BR112020005843A2 - sistemas e métodos para fornecer alertas de acordo com o estado operacional de um instrumento cirúrgico - Google Patents

sistemas e métodos para fornecer alertas de acordo com o estado operacional de um instrumento cirúrgico Download PDF

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BR112020005843A2
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Richard L. Leimbach
Raymond E. Parfett
Gregory J. Bakos
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Abstract

A presente invenção refere-se a sistemas e métodos para controlar um instrumento cirúrgico para fornecer alertas de acordo com o estado operacional do instrumento e a velocidade de um membro de deslocamento. O instrumento cirúrgico inclui um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição e um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma. O instrumento cirúrgico é configurado para determinar uma velocidade do membro de deslocamento, e, se a velocidade for igual a zero, fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento e a posição relativa do membro de deslocamento em seu curso. O alerta pode incluir uma imagem que é exibida no display do instrumento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAS E MÉTODOS PARA FORNECER ALERTAS DE ACORDO COM O ES- TADO OPERACIONAL DE UM INSTRUMENTO CIRÚRGICO".
CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente revelação refere-se a instrumentos cirúrgicos e, em várias circunstâncias, a instrumentos cirúrgicos de grampeamento e corte que são projetados para cortar e grampear tecidos.
ANTECEDENTES
[0002] Em um instrumento cirúrgico de grampeamento e corte, pode ser útil controlar o display e outros componentes do instrumento para for- necer alertas ao médico que utiliza o instrumento, desligar o instrumento e tomar outras ações similares de acordo com o estado operacional do ins- trumento cirúrgico. O estado operacional do instrumento cirúrgico (isto é, se o instrumento está cortando, grampeando, prendendo, articulando ou tomando outras ações) pode ser detectado por um ou mais sensores, que podem ser acoplados de maneira comunicável a um circuito de controle configurado para executar vários processos de acordo com os estados do instrumento detectados pelos sensores. Em algumas situações, pode ser útil fornecer alertas ao médico, a fim de alertar o médico quanto a erros experimentados pelo instrumento cirúrgico. Em outras situações, pode ser útil desligar o instrumento quando o instrumento tiver completado suas operações cirúrgicas de grampeamento e corte. Ainda em outras situa- ções, pode ser útil exibir a posição da faca durante o percurso de um curso de disparo da mesma, a fim de permitir que um médico veja o progresso do corte.
SUMÁRIO
[0003] Em um aspecto, um instrumento cirúrgico compreende: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma se- gunda posição; um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de controle confi- gurado para: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e se a velocidade for igual a zero: determinar um estado operacional do ins- trumento cirúrgico; determinar uma posição relativa do membro de deslo- camento de acordo com a posição do membro de deslocamento em com- paração com ao menos uma dentre a primeira posição ou a segunda po- sição; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instru- mento cirúrgico e a posição relativa do membro de deslocamento.
[0004] Em um outro aspecto, um instrumento cirúrgico compre- ende: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição; um sensor configurado para detectar uma po- sição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de controle configurado para: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e se o membro de deslocamento não se mover: de- terminar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determinar uma zona entre a primeira posição e a segunda posição na qual o membro de deslocamento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico e a zona na qual o membro de deslocamento está posicionado.
[0005] Em ainda um outro aspecto, um método de operação de um instrumento cirúrgico compreende um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição, um motor acoplado ao membro de deslocamento, sendo o motor configurado para acionar o membro de deslocamento entre a primeira posição e a segunda posi- ção, e um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma, sendo que o método compreende: determinar uma velocidade do membro de deslo- camento; e se a determinação de que a velocidade do membro de des-
locamento é igual a zero: determinar um estado operacional do instru- mento cirúrgico; determinar uma zona na qual o membro de desloca- mento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico e a zona na qual o membro de des- locamento está posicionado.
FIGURAS
[0006] As características inovadoras dos aspectos aqui descritos são apresentadas com particularidade nas reivindicações em anexo. Entretanto, esses aspectos, tanto com relação à organização quanto aos métodos de operação, podem ser mais bem compreendidos por re- ferência à descrição a seguir, tomada em conjunto com os desenhos em anexo.
[0007] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um instrumento ci- rúrgico que tem um conjunto de eixo de acionamento intercambiável ope- racionalmente acoplado ao mesmo, de acordo com um aspecto desta re- velação.
