- ção, o termo "membro de deslocamento" é utilizado geralmente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento cirúrgico robótico 10, como o membro de acionamento, o membro de disparo, a barra de dis- paro, o instrumento cortante, a faca e/ou a viga com perfil em | ou qual- quer elemento que possa ser deslocado. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto 11100 pode, com efeito, rastrear o deslo- camento da viga com perfil em | 3005, 2514 do instrumento cortante (Figuras 12, 29 e 30) mediante o rastreamento do deslocamento de um membro de acionamento longitudinalmente móvel. Em vários outros as- pectos, o membro de deslocamento 11111 pode ser acoplado a qual- quer sensor adequado para medir o deslocamento. Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, o membro de dis- paro, a barra de disparo ou a viga com perfil em |, ou combinações dos mesmos, podem ser acoplados a qualquer sensor de deslocamento adequado. Os sensores de deslocamento podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato. Os sensores de desloca- mento podem compreender transformadores lineares diferenciais variá- veis ("LVDT" - linear variable differential transformers), transdutores di- ferenciais de relutância variável ("DVRT" - differential variable reluc- tance transducers), um potenciômetro de corrediça, um sistema de de- tecção magnético que compreende um magneto móvel e uma série de sensores de efeito Hall dispostos de modo linearmente móvel, um sis- tema de detecção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de sensores de efeito Hall dispostos de modo linearmente móvel, um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores dispostos de modo linear- mente móvel, ou um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série de fotodiodos ou fotodetectores dispostos de modo linearmente móvel, ou qualquer combinação deles.

[0116] Um motor elétrico 11120 pode incluir um eixo de aciona- mento giratório 11116, que faz interface operacional com um conjunto de engrenagem 11114, que está montado em engate engrenado com um conjunto, ou cremalheira, de dentes de acionamento no membro de acionamento 11111. Um elemento sensor 11126 pode ser operacional- mente acoplado a um conjunto de engrenagem 11114, de modo que uma única revolução do elemento sensor 11126 corresponda à alguma translação longitudinal linear do membro de deslocamento 11111. Uma disposição de engrenagens e sensores 11118 pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição da cremalheira e do pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra co- nexão. Uma fonte de alimentação 11129 fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto 11100 e um indicador de saída 11128 pode mostrar a saída do sistema de posicionamento absoluto 11100. A inter- face para adaptação ao motor 11120 é mostrada nas Figuras 4 a 6,8 a 10, 11A e 11B.

[0117] Uma única revolução do elemento sensor 11126 associado ao sensor de posição 11112 é equivalente a um deslocamento longitu- dinal d1 do membro de deslocamento 11111, sendo que d1 é a distância longitudinal pela qual o membro de deslocamento 11111 se move do ponto "a" ao ponto "b" depois de uma única revolução do elemento sen- sor 11126 acoplado ao membro de deslocamento 11111. A disposição do sensor 11102 pode ser conectada por meio de uma redução de en- grenagem que resulta na conclusão de uma ou mais revoluções por parte do sensor de posição 11112 do curso completo do membro de deslocamento 11111. O sensor de posição 11112 pode concluir múlti- plas revoluções do curso completo do membro de deslocamento 11111.

[0118] Uma série de chaves 11122a a 11122n, onde n é um número inteiro maior que um, podem ser usadas sozinhas ou em combinação com redução de engrenagem para fornecer um sinal de posição único por mais de uma revolução do sensor de posição 11112. O estado das chaves 11122a a 11122n é retroinformado a um controlador 11104 que aplica lógica para determinar um sinal de posição única que corres- ponde ao deslocamento longitudinal d1 + d2 + ... dn do membro de aci- onamento 11111. A saída 11124 do sensor de posição 11112 é forne- cida ao controlador 11104. O sensor de posição 11112 da disposição do sensor 11102 pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciômetro, ou uma matriz de elemen- tos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de po- sição de sinais ou valores. O controlador 11104 pode estar contido no controlador mestre 11 ou pode estar contido no interior do comparti- mento da porção de montagem do instrumento 301.

[0119] O sistema de posicionamento absoluto 11100 fornece uma posição absoluta do membro de deslocamento 11111 com a energiza- ção do instrumento cirúrgico robótico 10 sem retrair ou avançar o mem- bro de acionamento 11111 para a posição de reinício (zero ou inicial), conforme pode ser o caso de codificadores giratórios convencionais que meramente contam o número de passos progressivos ou regressivos que o motor 11120 percorreu para inferir a posição de um atuador do dispositivo, barra de acionamento, faca e similares.

[0120] O controlador 11104 pode ser programado para realizar vá- rias funções, como o controle preciso da velocidade e da posição dos sistemas de articulação e corte. Em um aspecto, o controlador 11104 inclui um processador 11108 e uma memória 11106. O motor elétrico 11120 pode ser um motor de corrente contínua escovado com uma caixa de câmbio e conexões mecânicas com um sistema de articulação ou corte. Em um aspecto, um acionador de motor 11110 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de posicionamento absoluto 11100.

[0121] O controlador 11104 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição do membro de desloca- mento 11111 e dos sistemas de articulação. O controlador 11104 pode ser configurado para computar uma resposta no software do controlador

11104. A resposta computada é comparada a uma resposta medida do sistema real para se obter uma resposta "observada", que é usada para as decisões reais baseadas na realimentação. A resposta observada é um valor favorável e ajustado, que equilibra a natureza uniforme e con- tínua da resposta simulada com a resposta medida, o que pode detectar influências externas no sistema.

[0122] O sistema de posicionamento absoluto 11100 pode compre- ender e/ou ser programado para implementar um controlador de retroin- formação, como um PID, retroinformação do estado e controlador adap- tável. Uma fonte de alimentação 11129 converte o sinal do controlador de realimentação em uma entrada física para o sistema, nesse caso, a tensão. Outros exemplos incluem uma modulação por largura de pulso (PWM) de tensão, corrente e força. Outros sensores 11118 podem ser fornecidos para medir os parâmetros físicos do sistema físico, além da posição medida pelo sensor de posição 11112. Em um sistema de pro- cessamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto 1100 é acoplado a um sistema de captura de dados digitais em que a saída do sistema de posicionamento absoluto 11000 terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento ab- soluto 11100 pode compreender um circuito de comparação e combina- ção para combinar uma resposta computada com uma resposta medida através do uso de algoritmos, como uma média ponderada e um laço de controle teórico, que acionam resposta calculada em direção à res- posta medida. A resposta computada do sistema físico considera as propriedades, como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutân- cia, etc., para prever quais serão os estados e saídas do sistema físico, sabendo-se a entrada.

[0123] O acionador de motor 11110 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador A3941 11110 é um con- trolador de ponte inteira para uso com transístores de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFET) de potência externa de canal N, especificamente projetado para cargas indutivas, como moto- res CC escovados. O acionador 11110 compreende um regulador único de bomba de carga, fornece acionamento de porta completo (>10 V) para baterias com tensão até 7 V e possibilita que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser usado para fornecer a tensão ultrapassante à for- necida pela bateria necessária para os MOSFETs de canal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima permite a operação em corrente contínua (100% ciclo de trabalho). A ponte inteira pode ser acionada nos modos de queda rápida ou lenta usando diodos ou retificação sincronizada. No modo de queda lenta, a recirculação da corrente pode se dar por meio de FET do lado de cima ou do lado de baixo. Os FET de potência são protegidos do efeito shoot-through por meio de resistores com tempo morto programável. O diagnóstico inte- grado fornece indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para proteger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto-circuito. Outros aciona- dores de motor podem ser imediatamente substituídos para uso no sis- tema de posicionamento absoluto 11100.

[0124] A Figura 28 é um diagrama de um sensor de posição 11200 de um sistema de posicionamento absoluto 11100, que compreende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório, de acordo com um aspecto desta descrição. O sensor de posição 11200 pode ser im- plementado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 11200 faz interface com o controlador 11104 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto 11100. O sensor de posição 11200 é um componente de baixa tensão e de baixa potên- cia e inclui quatro elementos de efeito Hall 11228A, 11228B, 11228C, 11228D em uma área 11230 do sensor de posição 11200 que está situ- ada acima de um magneto 11202 situado em um elemento giratório as- sociado a um membro de deslocamento como, por exemplo, a engrena- gem de acionamento de corte 1228, 1230 e/ou a engrenagem de acio- namento de fechamento 1118, 1120, de modo que o deslocamento de um membro de disparo e/ou de um membro de fechamento possa ser rastreado com precisão. Um conversor ADC de alta resolução 11232 e um controlador de gerenciamento de potência inteligente 11238 são apresentados, também, no circuito integrado. Um processador CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) 11236, também conhecido como método de dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hi- perbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de consulta. A posição angu- lar, os bits de alarme e as informações de campo magnético são trans- mitidos através de uma interface de comunicação serial padrão, como uma interface SPI 11234, para o controlador 11104. O sensor de posi- ção 11200 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 11200 pode ser um circuito ASS055 fornecido em uma pequena emba- lagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4x4x0,85 mm.