[0008] A Figura 2 ilustra uma vista do conjunto explodida de uma porção do instrumento cirúrgico ultrassônico da Figura 1, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0009] A Figura 3 é uma vista do conjunto explodida de porções do conjunto de eixo de acionamento intercambiável, de acordo com um as- pecto desta revelação.
[0010] A Figura 4 é uma vista explodida de um atuador de extremi- dade do instrumento cirúrgico da Figura 1, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0011] As Figuras 5A e 5B são um diagrama de blocos de um cir- cuito de controle do instrumento cirúrgico da Figura 1 que abrange duas folhas de desenho, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0012] A Figura 6 é um diagrama de blocos do circuito de controle do instrumento cirúrgico da Figura 1 que ilustra interfaces entre o con- junto de empunhadura, o conjunto de alimentação e o conjunto de em- punhadura e o conjunto de eixo de acionamento intercambiável, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0013] A Figura 7 ilustra um circuito de controle configurado para con- trolar aspectos do instrumento cirúrgico da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0014] A Figura 8 ilustra um circuito lógico combinacional configu- rado para controlar aspectos do instrumento cirúrgico da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0015] A Figura 9 ilustra um circuito lógico sequencial configurado para controlar aspectos do instrumento cirúrgico da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0016] A Figura 10 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 revelação.
[0017] A Figura 11 é uma vista em perspectiva explodida da disposi- ção de sensor para um sistema de posicionamento absoluto, que mostra um conjunto de placa de circuito de controle e o alinhamento relativo dos elementos da disposição de sensor, de acordo com um ou mais aspectos da presente revelação.
[0018] A Figura 12 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 revelação.
[0019] A Figura 13 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade do instrumento cirúrgico da Figura 1 que mostra um curso do mem- bro de disparo em relação ao tecido preso dentro do atuador de extre- midade, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0020] A Figura 14 ilustra um diagrama de bloco de um instrumento cirúrgico programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0021] A Figura 15 ilustra um diagrama que plota dois cursos de mem- bro de deslocamento executados, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0022] A Figura 16 é uma vista em perspectiva parcial de uma por- ção de um atuador de extremidade de um instrumento cirúrgico mos- trando um conjunto de eixo de acionamento alongado em uma orien- tação não articulada com porções dele omitidas para maior clareza, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0023] A Figura 17 é outra vista em perspectiva do atuador de extre- midade da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alon- gado em uma orientação não articulada, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0024] A Figura 18 é uma vista montada em perspectiva explodida do atuador de extremidade da Figura 16 mostrando o aspecto do con- junto de eixo de acionamento alongado, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0025] A Figura 19 é uma vista de topo do atuador de extremidade da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado em uma orientação não articulada, de acordo com um aspecto da pre- sente revelação.
[0026] A Figura 20 é outra vista de topo do atuador de extremidade da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado em uma primeira orientação articulada, de acordo com um aspecto da presente re- velação.
[0027] A Figura 21 é outra vista de topo do atuador de extremidade da Figura 16 que mostra o conjunto de eixo de acionamento alongado em uma segunda orientação articulada, de acordo com um aspecto da pre- sente revelação.
[0028] A Figura 22 é uma vista em perspectiva de um sistema cirúr- gico que inclui um conjunto de empunhadura acoplado a um conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável que é configurado para ser usado em conjunto com cartuchos de grampos/prendedores cirúrgicos convencio- nais e cartuchos de radiofrequência (RF), de acordo com um aspecto desta revelação.
[0029] A Figura 23 é uma vista de conjunto em perspectiva explodida do sistema cirúrgico da Figura 22, de acordo com um aspecto desta reve- lação.
[0030] A Figura 24 é uma vista em seção transversal de topo de uma porção do conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável da Fi- gura 22 com o seu atuador de extremidade em uma posição articulada, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0031] A Figura 25 é uma vista em perspectiva de uma disposição de placa de circuito embutida e do gerador de RF mais a configuração, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0032] A Figura 26 ilustra um diagrama de fluxo lógico de um processo de displayamento da falta de articulação e movimento de disparo do ins- trumento cirúrgico, de acordo com um aspecto desta revelação.
[0033] A Figura 27 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que a articulação do atuador de extremidade é bloqueada, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0034] A Figura 28 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que a articulação do atuador de extremidade é bloqueada, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0035] A Figura 29 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que o atuador de extremidade está na articulação máxima, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0036] A Figura 30 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que o atuador de extremidade está na articulação máxima, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0037] A Figura 31 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que o instru- mento cirúrgico está parado, de acordo com um aspecto da presente revelação.
[0038] A Figura 32 ilustra uma vista frontal de uma tela de exibição ou porção da mesma que mostra uma imagem que indica que não há cartucho no instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da pre- sente revelação.
[0039] As Figuras 33A a 33C ilustram diagramas de linha de mem- bro de vários cursos do membro de deslocamento executados, de acordo com um aspecto da presente revelação.
DESCRIÇÃO
[0040] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente depositados simultaneamente com o mesmo e que estão, cada um, incorporados no presente documento a título de referência em suas respectivas totalidades:
[0041] N° do documento do procurador END8313USNP/170178, in- titulado SYSTEMS AND METHODS OF DISPLAYING A KNIFE POSI- TION FOR A SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Richard L. Leimbach et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0042] N° do documento do procurador END8314USNP/170179, inti- tulado SYSTEMS AND METHODS OF INITIATING A POWER SHU-
TDOWN MODE FOR A SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Ri- chard L. Leimbach et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0043] N° do documento do procurador END8315USNP/170180, inti- tulado SYSTEMS AND METHODS FOR LANGUAGE SELECTION OF A SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Richard L. Leimbach et al., de- positado em 29 de setembro de 2017.
[0044] N° do documento do procurador END8316USDP/170181D, in- titulado DISPLAY SCREEN OR PORTION THEREOF WITH ANIMATED GRAPHICAL USER INTERFACE, dos inventores Tony C. Siebel, et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0045] N° do documento do procurador END8317USDP/170182D, in- titulado DISPLAY SCREEN OR PORTION THEREOF WITH ANIMATED GRAPHICAL USER INTERFACE, dos inventores Tony C. Siebel, et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0046] N° do documento do procurador END8318USDP/170183D, in- titulado DISPLAY SCREEN OR PORTION THEREOF WITH ANIMATED GRAPHICAL USER INTERFACE, dos inventores Tony C. Siebel, et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0047] N° do documento do procurador END8319USDP/170184D, in- titulado DISPLAY SCREEN OR PORTION THEREOF WITH ANIMATED GRAPHICAL USER INTERFACE, dos inventores Tony C. Siebel, et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0048] N° do documento do procurador END8320USNP/170176M, in- titulado SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, dos inventores Richard L. Leimbach et al., depositado em 29 de setembro de 2017.
[0049] Certos aspectos são mostrados e descritos para fornecer um entendimento da estrutura, função, fabricação e uso dos dispositi- vos e métodos revelados. Os recursos mostrados ou descritos em um exemplo podem ser combinados com os recursos de outros exemplos e as modificações e variações estão dentro do escopo desta revelação.
[0050] Os termos "proximal" e "distal" se referem a um médico que manipula a empunhadura do instrumento cirúrgico, sendo que termo "proximal" se refere à porção mais próxima ao médico e o termo "distal" se refere à porção situada mais distante do médico. Para conveniência, os termos espaciais "vertical", "horizontal", "para acima" e "para baixo" usados com relação aos desenhos não se destinam a ser limitadores e/ou absolutos, porque os instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições.
[0051] São fornecidos dispositivos e métodos exemplificadores para realização de procedimentos cirúrgicos laparoscópicos e minimamente invasivos. Tais dispositivos e métodos, entretanto, podem ser usados em outros procedimentos e aplicações cirúrgicas incluindo procedimentos ci- rúrgicos abertos, por exemplo. Os instrumentos cirúrgicos podem ser in- seridos através de um orifício natural ou um através de uma incisão ou perfuração formada no tecido. As porções funcionais ou porções do atu- ador de extremidade dos instrumentos podem ser inseridas diretamente no corpo ou através de um dispositivo de acesso que tem um canal fun- cional através do qual podem ser avançados o atuador de extremidade e o eixo de acionamento alongado do instrumento cirúrgico.
[0052] Em alguns aspectos, os instrumentos cirúrgicos podem in- cluir dispositivos capazes de executar o corte (como, por exemplo, nas Figuras 1 e 22), o grampeamento (como, por exemplo, na Figura 1), operações eletrocirúrgicas (como, por exemplo, na Figura 22) e/ou ul- trassônicas, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Detalhes adi- cionais sobre instrumentos cirúrgicos ultrassônicos podem ser encon- trados na patente US N° 6.283.981, intitulada METHOD OF BALAN- CING ASYMMETRIC ULTRASONIC SURGICAL BLADES; patente US N° 6.309.400, intitulada CURVED ULTRASONIC WAVEGUIDE HA- VING A TRAPEZOIDAL CROSS SECTION; e patente US N° US
6.436.115, intitulada BALANCED ULTRASONIC WAVEGUIDE INCLU- DING A PLURALITY OF BALANCE ASYMMETRIES, cujas revelações integrais estão aqui incorporadas a título de referência.