[0125] Os elementos de efeito Hall 11228A, 11228B, 11228C, 11228D estão situados diretamente acima do magneto giratório 11202. O efeito Hall é um efeito bem conhecido e por conveniência não será descrito aqui em detalhes, no entanto, de modo geral, o efeito Hall pro- duz uma diferença de tensão (a tensão de Hall) através de um condutor elétrico transversal a uma corrente elétrica no condutor e um campo magnético perpendicular à corrente. O coeficiente de Hall é definido como a razão entre o campo elétrico induzido e o produto da densidade de corrente pelo campo magnético aplicado. É uma característica do material a partir do qual o condutor é feito, pois seu valor depende do tipo, do número e das propriedades dos portadores de carga que cons- tituem a corrente. No sensor de posição ASS5055 11200, os elementos de efeito Hall 11228A, 11228B, 11228C, 11228D são capazes de pro- duzir um sinal de tensão indicativo do posicionamento absoluto do mag- neto 11202 em termos do ângulo em relação a uma única revolução do magneto 11202. Esse valor do ângulo, que é um sinal de posição único, é calculado pelo processador CORDIC 11236 e armazenado integrado no sensor de posição ASS055 11200 em um registro ou memória. O valor do ângulo que é indicativo da posição do magneto 11202 durante uma revolução é fornecido ao controlador 11104 em uma variedade de técnicas, por exemplo, mediante energização ou demanda do controla- dor 11104.

[0126] O sensor de posição ASS055 11200 exige apenas alguns componentes externos para operar quando conectado ao controlador

11104. Seis fios são necessários para uma aplicação simples usando uma única fonte de alimentação: dois fios para alimentação e quatro fios 11240 para a interface SPI 11234 com o controlador 11104. Uma sétima conexão pode ser adicionada para enviar um sinal de interrupção ao controlador 11104 informando que um novo ângulo válido pode ser lido. Com a energização, o sensor de posição ASS055 11200 realiza uma sequência completa de energização, incluindo uma medição de ângulo. A conclusão desse ciclo é indicada como uma saída INT 11242, e o valor do ângulo é armazenado em um registro interno. Uma vez confi- gurada essa saída, o sensor de posição ASS055 11200 entra no modo suspenso. O controlador 11104 pode responder à solicitação INT na sa- ída INT 11242 mediante leitura do valor do ângulo no sensor da posição AS5055 11200 por intermédio da interface SPI 11234. Depois que o va- lor do ângulo é lido pelo controlador 11104, a saída INT 11242 é liberada novamente. O envio de um comando "ler ângulo" pela interface SPI 11234 por meio do controlador 11104 ao sensor de posição 11200 tam- bém energiza automaticamente o circuito integrado e inicia outra medi- ção de ângulo. Assim que o controlador 11104 tiver concluído a leitura do valor do ângulo, a saída INT 11242 é liberada e um novo resultado é armazenado no registro de ângulos. A conclusão dessa medição de ân- gulo é indicada novamente pela definição da saída INT 11242 e pela identificação correspondente no registro de estados.

[0127] Devido ao princípio de medição do sensor de posição AS5055 11200, apenas uma única medição de ângulo é realizada em tempo muito curto (-600 us) depois de cada sequência de energização. Assim que a medição de um ângulo é concluída, o sensor de posição ASS5055 11200 entra no estado desenergizado. Não há filtro do valor do ângulo por média digital implementado no circuito integrado, pois isso exigiria mais de uma medição de ângulo e, consequentemente, um tempo de energização mais longo, o que não é desejado em aplicações de baixa potência. A variação de ângulo pode ser reduzida obtendo-se a média de várias amostras de ângulo no controlador 11104. Por exem- plo, uma média de quatro amostras reduz a variação em 6 dB (50%).

[0128] A Figura 29 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade 2502 do instrumento cirúrgico robótico 10 que mostra um curso de disparo da viga com perfil em | 2514 em relação ao tecido 2526 preso no interior do atuador de extremidade 2502, de acordo com um aspecto da presente descrição. O atuador de extremidade 2502 é configurado para operar com o instrumento cirúrgico 10. O atuador de extremidade 2502 compreende uma bigorna 2516, um canal alongado 2503 com um cartucho de grampos 2518 posicionado no canal alongado 2503. Uma barra de disparo 2520 é transladável distalmente e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal 2515 do atuador de extremi- dade 2502. Quando o atuador de extremidade 2502 não é articulado, o atuador de extremidade 2502 está em linha com o eixo de acionamento do instrumento. Uma viga com perfil em | 2514 que compreende um gume cortante 2509 é ilustrada em uma porção distal da barra de dis- paro 2520. Um deslizador em cunha 2513 está posicionado no cartucho de grampos 2518. À medida que a viga com perfil em | 2514 traslada distalmente, o gume cortante 2509 entra em contato e pode cortar o tecido 2526 posicionado entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos

2518. Além disso, a viga com perfil em | 2514 entra em contato com o deslizador em cunha 2513 e o empurra distalmente, fazendo com que o deslizador em cunha 2513 entre em contato com os acionadores de grampos 2511. Os acionadores de grampo 2511 podem ser conduzidos para dentro dos grampos 2505, fazendo com que os grampos 2505 avancem através do tecido e para dentro de bolsos 2507 definidos na bigorna 2516, que formata os grampos 2505.

[0129] Um curso de disparo da viga com perfil em | 2514 exemplifi- cador é ilustrado por um gráfico 2529 alinhado com o atuador de extre- midade 2502. O tecido 2526 exemplificador também é mostrado ali- nhado com o atuador de extremidade 2502. O curso do membro de dis- paro pode compreender uma posição inicial do curso 2527 e uma posi- ção final do curso 2528. Durante um curso de disparo da viga com perfil em | 2514, a viga com perfil em | 2514 pode ser avançada distalmente a partir da posição inicial do curso 2527 para a posição final do curso

2528. A viga com perfil em | 2514 é mostrada em um local de exemplo de uma posição inicial do curso 2527. O gráfico 2529 de curso do mem- bro de disparo da viga com perfil em 1 2514 ilustra cinco regiões de curso do membro de disparo 2517, 2519, 2521, 2523, 2525. Em uma primeira região de curso de disparo 2517, a viga com perfil em | 2514 pode co- meçar a avançar distalmente. Na primeira região de curso de disparo 2517, a viga com perfil em | 2514 pode entrar em contato com o desli- zador de cunha 2513 e começar a movê-lo distalmente. Enquanto na primeira região, no entanto, o gume cortante 2509 pode não entrar em contato com o tecido e o deslizador em cunha 2513 pode não entrar em contato com um acionador de grampo 2511. Depois que o atrito estático é soprepujado, a força necessária para acionar a viga com perfil em | 2514 na primeira região 2517 pode ser substancialmente constante.

[0130] Na segunda região do curso do membro de disparo 2519, o gume cortante 2509 pode começar a entrar em contato e cortar o tecido

2526. Além disso, o deslizador em cunha 2513 pode começar a entrar em contato com os acionadores de grampo 2511 para acionar os gram- pos 2505. A força necessária para acionar a viga com perfil em | 2514 pode começar a aumentar gradualmente. Conforme mostrado, o tecido encontrado inicialmente pode ser comprimido e/ou mais delgado devido à maneira como a bigorna 2516 gira em relação ao cartucho de grampos

2518. Na terceira região do curso do membro de disparo 2521, o gume cortante 2509 pode entrar continuamente em contato e cortar o tecido 2526 e o deslizador em cunha 2513 pode entrar repetidamente em con- tato com os acionadores de grampos 2511. A força necessária para aci- onar a viga com perfil em | 2514 pode atingir o platô na terceira região

2521. Na quarta região do curso de disparo 2523, a força necessária para acionar a viga com perfil em | 2514 pode começar a diminuir. Por exemplo, o tecido na porção do atuador de extremidade 2502 corres- pondente à quarta região de disparo 2523 pode ser menos comprimido que o tecido mais próximo ao ponto de pivô da bigorna 2516, exigindo menos força para cortar. Além disso, o gume cortante 2509 e o desliza- dor em cunha 2513 podem alcançar o final do tecido 2526 enquanto na quarta região 2523. Quando a viga com perfil em | 2514 atinge a quinta região 2525, o tecido 2526 pode ser completamente separado. O desli- zador em cunha 2513 pode entrar em contato com um ou mais aciona- dores de grampos 2511 no ou próximo ao final do tecido. A força para avançar a viga com perfil em | 2514 através da quinta região 2525 pode ser reduzida e, em alguns exemplos, pode ser similar à força para acio- nar a viga com perfil em | 2514 na primeira região 2517. Na conclusão do curso do membro de disparo, a viga com perfil em | 2514 pode al- cançar a posição final do curso 2528. O posicionamento das regiões de curso do membro de disparo 2517, 2519, 2521, 2523, 2525 na Figura 29 é apenas um exemplo. Em alguns exemplos, as diferentes regiões podem começar em diferentes posições ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 2515, por exemplo, com base no posicionamento de tecido entre a bigorna 2516 e o cartucho de gram- pos 2518.