[0053] As Figura 1 a 4 ilustra um instrumento cirúrgico acionado por motor 10 para corte e fixação que pode ou não ser reutilizado. Nos exemplos ilustrados, o instrumento cirúrgico 10 inclui um compartimento 12 que compreende um conjunto de empunhadura 14 que é configurado para ser pego, manipulado e atuado pelo médico. O compartimento 12 é configurado para fixação operacional a um conjunto de eixo de acio- namento intercambiável 200 que tem um atuador de extremidade 300 operacionalmente acoplado ao mesmo que é configurado para executar uma ou mais tarefas ou procedimentos cirúrgicos. De acordo com a pre- sente descrição, várias formas de conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis podem ser eficazmente usadas em conexão com siste- mas cirúrgicos roboticamente controlados. O termo "compartimento" pode abranger um compartimento ou porção similar de um sistema ro- bótico que aloja ou de outro modo suporta operacionalmente ao menos um sistema de acionamento configurado para gerar e aplicar ao menos um movimento de controle que possa ser usado para acionar os con- juntos de eixo de acionamento. O termo "estrutura" pode referir-se a uma porção de um instrumento cirúrgico de mão. O termo "estrutura" também pode representar uma porção de um instrumento cirúrgico con- trolado roboticamente e/ou uma porção do sistema robótico que pode ser usado para controlar operacionalmente o instrumento cirúrgico. Os conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis podem ser emprega- dos com vários sistemas robóticos, instrumentos, componentes e méto- dos revelados na patente US N° 9.072.535, intitulada SURGICAL STA-
PLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS, a qual está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0054] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico 10 que tem um conjunto de eixo de acionamento intercambiá- vel 200 operacionalmente acoplado ao mesmo, de acordo com um as- pecto desta revelação. O compartimento 12 inclui um atuador de extre- midade 300 que compreende um dispositivo cirúrgico de corte e fixação configurado para suportar operacionalmente um cartucho de grampos cirúrgicos 304 no mesmo. O compartimento 12 pode ser configurado para uso em conexão com os conjuntos de eixo de acionamento inter- cambiáveis que incluem os atuadores de extremidade que são adapta- dos para sustentar diferentes tamanhos e tipos de cartuchos de gram- pos, e que têm diferentes comprimentos, tamanhos e tipos de eixo de acionamento. O compartimento 12 pode ser usado eficazmente com uma variedade de conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis incluindo conjuntos configurados para aplicar outros movimentos e for- mas de energia como, por exemplo, energia de radiofrequência (RF), energia ultrassônica e/ou movimento a disposições de atuadores de ex- tremidade adaptados para uso em várias aplicações e procedimentos cirúrgicos. Os atuadores de extremidade, os conjuntos de eixo de acio- namento, as empunhaduras, os instrumentos cirúrgicos e/ou os siste- mas de instrumento cirúrgico podem utilizar qualquer prendedor ade- quado, ou prendedores, para prender tecido. Por exemplo, um cartucho de prendedores que compreende uma pluralidade de prendedores nele armazenados de modo removível pode ser inserido de maneira removí- vel dentro e/ou fixado ao atuador de extremidade de um conjunto de eixo de acionamento.
[0055] O conjunto de empunhadura 14 pode compreender um par de segmentos interconectáveis de compartimento de empunhadura 16 e 18 interconectados por parafusos, recursos de encaixe por pressão, adesivo, etc. Os segmentos de compartimento de empunhadura 16, 18 cooperam para formar uma porção de preensão da pistola 19 que pode ser segurada e manipulada pelo médico. O conjunto de empunhadura 14 suporta operacionalmente uma pluralidade de sistemas de aciona- mento configurados para gerar e aplicar movimentos de controle às porções correspondentes do conjunto de eixo de acionamento inter- cambiável que está operacionalmente fixado ao mesmo. Um display pode ser fornecido abaixo de uma cobertura 45.
[0056] A Figura 2 ilustra uma vista do conjunto explodida de uma por- ção do instrumento cirúrgico ultrassônico 10 da Figura 1, de acordo com um aspecto desta revelação. O conjunto de empunhadura 14 pode incluir uma estrutura 20 que suporta operacionalmente uma pluralidade de siste- mas de acionamento. A estrutura 20 pode suportar operacionalmente um sistema de acionamento de fechamento 30, que pode aplicar movimentos de fechamento e abertura ao conjunto de eixo de acionamento intercam- biável 200. O sistema de acionamento de fechamento 30 pode incluir um atuador como um gatilho de fechamento 32 suportado de modo pivotante pela estrutura 20. O gatilho de fechamento 32 é acoplado de modo pivo- tante ao conjunto de empunhadura 14 por um pino de pivô 33 para permitir que o gatilho de fechamento 32 seja manipulado por um médico. Quando o médico segura a porção de preensão da pistola 19 do conjunto de em- punhadura 14, o gatilho de fechamento 32 pode pivotar de uma posição inicial ou "não atuada" para uma posição "atuada" e, mais particularmente, para uma posição completamente comprimida ou completamente atuada.
[0057] O conjunto de empunhadura 14 e a estrutura 20 podem su- portar operacionalmente um sistema de acionamento de disparo 80 configurado para aplicar movimentos de disparo às porções correspon- dentes do conjunto de eixo de acionamento intercambiável fixado ao mesmo. O sistema de acionamento de disparo 80 pode empregar um motor elétrico 82 situado na porção de preensão da pistola 19 do con- junto de empunhadura 14. O motor elétrico 82 pode ser um motor de corrente contínua (CC) com escovas tendo uma rotação máxima de aproximadamente 25.000 rpm, por exemplo. Em outras disposições, o motor pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro motor elétrico ade- quado. O motor elétrico 82 pode ser alimentado por uma fonte de ali- mentação 90 que pode compreender uma fonte de energia removível
92. A fonte de energia removível 92 pode compreender uma porção do compartimento proximal 94 que é configurada para fixação a uma por- ção do compartimento distal 96. A porção do compartimento proximal 94 e a porção do compartimento distal 96 são configuradas para su- portar operacionalmente uma pluralidade de baterias 98. Cada uma das baterias 98 pode compreender, por exemplo, uma bateria de íons de lítio ("LI") ou outra bateria adequada. A porção de compartimento distal 96 está configurada para fixação operacional removível a uma placa de circuito de controle 100 que está operacionalmente acoplada ao motor elétrico 82. Várias baterias 98 conectadas em série podem alimentar o instrumento cirúrgico 10. A fonte de alimentação 90 pode ser substituível e/ou recarregável. Um display 43, que está situado abaixo da cobertura 45, está eletricamente acoplado à placa de circuito de controle 100. A cobertura 45 pode ser removida para expor o display
43.
[0058] O motor elétrico 82 pode incluir um eixo de acionamento gi- ratório (não mostrado), que, de modo operacional, faz interface com um conjunto redutor de engrenagem 84 montado em engate de acopla- mento com um conjunto ou cremalheira, de dentes de acionamento 122 em um membro de acionamento longitudinalmente móvel 120. O mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 120 tem uma cremalheira de dentes de acionamento 122 formada no mesmo para engate de aco- plamento com uma engrenagem de acionamento correspondente 86 do conjunto redutor de engrenagem 84.
[0059] Em uso, uma polaridade de tensão fornecida pela fonte de ali- mentação 90 pode operar o motor elétrico 82 no sentido horário, sendo que a polaridade de tensão aplicada ao motor elétrico pela bateria pode ser revertida de modo a operar o motor elétrico 82 no sentido anti-horário. Quando o motor elétrico 82 é girado em uma direção, o membro de acio- namento longitudinalmente móvel 120 será axialmente ativado na direção distal "DD". Quando o motor elétrico 82 é acionado na direção giratória oposta, o membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 será axi- almente conduzido na direção proximal "DP". O conjunto de empunhadura 14 pode incluir uma chave que pode ser configurada para reverter a pola- ridade aplicada ao motor elétrico 82 pela fonte de alimentação 90. O con- junto de empunhadura 14 pode incluir um sensor configurado para detec- tar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 e/ou a direção em que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 está sendo movido.
[0060] A atuação do motor elétrico 82 pode ser controlada por um gatilho de disparo 130 que é suportado de modo pivotante no conjunto de empunhadura 14. O gatilho de disparo 130 pode ser pivotado entre uma posição não atuada e uma posição atuada.