[0131] Conforme discutido acima e com referência agora às Figuras 27 a 29, o motor elétrico 11122 posicionado no controlador mestre 13 do instrumento cirúrgico 10 pode ser utilizado para avançar e/ou retrair o sistema de disparo do conjunto de eixo de acionamento, incluindo a viga com perfil em | 2514, em relação ao atuador de extremidade 2502 do conjunto de eixo de acionamento de modo a grampear e/ou cortar o tecido capturado no interior do atuador de extremidade 2502. A haste com perfil em | 2514 pode ser avançada ou retraída em uma velocidade desejada, ou dentro de uma faixa de velocidades desejadas. O contro- lador 1104 pode ser configurado para controlar a velocidade da haste com perfil em | 2514. O controlador 11104 pode ser configurado para prever a velocidade da haste com perfil em | 2514 com base em vários parâmetros da energia fornecida ao motor elétrico 11122, como tensão e/ou corrente, por exemplo, e/ou outros parâmetros operacionais do mo- tor elétrico 11122 ou influências externas. O controlador 11104 pode ser configurado para prever a velocidade da corrente da haste com perfil em | 2514 com base nos valores anteriores da corrente e/ou da tensão fornecidos ao motor elétrico 11122 e/ou nos estados anteriores do sis- tema, como velocidade, aceleração e/ou posição. O controlador 11104 pode ser configurado para detectar a velocidade da haste com perfil em 1 2514 com o uso do sistema de sensor de posicionamento absoluto aqui descrito. O controlador pode ser configurado para comparar a veloci- dade prevista da haste com perfil em | 2514 e a velocidade detectada da haste com perfil em | 2514 para determinar se a energia do motor elétrico 11122 precisa ser aumentada de forma a aumentar a velocidade da haste com perfil em | 2514 e/ou diminuída de forma a diminuir a ve- locidade da haste com perfil em | 2514.

[0132] A força que atua sobre a viga com perfil em | 2514 pode ser determinada com o uso de várias técnicas. A força sobre a viga com perfil em | 2514 pode ser determinada mediante a medição da corrente do motor 2504, em que a corrente do motor 2504 se baseia na carga sobre a viga com perfil em | 2514 à medida que ela avança distalmente. A força da viga com perfil em | 2514 pode ser determinada mediante o posicionamento de um medidor de tensão no membro de acionamento, no membro de disparo, na viga com perfil em | 2514, na barra de disparo e/ou em uma extremidade proximal do gume cortante 2509. A haste com perfil em | 2514 pode ser determinada pelo monitoramento da posição real da haste com perfil em | 2514 se movendo a uma velocidade espe- rada com base na velocidade ajustada atual do motor 11122 após um período de tempo predeterminado T; decorrido e pela comparação da posição real da haste com perfil em | 2514 em relação à posição espe- rada da haste com perfil em | 2514 com base na velocidade ajustada atual do motor 11122 no final do período T1. Dessa forma, se a posição real da viga com perfil em | 2514 for menor que a posição esperada da viga com perfil em | 2514, a força na viga com perfil em | 2514 é maior que uma força nominal. Por outro lado, se a posição real da viga com perfil em | 2514 for maior que a posição esperada da viga com perfil em | 2514, a força na viga com perfil em | 2514 é menor que a força nominal. A diferença entre as posições real e esperada da viga com perfil em | 2514 é proporcional ao desvio da força na viga com perfil em | 2514 a partir da força nominal.

[0133] A Figura 30 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 2500 configurado para operar o instrumento cirúrgico descrito neste documento, de acordo com um aspecto da presente des- crição. O instrumento cirúrgico robótico 2500 pode ser programado ou configurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de deslocamento, o deslocamento distal/proximal do tubo de fecha- mento, a rotação e articulação do eixo de acionamento, seja com um único tipo ou múltiplas ligações de acionamento de articulação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 2500 pode ser programado ou configu- rado para controlar individualmente um membro de disparo, um membro de fechamento, um membro de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação. O instrumento cirúrgico 2500 compreende um circuito de controle 2510 configurado para controlar membros de disparo acionados por motor, membros de fechamento, membros de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação.

[0134] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 2500 com- preende um circuito de controle 2510 configurado para controlar uma bigorna 2516 e uma porção de viga com perfil em | 2514 (incluindo um gume cortante afiado) de um atuador de extremidade 2502, um cartucho de grampos 2518 removível, um eixo de acionamento 2540 e um ou mais membros de articulação 2542a, 2542b através de uma pluralidade de motores 2504a a 2504e. Um sensor de posição 2534 pode ser con- figurado para fornecer retroinformação sobre a viga com perfil em 12514 ao circuito de controle 2510. Outros sensores 2538 podem ser configu- rados para fornecer retroinformação ao circuito de controle 2510. Um temporizador/contador 2531 fornece informações de temporização e contagem ao circuito de controle 2510. Uma fonte de energia 2512 pode ser fornecida para operar os motores 2504a a 2504e e um sensor de corrente 2536 fornece retroinformação de corrente do motor ao circuito de controle 2510. Os motores 2504a a 2504e podem ser operados indi- vidualmente pelo circuito de controle 2510 em um controle de retroinfor- mação de circuito aberto ou circuito fechado.

[0135] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 pode compreen- der um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros pro- cessadores adequados para executar instruções ao processador ou processadores. O circuito de controle 2510 pode ser implementado como um circuito de controle 961 (Figura 22), 800 (Figura 23), 810 (Fi- gura 24), 820 (Figura 25), 4420 (Figura 26). Em um aspecto, um circuito temporizador/contador 2531 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 2510 para correlacionar a posição da viga com perfil em | 2514, conforme determi- nado pelo sensor de posição 2534, com a saída do temporizador/conta- dor 2531 de modo que o circuito de controle 2510 possa determinar a posição da viga com perfil em | 2514 em um tempo específico (t) em relação a uma posição inicial ou tempo (t) quando a viga com perfil em | 2514 está em uma posição específica em relação a uma posição inicial. O circuito de temporizador/contador 2531 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos ex- ternos.

[0136] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 pode ser progra- mado para controlar funções do atuador de extremidade 2502 com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 2510 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 2510 pode ser programado para selecionar um programa de controle de disparo ou programa de controle de fechamento com base nas condi- ções do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 2510 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade inferior e/ou com potência mais baixa. Quando um o tecido mais fino está pre- sente, o circuito de controle 2510 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência. Um programa de controle de fechamento pode controlar a força de fechamento aplicada ao tecido pela bigorna 2516. Outros pro- gramas de controle controlam a rotação do eixo de acionamento 2540 e dos membros de articulação 2542a, 2542b.

[0137] Em um aspecto, o circuito de controle de motor 2510 pode gerar sinais de ponto de ajuste do motor. Os sinais de ponto de ajuste do motor podem ser fornecidos para vários controladores de motor 2508a a 2508e. Os controladores de motor 2508a a 2508e podem com- preender um ou mais circuitos configurados para fornecer sinais de aci- onamento do motor para os motores 2504a a 2504e de modo a acionar os motores 2504a a 2504e, conforme descrito aqui. Em alguns exem- plos, os motores 2504a a 2504e podem ser motores elétricos de cor- rente contínua com escova. Por exemplo, a velocidade dos motores 2504a a 2504e pode ser proporcional aos respectivos sinais de aciona- mento do motor. Em alguns exemplos, os motores 2504a a 1540e po-

dem ser motores elétricos de corrente contínua sem escovas e os res- pectivos sinais de acionamento do motor 2524a a 2524e podem com- preender um sinal modulado por largura de pulso (PWM) fornecido a um ou mais enrolamentos do estator dos motores 2504a a 2504e. Além disso, em alguns exemplos, os controladores de motor 2508a a 2508e podem ser omitidos e o circuito de controle 2510 pode gerar diretamente os sinais de acionamento do motor 2524a a 2524e.

[0138] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 pode operar ini- cialmente cada um dentre os motores 2504a a 2504e em uma configu- ração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto do curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do ins- trumento 2500 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 2510 pode selecionar um programa de controle de disparo em uma configuração de circuito fechado. A resposta do instrumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a por- ção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 2504 durante a por- ção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 2510 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslo- camento. Por exemplo, durante uma porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 2510 pode modular o motor 2504 com base nos dados de translação que descrevem uma posição do membro de deslocamento em uma maneira de circuito fechado para transladar o membro de deslocamento em uma velocidade constante.

[0139] Em um aspecto, os motores 2504a a 2504e podem receber energia de uma fonte de energia 2512. A fonte de energia 2512 pode ser uma fonte de energia de corrente contínua acionada por uma fonte de energia de corrente principal alternada, uma bateria, um supercapa- citor ou qualquer outra fonte de energia 2512 adequada.

Os motores 2504a a 2504e podem ser mecanicamente acoplados a elementos me- cânicos individuais móveis como a viga com perfil em | 2514, a bigorna 2516, o eixo de acionamento 2540, a articulação 2542a e a articulação 2542b, através das respectivas transmissões 2506a a 2506e.

As trans- missões 2506a a 2506e podem incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar os motores 2504a a 2504e aos elementos mecânicos móveis.

Um sensor de posição 2534 pode detectar uma posição da haste com perfil em | 2514. O sensor de posi- ção 2534 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja ca- paz de gerar dados de posição que indicam uma posição da haste com perfil em | 2514. Em alguns exemplos, o sensor de posição 2534 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 2510 conforme a haste com perfil em | 2514 trans- lada distalmente e proximalmente.

O circuito de controle 2510 pode ras- trear os pulsos para determinar a posição da haste com perfil em | 2514. Outro sensor de posição adequado pode ser usado, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade.

Outros tipos de sensores de posi- ção podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da haste com perfil em | 2514. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 2534 pode ser omitido.

Quando qualquer um dentre os motores 2504a a 2504e for um motor de passo, o circuito de controle 2510 pode rastrear a posição da viga com perfil em | 2514 ao agregar o número e a direção das etapas que o motor 2504 foi instruído a executar.

O sensor de posição 2534 pode estar situado no atuador de extremidade 2502 ou em qualquer outra porção do instrumento.

As saídas de cada um dos motores 2504a a 2504e incluem um sensor de torque 2544a a 2544e para detectar força e possui um codificador para detectar a rotação do eixo de acionamento.

[0140] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 é configurado para acionar um membro de disparo como a porção da viga com perfil em | 2514 do atuador de extremidade 2502. O circuito de controle 2510 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 2508a, o qual fornece um sinal de acionamento para o motor 2504a. O eixo de acionamento de saída do motor 2504a é acoplado a um sensor de tor- que 2544a e a uma transmissão 2506a que é acoplada à viga com perfil em | 2514. A transmissão 2506a compreende elementos mecânicos mó- veis, como elementos rotativos, e um membro de disparo para controlar distal e proximalmente o movimento da viga com perfil em | 2514 ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade

2502. Em um aspecto, o motor 2504a pode ser acoplado ao conjunto de engrenagem de corte 1220, que inclui um conjunto de redução de en- grenagem de corte 1224 que inclui uma primeira engrenagem de acio- namento de corte 1226 e uma segunda engrenagem de acionamento de corte 1228. Conforme pode ser visto nas Figuras 9 e 10, o conjunto de redução de engrenagem de corte 1224 é montado de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 de modo que a primeira en- grenagem de acionamento de corte 1226 está em engate engrenado com a roda dentada de corte 1222. De modo semelhante, a segunda engrenagem de acionamento de corte 1228 está em engate engrenado com uma terceira engrenagem de acionamento de corte 1230 que é su- portada de modo giratório sobre a placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a engrenagem de cremalheira de corte

1206. Um sensor de torque 2544a fornece um sinal de retroinformação da força de disparo para o circuito de controle 2510. O sinal de força de disparo representa a força necessária para disparar ou deslocar a viga com perfil em | 2514. Um sensor de posição 2534 pode ser configurado para fornecer a posição da viga com perfil em | 2514 ao longo do curso de disparo ou da posição do membro de disparo como um sinal de re- troinformação ao circuito de controle 2510. O atuador de extremidade 2502 pode incluir sensores adicionais 2538 configurados para fornecer sinais de retroinformação para o circuito de controle 2510. Quando pronto para uso, o circuito de controle 2510 pode fornecer um sinal de disparo ao controle do motor 2508a. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 2504a pode acionar o membro de disparo distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 2502 a partir de uma posição proximal de início de curso até uma posição de fim de curso distal da posição de início do curso. À medida que o membro de deslocamento translada distalmente, uma viga com perfil em | 2514 com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, avança distalmente para cortar o tecido situado entre o cartucho de grampos 2518 e a bigorna 2516.

[0141] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 é configurado para acionar um membro de fechamento, como a porção de bigorna 2516 do atuador de extremidade 2502. O circuito de controle 2510 for- nece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 2508b, que fornece um sinal de acionamento para o motor 2504b. O eixo de acionamento de saída do motor 2504b é acoplado a um sensor de tor- que 2544b e a uma transmissão 2506b, que é acoplada à bigorna 2516. A transmissão 2506b compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos e um membro de fechamento, para controlar o mo- vimento da bigorna 2516 entre as posições aberta e fechada. Em um aspecto, o motor 2504b é acoplado a um conjunto de engrenagem de fechamento 1110, que inclui um conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 que é suportado em engate engrenado com a roda dentada de fechamento 1112. Conforme pode ser visto nas Figuras 9 e 10, o conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 inclui uma engrenagem acionada 1116 que é suportada de modo giratório em engate engrenado com a roda dentada de fechamento 1112. O conjunto de engrenagem de redução de fechamento 1114 inclui adicionalmente uma primeira engrenagem de acionamento de fechamento 1118 que está em engate engrenado com uma segunda engrenagem de aciona- mento de fechamento 1120 que é suportada de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com a engre- nagem de cremalheira de fechamento 1106. O sensor de torque 2544b fornece um sinal de retroinformação de força de fechamento para o cir- cuito de controle 2510. O sinal de retroinformação de força de fecha- mento representa a força de fechamento aplicada à bigorna 2516. O sensor de posição 2534 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 2510. Sensores adicionais 2538 no atuador de ex- tremidade 2502 podem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 2510. Um deslizador pivotante 2516 está posicionado oposto ao cartucho de grampos 2518. Quando pronto para uso, o circuito de controle 2510 pode fornecer um sinal de fechamento ao controle do motor 2508b. Em resposta ao sinal de fecha- mento, o motor 2504b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518.

[0142] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 é configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de aciona- mento 2540, para girar o atuador de extremidade 2502. O circuito de controle 2510 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 2508c, que fornece um sinal de acionamento para o motor 2504c. O eixo de acionamento de saída do motor 2504c é acoplado a um sen- sor de torque 2544c e a uma transmissão 2506c, que é acoplada ao eixo de acionamento 2540. A transmissão 2506c compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos, para controlar a rotação do eixo de acionamento 2540 no sentido horário ou no sentido anti-ho- rário até e acima de 360º. Em um aspecto, o motor 2504c é acoplado ao conjunto de transmissão giratório 1069, que inclui um segmento de engrenagem de tubo 1062 que é formado sobre (ou fixado a) a extremi- dade proximal 1060 do tubo de fechamento proximal 1040 para engate operacional por um conjunto de engrenagem rotacional 1070 que é su- portado operacionalmente na placa de montagem do instrumento 302. Conforme mostrado na Figura 8, o conjunto de engrenagem giratória 1070, em ao menos um aspecto, compreende uma engrenagem de aci- onamento de rotação 1072 que é acoplada a um primeiro correspon- dente dentre os discos ou elementos acionados 304 no lado do adapta- dor 307 da placa de montagem do instrumento 302 quando a porção de montagem do instrumento 300 é acoplada ao conjunto de acionamento do instrumento 101. Consulte Figura 6. O conjunto de engrenagem gi- ratória 1070 compreende adicionalmente uma engrenagem acionada gi- ratória 1074 que é suportada de modo giratório na placa de montagem do instrumento 302 em engate engrenado com o segmento de engrena- gem do tubo 1062 e a engrenagem de acionamento de rotação 1072. O sensor de torque 2544c fornece um sinal de retroinformação de força de rotação para o circuito de controle 2510. O sinal de retroinformação da força de rotação representa a força de rotação aplicada ao eixo de aci- onamento 2540. O sensor de posição 2534 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroin- formação para o circuito de controle 2510. Sensores adicionais 2538, como um codificador de eixo de acionamento, podem fornecer a posição rotacional do eixo de acionamento 2540 para o circuito de controle 2510.

[0143] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 é configurado para articular o atuador de extremidade 2502. O circuito de controle 2510 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 2508d, que fornece um sinal de acionamento para o motor 2504d. O eixo de acionamento de saída do motor 2504d é acoplado a um sensor de torque 2544d e a uma transmissão 2506d que é acoplada a um mem- bro de articulação 2542a. A transmissão 2506d compreende elementos mecânicos móveis, como elementos de articulação, para controlar a ar- ticulação do atuador de extremidade 2502 +65º. Em um aspecto, o mo- tor 2504d é acoplado a uma porca de articulação 1260, que é assentada de modo giratório sobre a porção de extremidade proximal da porção de coluna distal 1050 e é acionada de modo giratório na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação 1270. Mais especificamente e com referência à Figura 8, em ao menos um aspecto, o conjunto de engrenagem de articulação 1270 inclui uma roda dentada de articulação 1272 que é acoplada a um quarto dentre os discos ou elementos acio- nados 304 correspondentes no lado adaptador 307 da placa de monta- gem do instrumento 302. O sensor de torque 2544d fornece um sinal de retroinformação da força de articulação para o circuito de controle 2510. O sinal de retroinformação da força de articulação representa a força de articulação aplicada ao atuador de extremidade 2502. Os sensores 2538, como um codificador de articulação, podem fornecer a posição de articulação do atuador de extremidade 2502 para o circuito de controle

2510.