[0061] Retornando para a Figura 1, o conjunto de eixo de aciona- mento intercambiável 200 inclui um atuador de extremidade 300 que compreende um canal alongado 302 configurado para suportar operaci- onalmente um cartucho de grampos cirúrgicos 304 no mesmo. O atuador de extremidade 300 pode incluir uma bigorna 306 que é sustentada de modo pivotante em relação ao canal alongado 302. O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode incluir uma junta de articulação
270. A construção e operação do atuador de extremidade 300 e da junta articulação 270 são apresentadas na publicação de pedido de patente US N° 2014/0263541, intitulada ARTICULATABLE SURGICAL INSTRU-
MENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK, a qual está aqui incor- porada a título de referência em sua totalidade. O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode incluir um compartimento ou bocal proximal 201 compreendido de porções de bocal 202, 203. O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode incluir um tubo de fecha- mento 260 que se estende ao longo de um eixo geométrico do eixo de acionamento SA que pode ser usado para fechar e/ou abrir a bigorna 306 do atuador de extremidade 300.
[0062] Voltando para a Figura 1, o tubo de fechamento 260 é trans- ladado distalmente (direção "DD") para fechar a bigorna 306, por exemplo, em resposta à atuação do gatilho de fechamento 32 na ma- neira descrita na referência anteriormente mencionada da publicação de pedido de patente N° 2014/0263541. A bigorna 306 é aberta medi- ante a translação proximal do tubo de fechamento 260. Na posição aberta da bigorna, o tubo de fechamento 260 do eixo de acionamento é movido para sua posição proximal.
[0063] A Figura 3 é outra vista de conjunto explodida de porções do conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200, de acordo com um aspecto desta revelação. O conjunto de eixo de acionamento intercambi- ável 200 pode incluir um membro de disparo 220 sustentado para realizar um deslocamento axial no interior da coluna central 210. O membro de disparo 220 inclui um de eixo de acionamento de disparo intermediário 222 configurado para se conectar a uma porção de corte distal ou barra de corte 280. O eixo de acionamento de disparo intermediário 222 pode incluir uma fenda longitudinal 223 em sua extremidade configurada para receber uma aba 284 na extremidade proximal 282 da barra de corte 280. A fenda longitudinal 223 e a extremidade proximal 282 podem ser configuradas para permitir o movimento relativo entre as mesmas e podem compreen- der uma junta deslizante 286. A junta deslizante 286 pode permitir que o eixo de acionamento de disparo intermediário 222 do membro de disparo
220 articule o atuador de extremidade 300 em torno da junta de articulação 270 sem mover, ou ao menos sem mover substancialmente, a barra de corte 280. Quando o atuador de extremidade 300 tiver sido adequada- mente orientado, o eixo de acionamento de disparo intermediário 222 pode ser avançado distalmente até uma parede lateral proximal da fenda longi- tudinal 223 entrar em contato com a aba 284 para avançar a barra de corte 280 e disparar um cartucho de grampos posicionado no interior do canal alongado 302. O dorso 210 tem uma abertura ou janela alongada 213 em seu interior para facilitar a montagem e a inserção do eixo de acionamento de disparo intermediário 222 no interior do dorso 210. Quando o eixo de acionamento de disparo intermediário 222 tiver sido inserido no mesmo, um segmento superior da estrutura 215 pode ser engatado na estrutura do eixo de acionamento 212 para encerrar em si o eixo de acionamento de disparo intermediário 222 e a barra de corte 280. A operação do membro de disparo 220 pode ser vista na publicação de pedido de patente US N° 2014/0263541. A coluna central 210 pode ser configurada para suportar de maneira deslizante um membro de disparo 220 e o tubo de fechamento 260 que se estende ao redor da coluna central 210. A coluna central 210 pode suportar de maneira deslizante um acionador de articulação 230.
[0064] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode incluir um conjunto de embreagem 400 configurado para acoplar de modo seletivo e liberável o acionador de articulação 230 ao membro de disparo
220. O conjunto de embreagem 400 inclui um anel ou luva de travamento 402 posicionado em torno do membro de disparo 220, sendo que a luva de travamento 402 pode ser girada entre uma posição engatada, em que a luva de travamento 402 acopla o acionador de articulação 230 ao mem- bro de disparo 220, e uma posição desengatada, em que o acionador de articulação 230 não está acoplado de modo operável ao membro de dis- paro 220. Quando a luva de travamento 402 está na posição engatada, o movimento distal do membro de disparo 220 pode mover o acionador de articulação 230 em sentido distal e, correspondentemente, o movimento proximal do membro de disparo 220 pode mover o acionador de articula- ção 230 de maneira proximal. Quando a luva de travamento 402 está na posição desengatada, o movimento do membro de disparo 220 não é transmitido para o acionador de articulação 230 e, como resultado, o mem- bro de disparo 220 pode mover-se independentemente do acionador de articulação 230. O bocal 201 pode ser empregado para engatar e desen- gatar operacionalmente o sistema de acionamento de articulação com o sistema de acionamento de disparo nas várias formas descritas na publi- cação de pedido de patente US N° 2014/0263541.