[0144] Em um outro aspecto, a função de articulação do sistema cirúrgico robótico 10 pode compreender dois membros de articulação 2542a, 2542b ou ligações. Esses membros de articulação 2542a, 2542b são acionados por discos separados na interface do robô (a crema- lheira), que são acionados pelos dois motores 2508d, 2508e. Quando o motor de disparo separado 2504a é fornecido, cada ligação de articula- ção 2542a, 2542b pode ser antagonicamente acionada em relação à outra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à cabeça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articulação 2542a, 2542b, ou ligações, se fixam à cabeça em um raio fixo quando a cabeça é girada. Consequentemente, a vantagem mecâ- nica da ligação de empurrar e puxar se altera quando a cabeça é girada. Esta alteração na vantagem mecânica pode ser mais pronunciada com outros sistemas de acionamento da ligação de articulação.

[0145] Em um aspecto, o atuador de extremidade 2502 pode ser implementado como o atuador de extremidade cirúrgico 1012, 3000, 5650, 6460, 6470 mostrado e descrito em conjunto com as Figuras 4, 6, 8 a 12, 15A, 15B, 19, 20 e 21. Em um aspecto, a porção de viga com perfil em | 2514 do atuador de extremidade 2502 pode ser implementada como o membro de corte 1032, 3005, 2514 mostrado e descrito em con- junto com as Figuras 11A, 12, 29. A viga com perfil em | 2514 compre- ende um corpo de corte que sustenta operacionalmente uma lâmina de corte de tecido 2509 (Figura 29) na mesma. Em um aspecto, a porção de bigorna 2516 do atuador de extremidade 2502 pode ser implemen- tada como a bigorna 1024, 3002, 5502, 5602, 6472 mostrada e descrita em conjunto com as Figuras 4,6 a 14, 20 e 21.

[0146] Em um aspecto, o um ou mais motores 2504a a 2504e po- dem compreender um motor de corrente contínua com escova com uma caixa de câmbio e ligações mecânicas a um membro de disparo, mem- bro de fechamento ou membro de articulação. Um outro exemplo são motores elétricos 2504a a 2504e que operam os elementos mecânicos móveis, como o membro de deslocamento, as ligações de articulação, o tubo de fechamento e o eixo de acionamento. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, cor- pos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que age em oposição a um motor elétrico 2504a a 2504e. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação de- sejada do sistema físico.

[0147] Em um aspecto, o sensor de posição 2534 pode ser imple- mentado como um sistema de posicionamento absoluto, conforme mos- trado e descrito em conjunto com as Figuras 27 e 28. Em um aspecto, o sensor de posição 2534 pode compreender um sistema de posiciona- mento magnético giratório absoluto implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 2534 pode fazer interface com o circuito de controle 2510 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir múltiplos elementos de efeito Hall situados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC (para Computador Digital para Rotação de Coordenadas), também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.

[0148] Em um aspecto, o circuito de controle 2510 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 2538. Os sensores 2538 po- dem ser posicionados no atuador de extremidade 2502 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 2500 a fim de medir os vários parâmetros derivados como a distância do vão em função do tempo, a compressão do tecido em função do tempo e a deformação da bigorna em função do tempo. Os sensores 2538 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, uma célula de carga, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor de torque, um sensor indutivo como um sensor de corrente pa- rasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 2502. Os sensores 2538 podem incluir um ou mais sensores. Os sensores 2538 podem estar situados na plataforma do cartucho de grampos 2518 para determinar a localização do tecido com o uso de eletrodos segmentados. Os sensores de torque 2544a a 2544e podem ser configurados para detectar força, como força de dis- paro, força de fechamento e/ou força de articulação, entre outros. Con- sequentemente, o circuito de controle 26510 pode detectar: (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua po- sição; (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posição; (3) qual porção do cartucho de grampos 2518 tem tecido sobre ela; e (4) detectar a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.

[0149] Em um aspecto, o um ou mais sensores 2538 podem com- preender um medidor de esforço como, por exemplo, um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bi- gorna 2516 durante uma condição pinçada. O medidor de tensão for- nece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 2538 podem compreender um sensor de pressão configu- rado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido com- primido entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. Os senso- res 2538 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situ- ado entre os mesmos.

[0150] Em um aspecto, os sensores 2538 podem ser implementa- dos como uma ou mais chaves de limite, dispositivos eletromecânicos, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos magne- torresistivos (MR), dispositivos magnetorresistivos gigantes ("GMR" - gi- ant magneto-resistive), magnetômetros, entre outros. Em outras imple- mentações, os sensores 2538 podem ser implementados como chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, entre ou- tros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, FET semicondu- tor de óxido metálico (MOSFET), bipolares, e similares). Em outras im- plementações, os sensores 2538 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, dentre outros.

[0151] Em um aspecto, os sensores 2538 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 2516 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 2538 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e a bigorna 2516 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento na bigorna 2516. As forças exercidas sobre a bigorna 2516 podem ser representativas da compressão do tecido experimen- tada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. O um ou mais sensores 2538 podem ser posiciona- dos em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bi- gorna 2516 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 2538 podem ser amostrados em tempo real durante uma ope- ração de preensão pelo processador do circuito de controle 2510. O cir- cuito de controle 2510 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 2516.

[0152] Em um aspecto, um sensor de corrente 2536 pode ser utili- zado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 2504a a 2504e. A força necessária para avançar qualquer um dentre os elemen- tos mecânicos móveis, como a viga com perfil em | 2514, corresponde à corrente drenada por um motor 2504a a 2504e. A força medida é con- vertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 2510. O circuito de controle 2510 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover uma viga com perfil em | 2514 no atuador de extremidade 2502 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico robótico 2500 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um dentre qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a um PID, uma re- troinformação de estado, um LQR (controlador linear quadrático) e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico robótico 2500 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do con- trolador de retroinformação em uma entrada física, como tensão do es- tojo, tensão modulada por largura de pulso, tensão modulada por fre- quência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.

[0153] Em alguns aspectos, um algoritmo de controle é fornecido para manipular um par de braços de articulação configurados para con- trolar um ângulo de articulação de um atuador de extremidade do ins- trumento cirúrgico robótico. Outros aspectos da presente descrição se concentram no sistema de braço robótico, incluindo o par de braços de articulação acoplados ao atuador de extremidade e guiados por motores independentes, por exemplo, os motores 2504d e 2504e. Os dois bra- ços de articulação são projetados para exercer forças antagônicas com- petindo um contra o outro e cujas magnitudes são distribuídas de acordo com uma razão especificada no algoritmo de controle. A razão entre as forças antagônicas pode ser usada para determinar o ângulo de articu- lação da cabeça ou do atuador de extremidade do braço cirúrgico robó- tico. Em um aspecto, a presente descrição fornece algoritmos de con- trole para gerir com segurança os movimentos de dois ou mais desses componentes quando há uma inter-relação.

[0154] Com referência à Figura 31, a ilustração 13500 mostra um exemplo de porção estrutural de um braço cirúrgico robótico que inclui dois braços de articulação conectados a um atuador de extremidade, de acordo com alguns aspectos da presente descrição. Aqui, o atuador de extremidade inclui uma bigorna 13502 conectada ao braço de articula- ção direito 13504 e ao braço de articulação esquerdo 13506. O braço de articulação direito 13504 inclui uma ligação de articulação direita 13508 e uma barra de articulação direita 13510. Esses dois componen- tes são conectados por meio de uma dobradiça, conforme mostrado. De modo similar, o braço de articulação esquerdo 13506 inclui uma ligação de articulação esquerda 13512 e uma barra de articulação esquerda

13514. Conforme mostrado, os braços de articulação esquerdo e direito são conectados ao atuador de extremidade por meio de dobradiças ao lado do canal 13520. As forças de tração ou de empurramento dos bra- ços de articulação esquerdo e direito podem fazer com que o atuador de extremidade articule ao redor dos pivôs de articulação 13518. A liga- ção de pivô fora de centro 13516 ajuda a estabilizar o atuador de extre- midade à medida que é articulado, devido à ligação fora de centro 13516 ser posicionada de maneira estável no eixo de acionamento onde os braços de articulação residem, o que não é mostrado aqui para propó- sitos de ilustração. A bigorna 13502 é acoplada às juntas de articulação através do retentor da bigorna 13522.

[0155] Com referência às Figuras 32 a 34, são mostrados exemplos de como os movimentos dos braços de articulação fazem com que o atuador de extremidade articule, de acordo com alguns aspectos. Na Figura 32, a bigorna 13502 está em uma posição neutra ou reta em re- lação aos braços de articulação 13504 e 13506. Na Figura 33, o braço de articulação esquerdo 13506 é movido para cima ao longo da direção B, enquanto, simultaneamente, o braço de articulação direito 13504 é movido para baixo ao longo da direção C. Como as dobradiças dos bra- ços de articulação que se conectam ao atuador de extremidade estão posicionadas em lados opostos do pivô de articulação 13518, esses mo- vimentos descritos fazem com que a bigorna 13502 articule no sentido anti-horário A, conforme mostrado. Isso é consistente ao se notar que a dobradiça do braço de articulação esquerdo 13506 está à direita do pivô 13518 e, portanto, um movimento ascendente na direção B é consis- tente com um movimento no sentido anti-horário. De modo similar, como a dobradiça conectando o braço de articulação direito 13504 está posi- cionada à esquerda do pivô 13518, um movimento descendente em di- reção C é consistente com um movimento no sentido anti-horário. Em contrapartida, conforme mostrado na Figura 34, os movimentos inver- sos dos braços de articulação fazem com que a bigorna 13502 se mova na direção reversa, isto é, no sentido horário. Ou seja, um movimento do braço de articulação direito 13504 na direção ascendente B e qual- quer movimento simultâneo do braço de articulação esquerdo 13506 na direção descendente C cria um movimento no sentido horário da bigorna 13502 ao redor do pivô 13518.

[0156] Com referência à Figura 35, de acordo com alguns aspectos, o momento de pivô do atuador de extremidade está realmente fora da linha central da estrutura do eixo de acionamento. É mostrada aqui a linha central 13528 do eixo de acionamento 13524, que representa o ponto equidistante aos lados opostos do retentor de canal 13526. As barras de articulação esquerda e direita 13514 e 13510 estão posicio- nadas dentro do retentor de canal 13526 em um espaçamento equidis- tante da linha central 13528. Entretanto, o pivô de articulação 13518 é posicionado ligeiramente fora de centro, como a uma distância 13530 da linha central 13528. Isso, por sua vez, tem a ligação de articulação esquerda 13512 posicionada mais distante da linha central 13528 para se conectar ao canal 13520, em comparação com onde a ligação de articulação direita 13508 está conectada ao canal 13520. A assimetria desse design pode ter vários propósitos. Por exemplo, o design assimé- trico pode criar uma configuração mais estável quando os braços de articulação são orientados um em cima do outro, por exemplo, a barra de articulação direita 13510 está acima da barra de articulação es- querda 13514, em oposição ao eixo de acionamento sendo girado 90º, de modo que os braços de articulação estejam lado a lado entre si. Os efeitos da gravidade criam uma necessidade de maior estabilidade so- bre o topo do atuador de extremidade, sugerindo um desequilíbrio de forças a ser aplicado aos braços de articulação. Segundo, o design as- simétrico cria, também, um algoritmo de controle com propriedades as- simétricas. Isso cria um conjunto de razões forçadas entre os dois bra- ços de articulação que é único em cada ponto, no sentido de que a re- lação de forças entre os dois braços de articulação sempre será dife- rente. Esse design pode ajudar a diagnosticar problemas e questões de depuração entre a interação dos dois braços de articulação porque é conhecido que o perfil da razão da força é único em cada ponto.

[0157] Com referência à Figura 36, a ilustração 13600 mostra um exemplo de gráfico que representa uma quantidade de força aplicada por ambos os braços de articulação como função de um grau de articu- lação da cabeça a partir da linha central horizontal, de acordo com al- guns aspectos. Conforme mostrado, o gráfico 13600 mostra a força como o eixo geométrico Y 13602 e um grau de articulação de uma linha central horizontal representa o eixo geométrico X 13604. O valor má- ximo 13606 representa a quantidade máxima de força que os motores podem aplicar aos braços de articulação. Neste exemplo, a curva 13608 representa uma quantidade de força que deve ser aplicada ao braço de articulação esquerdo 13506 como função do ângulo de articulação de- sejado de acordo com o eixo geométrico X 13604 e a curva 13610 re- presenta uma quantidade de força que deve ser aplicada ao braço de articulação direito 13504 como função do mesmo ângulo de articulação desejado. Neste exemplo, a faixa máxima de articulação é +/-60º da linha central.

[0158] Em alguns aspectos, fazer com que a cabeça/atuador de ex- tremidade se articule envolve aplicar forças a ambos os braços de arti- culação em uma relação antagônica. Por exemplo, cada motor acoplado aos braços de articulação pode exercer forças de tração em ambos os braços de articulação ao mesmo tempo. A razão entre a quantidade de força de tração entre os dois braços de articulação pode determinar o ângulo no qual a cabeça/atuador de extremidade articula. Essa razão de forças pode ser mapeada ou representada pelo gráfico 13600.

[0159] Por exemplo, a fim de fazer com que a cabeça/atuador de extremidade seja articulada 45º da linha central, uma força de tração da magnitude do comprimento E deve ser aplicada ao braço de articulação direito, de acordo com a curva 13610. Simultaneamente, uma força de tração da magnitude do comprimento F deve ser aplicada ao braço de articulação esquerdo, de acordo com a curva 13608. Em geral, a razão entre as magnitudes E e F pode ditar qual ângulo de articulação é ob- tido, em vez da magnitude absoluta das próprias forças.

[0160] Como outro exemplo, uma vez que pivô de articulação 13518 é situado fora do centro, a quantidade de contrabalanceamento, ou for- ças antagônicas, necessárias para estabilizar a cabeça/atuador de ex- tremidade em 0º nivelado não é igual entre os dois braços de articula- ção. Isso é exemplificado pelas forças E' e F', que são quantidades di- ferentes de força aplicadas aos dois braços de articulação no ponto de 0º no gráfico 13600.

[0161] Com referência à Figura 37, é mostrado um exemplo de como forças antagonistas podem ser aplicadas aos dois braços de arti- culação para fazer com que a cabeça/atuador de extremidade articule 60º da linha central, de acordo com alguns aspectos. Aqui, um motor acoplado ao braço de articulação direito 13504 pode aplicar uma força de tração substancialmente maior que uma força de tração aplicada por um segundo motor ao braço de articulação esquerdo 13506. A razão exata das forças entre os dois braços de articulação pode ser determi- nada pelo exemplo de gráfico de algoritmo de controle 13600 na Figura 36, de acordo com as quantidades de forças ilustradas na linha de 60º no gráfico. A maior quantidade de força de tração aplicada ao braço de articulação direito 13504 em comparação com o braço de articulação esquerdo 13506 resulta no fato de que o braço de articulação direito 13504 é puxado para a direita na Figura 37. Consequentemente, como resultado dessa razão de forças, o braço de articulação esquerdo 13506 se move para a esquerda ou é empurrado em direção à cabeça/atuador de extremidade. Entretanto, como ainda há uma certa quantidade de força de tração que é aplicada ao braço de articulação esquerdo 13506, as forças antagônicas efetivamente contrabalanceiam ou equilibram em um ponto de modo que a cabeça/atuador de extremidade articula 60º da linha central, conforme mostrado.

[0162] Com referência à Figura 38, é mostrado um outro exemplo de como forças podem ser aplicadas aos dois braços de articulação para fazer com que a cabeça/atuador de extremidade articule 30º da linha central, de acordo com alguns aspectos. Aqui, o motor acoplado ao braço de articulação direito 13504 pode aplicar uma força de tração maior que a força de tração aplicada ao braço de articulação esquerdo 13506 pelo segundo motor. Nesse caso, a diferença entre as forças não é tão substancial quanto as descritas na Figura 37. Como exemplo, a razão exata das forças entre os dois braços de articulação pode ser de- terminada pelo exemplo de gráfico de algoritmo de controle 13600 na Figura 36, de acordo com a quantidade de forças ilustradas no ponto de 30º no gráfico. Portanto, pode ser visto que a razão das duas forças é menor, o que significa que a força de compensação, menor, aplicada ao braço de articulação esquerdo 13506 tem uma magnitude mais próxima à força predominante aplicada ao braço de articulação direito 13504. À partir da posição de articulação na ilustração da Figura 37, a alteração nas forças aplicadas aos dois braços de articulação na Figura 38 resulta em uma força eficaz Fe 13706 aplicada à cabeça/atuador de extremi- dade na Figura 38. As setas 13702 e 13704 representam as mudanças na força aplicada aos seus respectivos braços de articulação em relação às forças ilustradas na Figura 37 anterior.