[0065] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode compreender um conjunto de anel deslizante 600 que pode ser configu- rado para conduzir energia elétrica ao atuador de extremidade 300 e/ou a partir dele e/ou comunicar sinais ao atuador de extremidade 300 e/ou a partir dele, por exemplo. O conjunto de anel deslizante 600 pode compre- ender um flange de conector proximal 604 e um flange de conector distal 601 posicionado no interior de uma fenda definida nas porções de bocal 202, 203. O flange do conector proximal 604 pode compreender uma pri- meira face e o flange do conector distal 601 pode compreender uma se- gunda face posicionada adjacente e móvel em relação à primeira face. O flange de conector distal 601 pode girar em relação ao flange de conector proximal 604 ao redor do eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA (Figura 1). O flange de conector proximal 604 pode compreender uma plu- ralidade de condutores concêntricos ou ao menos substancialmente con- cêntricos 602, definidos na sua primeira face. Um conector 607 pode ser montado sobre o lado proximal do flange de conector distal 601 e pode ter uma pluralidade de contatos, sendo que cada contato corresponde e está em contato elétrico com um dos condutores 602. Essa disposição permite a rotação relativa entre o flange de conector proximal 604 e o flange de conector distal 601, enquanto o contato elétrico é mantido entre os mes- mos. O flange de conector proximal 604 pode incluir um conector elétrico 606 que pode colocar os condutores 602 em comunicação de sinal com uma placa de circuito de eixo de acionamento, por exemplo. Em ao menos um caso, um chicote elétrico que compreende uma pluralidade de condu- tores pode se estender entre o conector elétrico 606 e a placa de circuito do eixo de acionamento. O conector elétrico 606 pode se estender proxi- malmente através de uma abertura do conector definida no flange de mon- tagem do chassi. Detalhes adicionais com relação ao conjunto do anel de deslizamento 600 podem ser encontrados na publicação de pedido de pa- tente US N° 2014/0263541.
[0066] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 pode incluir uma porção proximal montada de forma fixável ao conjunto de empunhadura 14, e uma porção distal que é giratória em torno de um eixo geométrico longitudinal. A porção giratória distal do eixo de acionamento pode ser girada em relação à porção proximal ao redor do conjunto de anel deslizante 600. O flange de conector distal 601 do conjunto de anel deslizante 600 pode ser posicionado na porção gira- tória distal do eixo de acionamento.
[0067] A Figura 4 é uma vista explodida de um aspecto de um atuador de extremidade 300 do instrumento cirúrgico 10 da Figura 1, de acordo com um aspecto desta revelação. O atuador de extremidade 300 pode in- cluir a bigorna 306 e o cartucho de grampos cirúrgicos 304. A bigorna 306 pode ser acoplada a um canal alongado 302. As aberturas 199 podem ser definidas no canal alongado 302 para receber pinos 152 que se estendem a partir da bigorna 306 para permitir que a bigorna 306 gire de uma posição aberta para uma posição fechada em relação ao canal alongado 302 e cartucho de grampos cirúrgicos 304. Uma barra de disparo 172 é configu- rada para se transladar longitudinalmente para o interior do atuador de ex- tremidade 300. A barra de disparo 172 pode ser construída em uma seção sólida ou pode incluir um material laminado que compreende, por exemplo, uma pilha de placas de aço. A barra de disparo 172 compreende uma viga com perfil em I 178 e um gume cortante 182 em uma extremidade distal do mesmo. Uma extremidade da barra de disparo 172 distalmente proje- tada pode ser fixada à viga com perfil em I 178 para auxiliar no espaça- mento da bigorna 306 a partir de um cartucho de grampos cirúrgicos 304 posicionado no canal alongado 302 quando a bigorna 306 está em posição fechada. A viga com perfil em I 178 pode incluir um gume cortante afiado 182, que pode ser usado para separar o tecido, conforme a viga com perfil em I 178 é avançada distalmente pela barra de disparo 172. Em funciona- mento, a viga com perfil em I 178 pode, ou disparar, o cartucho de grampos cirúrgicos 304. O cartucho de grampos cirúrgicos 304 pode incluir um corpo de cartucho moldado 194 que mantém uma pluralidade de grampos 191 que repousam sobre os acionadores de grampo 192 no interior das respectivas cavidades de grampos abertas para cima 195. Um deslizador em cunha 190 é acionado distalmente pela viga com perfil em I 178, des- lizando sobre uma bandeja do cartucho 196 do cartucho de grampos cirúr- gicos 304. O deslizador em cunha 190 desloca para cima, por meio de came, os acionadores de grampo 192 a fim de expelir os grampos 191 em contato de deformação com a bigorna 306, enquanto uma superfície de corte 182 da viga com perfil em I 178 separa o tecido pinçado.