[0163] Com referência à Figura 39, é mostrado um terceiro exemplo de como forças podem ser aplicadas aos dois braços de articulação para fazer com que a cabeça/atuador de extremidade articule de volta para a posição central ou neutra, de acordo com alguns aspectos. Aqui, o motor acoplado ao braço de articulação direito 13504 pode aplicar uma força de tração menor que uma força de tração aplicada ao braço de articulação esquerda 13506 pelo segundo motor. Conforme mos- trado no gráfico 13600 da Figura 36, a força de tração antagonista do braço de articulação esquerdo 13506 é, na verdade, maior que a força aplicada ao braço de articulação direito 13504 no ponto 0º. Isso faz sen- tido quando se considera que o pivô de articulação 13518 está fora de centro e mais próximo à dobradiça do braço de articulação esquerdo

13506. Isso exige que o braço de articulação esquerdo 13506 forneça mais torque em relação ao braço de articulação direito 13504 para equi- librar as forças. Nesse exemplo, a alteração na quantidade de forças aplicadas a ambos os braços de articulação em comparação com a Fi- gura 38 resulta na em uma força eficaz Fe 13806 sendo aplicada até o centro de massa da cabeça/atuador de extremidade.

[0164] Com referência à Figura 40, é ilustrado um diagrama de fluxo lógico representando um processo 13900 de um programa de controle ou uma configuração lógica para fazer com que um atuador de extremi- dade de um sistema cirúrgico robótico se articule com base no controle de dois braços de articulação independentes, de acordo com alguns as- pectos. Conforme mostrado na Figura 30, o circuito de controle 2510 pode ser configurado para comandar um controle de motor 2508d e um controle de motor 2508e. Estes podem ser acoplados aos respectivos motores 2504d e 2504e. Esses motores podem, por fim, respectiva- mente criar uma força de tração ou empurramento aplicada aos braços de articulação 13504 e 13506. A natureza independente dos dois moto- res, enquanto são utilizados para controlar a articulação de um único atuador de extremidade, possibilita um design simples que é mais fácil de programar de maneira precisa e também de diagnosticar problemas e as peças a serem substituídas.

[0165] O circuito de controle, por exemplo, circuito de controle 2510, pode ser configurado para fazer 13902 com que o primeiro motor de articulação, por exemplo, o motor 2504d, aplique uma primeira força ao primeiro braço de articulação, por exemplo, braço de articulação 2542a ou qualquer um dentre os braços de articulação 13504 e 13506. Em alguns aspectos, a primeira força pode ser uma força de tração configu- rada para puxar o primeiro braço de articulação proximalmente na dire- ção do motor, enquanto, em outros casos, a força pode ser uma força de empurramento na direção oposta em relação ao atuador de extremi- dade.

[0166] O circuito de controle pode ser configurado para fazer 13904 com que o segundo motor de articulação, por exemplo, o motor 2504e, aplique uma segunda força a um segundo braço de articulação, por exemplo, o braço de articulação 2542b ou qualquer um dentre os braços de articulação 13504 e 13506. A segunda força aplicada é antagonista à primeira força, o que significa que a segunda força resulta em uma força de contrabalanceamento ou equilíbrio na direção oposta à primeira força. Conforme mostrado nas Figuras anteriores, esta força antago- nista pode ser uma força de tração que gera um torque a ser aplicado na direção oposta ao redor do pivô de articulação do atuador de extre- midade. Em outros aspectos, se a primeira força é uma força de empur-

ramento, então, a segunda força pode, também, ser uma força de em- purramento aplicada em uma direção oposta em relação ao atuador de extremidade.

[0167] O atuador de extremidade que é acoplado ao primeiro e ao segundo braço de articulação articula 13906 ao redor de um pivô, onde o grau de articulação é baseado em uma razão entre a primeira e a segunda força. Se o pivô ao redor do qual o atuador de extremidade articula é posicionado entre as dobradiças que ligam o atuador de ex- tremidade aos dois braços de articulação, então, a segunda força anta- gonista deve ser um tipo de força igual à primeira força, por exemplo, ambas são forças de tração ou ambas são forças de empurramento. Por outro lado, se ambas as dobradiças que conectam os dois braços de articulação ao atuador de extremidade estão situadas no mesmo lado do pivô de articulação, então, a segunda força antagonista deve ser um tipo de força oposto à primeira força, por exemplo, uma é uma força de tração e a outra é uma força de empurramento. Conforme mostrado nos exemplos anteriores, o pivô de articulação pode estar situado fora de centro a partir da linha central, possibilitando uma única razão de forças em todos os ângulos de articulação.

[0168] As funções ou os processos 13900 aqui descritos podem ser executados por qualquer um dos circuitos de processamento aqui des- critos, como o circuito de controle 961 (Figura 22), 800 (Figura 23), 810 (Figura 24), 820 (Figura 25), 4420 (Figura 26) e/ou o circuito de controle 2510 (Figura 30). Aspectos do instrumento cirúrgico motorizado podem ser praticados sem os detalhes específicos aqui revelados. Alguns as- pectos foram mostrados como diagramas de bloco em vez de detalhes.

[0169] Partes desta descrição podem ser apresentadas em termos de instruções que operam em dados armazenados em uma memória do computador. Um algoritmo se refere a uma sequência autoconsistente de etapas que levam ao resultado desejado, em que uma "etapa" se refere à manipulação de quantidades físicas que podem assumir a forma de sinais elétricos ou magnéticos que possam ser armazenados, transferidos, combinados, comparados e manipulados de qualquer ou- tra forma. Esses sinais podem ser chamados de bits, valores, elemen- tos, símbolos, caracteres, termos, números. Esses termos e termos se- melhantes podem ser associados às grandezas físicas adequadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas grande- zas.

[0170] De modo geral, os aspectos aqui descritos, os quais podem ser implementados, individual e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware, ou qualquer combinação dos mesmos, podem ser vistos como sendo compostos por vários tipos de "circuitos elétricos". Consequentemente, o termo "circuito elétrico" inclui circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico isolado, circuitos elé- tricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para fina- lidades gerais configurado por um programa de computador (por exem- plo, um computador para finalidades gerais ou processador configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, circuitos elétricos que for- mem 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). Esses aspectos podem ser implementados em forma analógica ou digital, ou combinações dos mesmos.

[0171] A descrição anteriormente mencionada apresentou aspectos dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blo- cos, fluxogramas, e/ou exemplos, que pode conter uma ou mais funções e/ou operação. Cada função e/ou operação dentro de tais diagramas de blocos, fluxogramas ou exemplos pode ser implementada, individual- mente e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware ou virtualmente qualquer combinação dos mesmos. Em um as- pecto, várias porções do assunto aqui descrito podem ser implementa- das por meio de circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), arranjos de portas programáveis em campo (FPGAs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), circui- tos, registradores e/ou componentes de software, por exemplo, progra- mas, subrotinas, lógica e/ou combinações de componentes de hardware e software, portas lógicas, ou outros formatos integrados. Alguns aspec- tos aqui revelados, 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 exem- plo, 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 den- tro do âmbito de prática de uma pessoa versada na técnica à luz desta descrição.

[0172] Os mecanismos do assunto revelado podem ser distribuídos como um produto de programa em uma variedade de formas, e um as- pecto ilustrativo do assunto aqui descrito é aplicável independente- mente do tipo específico da mídia de transmissão de sinais usado para efetivamente executar a distribuição. Exemplos de uma mídia de trans- missão de sinais incluem, mas não se limitam aos seguintes: uma mídia 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 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.).

[0173] A descrição anteriormente mencionada de um ou mais as- pectos 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 en- sinamentos acima. Esses aspectos foram escolhidos e descritos com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, per- mitir que a pessoa versada na técnica use os vários aspectos e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado. Pretende-se que as reivindicações apresentadas em anexo definam o escopo global.

[0174] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos:

[0175] Exemplo 1. Um sistema para um instrumento cirúrgico robó- tico, sendo que o sistema compreende: um circuito de controle; um pri- meiro motor e um segundo motor, ambos acoplados de modo comuni- cativo ao circuito de controle; um primeiro braço de articulação acoplado de modo comunicativo ao primeiro motor; um primeiro braço de articu- lação acoplado de modo comunicativo ao primeiro motor; e um atuador de extremidade acoplado ao primeiro braço de articulação através de uma primeira dobradiça e ao segundo braço através de uma segunda dobradiça; sendo que: o circuito de controle pode ser configurado para fazer com que o primeiro motor aplique uma primeira força ao primeiro braço de articulação; o circuito de controle é configurado para fazer com que o segundo motor aplique uma segunda força ao segundo braço de articulação, sendo que a segunda força é antagônica à primeira força,

de modo que a primeira e a segunda forças apliquem forças neutrali- zantes no atuador de extremidade; e a primeira e a segunda força pos- sam fazer com que o atuador de extremidade seja articulado através da primeira e da segunda dobradiça.

[0176] Exemplo 2. O sistema do Exemplo 1, sendo que o atuador de extremidade é configurado para ser articulado até um ângulo deter- minado com base em uma razão de amplitudes entre a primeira e a segunda força.

[0177] Exemplo 3. O sistema de um ou mais dentre o Exemplo 1 e Exemplo 2, que compreende adicionalmente um pivô de articulação acoplado ao atuador de extremidade, sendo que o atuador de extremi- dade é adicionalmente configurado para articular ao redor do pivô de articulação.

[0178] Exemplo 4. O sistema do Exemplo 3, sendo que o pivô de articulação é posicionado fora de um eixo geométrico central esten- dendo-se longitudinalmente entre e equidistante de ao menos uma por- ção do primeiro e do segundo braço de articulação.

[0179] Exemplo 5. O sistema de um ou mais dentre o Exemplo 3 e o Exemplo 4, que compreende adicionalmente um eixo de acionamento encapsulando o primeiro e o segundo braço de articulação.

[0180] Exemplo 6. O sistema do Exemplo 5, que compreende adici- onalmente uma ligação de pivô acoplada ao pivô de articulação e posi- cionada de maneira estável dentro do eixo de acionamento, sendo que a ligação de pivô é configurada para estabilizar o atuador de extremi- dade enquanto o atuador de extremidade é articulado ao redor do pivô de articulação.

[0181] Exemplo 7. O sistema do Exemplo 6, sendo que a ligação de pivô e o pivô de articulação são posicionados fora de um eixo geomé- trico central estendendo-se longitudinalmente entre e equidistante de ao menos uma porção do primeiro e do segundo braço de articulação.

[0182] Exemplo 8. O sistema do Exemplo 7, sendo que a primeira força é maior que a segunda força quando o atuador de extremidade é articulado para um ângulo de zero grau a partir de uma posição central.

[0183] Exemplo 9. O sistema de um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 8, sendo que o circuito de controle é configurado para operar o primeiro motor independente do segundo motor.

[0184] Exemplo 10. O sistema de um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 9, sendo que a primeira e a segunda força são forças de tração aplicadas ao primeiro e ao segundo braço de articulação, respec- tivamente.

[0185] Exemplo 11. O sistema de um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 10, sendo que a primeira e a segunda força são forças de empurramento aplicadas ao primeiro e ao segundo braço de articulação, respectivamente.

[0186] Exemplo 12. Um método de um instrumento cirúrgico robó- tico compreendendo um circuito de controle, um primeiro motor, um se- gundo motor, um primeiro braço de articulação, um segundo braço de articulação e um atuador de extremidade, sendo que o método compre- ende: instruir, por meio do circuito de controle, o primeiro motor a aplicar uma primeira força ao primeiro braço de articulação; instruir, pelo cir- cuito de controle, o segundo motor para aplicar uma segunda força ao segundo braço de articulação, sendo que a segunda força é antagônica à primeira força, de modo que a primeira e a segunda forças apliquem forças neutralizantes no atuador de extremidade; e fazer com que o atu- ador de extremidade seja articulado através da primeira e da segunda articulação com base na primeira e na segunda força aplicadas ao pri- meiro e ao segundo braço de articulação, respectivamente.

[0187] Exemplo 13. O método do Exemplo 12, que compreende adi- cionalmente fazer com que o atuador de extremidade seja articulado até um ângulo determinado com base em uma razão de amplitudes entre a primeira e a segunda força.

[0188] Exemplo 14. O método de um ou mais dentre o Exemplo 12 e o Exemplo 13, sendo que o instrumento cirúrgico robótico compreende adicionalmente um pivô de articulação acoplado ao atuador de extremi- dade, sendo que o atuador de extremidade é articulado ao redor do pivô de articulação.

[0189] Exemplo 15. O método do Exemplo 14, sendo que o pivô de articulação é posicionado fora de um eixo geométrico central esten- dendo-se longitudinalmente entre e equidistante de ao menos uma por- ção do primeiro e do segundo braço de articulação.

[0190] Exemplo 16. O método de um ou mais dentre o Exemplo 14 e o Exemplo 15, sendo que o instrumento cirúrgico robótico compreende adicionalmente um eixo de acionamento encapsulando o primeiro e o segundo braço de articulação.

[0191] Exemplo 17. O método de um ou mais dentre o Exemplo 15 e o Exemplo 16, sendo que a primeira força é maior que a segunda força quando o atuador de extremidade é articulado para um ângulo de zero grau a partir de uma posição central.

[0192] Exemplo 18. O método de um ou mais dentre o Exemplo 12 ao Exemplo 17, sendo que a aplicação da primeira força ao primeiro motor é independente da aplicação da segunda força ao segundo motor.

[0193] Exemplo 19. O método de um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 18, sendo que a primeira e a segunda força são forças de tração aplicadas no primeiro e no segundo braço de articulação, respec- tivamente.

[0194] Exemplo 20. O método de um ou mais dentre o Exemplo 12 ao Exemplo 19, sendo que a primeira e a segunda força são forças de empurramento aplicadas ao primeiro e ao segundo braço de articulação, respectivamente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para um instrumento cirúrgico robótico, sendo o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um circuito de controle; um primeiro motor e um segundo motor, ambos acoplados de modo comunicativo ao circuito de controle; um primeiro braço de articulação acoplado de modo comuni- cativo ao primeiro motor; um primeiro braço de articulação acoplado de modo comuni- cativo ao primeiro motor; e um atuador de extremidade acoplado ao primeiro braço de articulação através de uma primeira dobradiça e o segundo braço de articulação através de uma segunda dobradiça; sendo que: o circuito de controle é configurado para fazer com que o pri- meiro motor aplique uma primeira força ao primeiro braço de articulação; o circuito de controle é configurado para fazer com que o se- gundo motor aplique uma segunda força ao segundo braço de articula- ção, sendo que a segunda força é antagônica à primeira força, de modo que a primeira e a segunda forças apliquem forças neutralizantes no atuador de extremidade; e a primeira e a segunda forças fazem com que o atuador de extremidade articule através da primeira e da segunda articulações.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador de extremidade é configurado para articular para um determinado ângulo com base em uma razão de amplitudes entre a primeira e a segunda forças.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um pivô de articulação acoplado ao atuador de extremidade, sendo que o atuador de extremi- dade é adicionalmente configurado para articular em torno do pivô de articulação.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o pivô de articulação é posicionado fora de um eixo geométrico central que se estende longitudinalmente entre e equidis- tante de ao menos uma porção do primeiro e do segundo braços de articulação.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um eixo de acionamento que encapsula o primeiro e o segundo braços de articulação.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um enlace de pivô aco- plado ao pivô de articulação e posicionado de maneira estável no eixo de acionamento, sendo que o enlace de pivô é configurado para estabi- lizar o atuador de extremidade enquanto o atuador de extremidade arti- cular em torno do pivô de articulação.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o enlace de pivô e o pivô de articulação são posiciona- dos fora de um eixo geométrico central que se estende longitudinal- mente entre e equidistante de ao menos uma porção do primeiro e do segundo braços de articulação.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a primeira força é maior que a segunda força quando o atuador de extremidade é articulado para um ângulo de grau zero a par- tir de uma posição central.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle é configurado para operar o pri- meiro motor independentemente do segundo motor.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda forças são forças de tração aplicadas ao primeiro e ao segundo braços de articulação, respectiva- mente.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda forças são forças de empurro aplicadas ao primeiro e ao segundo braços de articulação, respectiva- mente.

12. Método de um instrumento cirúrgico robótico caracteri- zado pelo fato de que compreende um circuito de controle, um primeiro motor, um segundo motor, um primeiro braço de articulação, um se- gundo braço de articulação, e um atuador de extremidade, sendo que o método compreende: instruir, pelo circuito de controle, o primeiro motor para apli- car uma primeira força ao primeiro braço de articulação; instruir, pelo circuito de controle, o segundo motor para apli- car uma segunda força ao segundo braço de articulação, sendo que a segunda força é antagônica à primeira força, de modo que a primeira e a segunda forças apliquem forças neutralizantes no atuador de extremi- dade; e fazer com que o atuador de extremidade seja articulado atra- vés da primeira e da segunda dobradiças com base na primeira e na segunda forças aplicadas ao primeiro e ao segundo braços de articula- ção, respectivamente.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fazer com que o atuador de extremidade seja articulado para um determinado ângulo com base em uma razão de amplitudes entre a primeira e a segunda forças.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico robótico compreende adicional- mente um pivô de articulação acoplado ao atuador de extremidade,

sendo que o atuador de extremidade articula adicionalmente em torno do pivô de articulação.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pivô de articulação é posicionado fora de um eixo geométrico central que se estende longitudinalmente entre e equidis- tante de ao menos uma porção do primeiro e do segundo braços de articulação.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico robótico compreende adicional- mente um eixo de acionamento que encapsula o primeiro e o segundo braços de articulação.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a primeira força é maior que a segunda força quando o atuador de extremidade é articulado para um ângulo grau zero a partir de uma posição central.

18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a aplicação da primeira força ao primeiro motor é inde- pendente da aplicação da segunda força ao segundo motor.

19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda forças são forças de tração aplicadas ao primeiro e ao segundo braços de articulação, respectiva- mente.

20. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda forças são forças de empurro aplicadas ao primeiro e ao segundo braços de articulação, respectiva- mente.

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