[0068] A viga com perfil em I 178 pode incluir pinos superiores 180 que engatam a bigorna 306 durante o disparo. A viga com perfil em I 178 pode incluir pinos intermediários 184 e uma base ("bottom foot") 186 para engatar porções do corpo do cartucho 194, da bandeja do car- tucho 196 e do canal alongado 302. Quando um cartucho de grampos cirúrgicos 304 está posicionado no interior do canal alongado 302, uma fenda 193 definida no corpo do cartucho 194 pode ser alinhada com uma fenda longitudinal 197 definida na bandeja do cartucho 196 e uma fenda 189 definida no canal alongado 302. Em uso, a viga com perfil em
I 178 pode deslizar através das fendas longitudinais alinhadas 193, 197 e 189, sendo que, como indicado na Figura 4, a base 186 da viga com perfil em I 178 pode se engatar a um sulco posicionado ao longo da superfície inferior do canal alongado 302 ao longo do comprimento da fenda 189, os pinos médios 184 podem se engatar às superfícies supe- riores da bandeja de cartucho 196 ao longo do comprimento da fenda longitudinal 197, e os pinos superiores 180 podem se engatar à bigorna
306. A viga com perfil em I 178 pode espaçar ou limitar o movimento relativo entre a bigorna 306 e o cartucho de grampos cirúrgicos 304, conforme a barra de disparo 172 é avançada distalmente de forma a disparar os grampos do cartucho de grampos cirúrgicos 304 e/ou fazer uma incisão no tecido capturado entre a bigorna 306 e o cartucho de grampos cirúrgicos 304. A barra de disparo 172 e a viga com perfil em I 178 podem ser retraídas proximalmente permitindo que a bigorna 306 seja aberta para liberar as duas porções de tecido grampeadas e corta- das.
[0069] As Figuras 5A e 5B são um diagrama de blocos de um circuito de controle 700 do instrumento cirúrgico 10 da Figura 1 que abrange duas folhas de desenho de acordo com um aspecto desta revelação. Com refe- rência principalmente às Figuras 5A e 5B, um conjunto de empunhadura 702 pode incluir um motor 714, que pode ser controlado por um acionador do motor 715 e pode ser empregado pelo sistema de disparo do instru- mento cirúrgico 10. Em várias formas, o motor 714 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua (CC) com escovas com uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM. Em outras disposi- ções, o motor 714 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O acionador de motor 715 pode compreender um aci- onador de ponte H que compreende transístores de efeito de campo (FETs) 719, por exemplo. O motor 714 pode ser alimentado pelo conjunto de alimentação 706 montado de modo liberável ao conjunto de empunha- dura 14 para fornecer energia de controle ao instrumento cirúrgico 10. O conjunto de alimentação 706 pode compreender uma bateria que pode in- cluir várias células de bateria conectadas em série, as quais podem ser usadas como a fonte de energia para energizar o instrumento cirúrgico 10. Em determinadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de ali- mentação 706 podem ser substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de íon de lítio que podem ser separavelmente acopláveis ao conjunto de alimentação 706.
[0070] O conjunto de eixo de acionamento 704 pode incluir um con- trolador do conjunto de eixo de acionamento 722 que pode se comunicar com um controlador de segurança e um controlador de gerenciamento de energia 716 através de uma interface, enquanto o conjunto de eixo de aci- onamento 704 e o conjunto de alimentação 706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 702. Por exemplo, a interface pode compreender uma primeira porção de interface 725, que pode incluir um ou mais conectores elétricos para engate de acoplamento com os conectores elétricos corres- pondentes do conjunto de eixo de acionamento, e uma segunda porção de interface 727, que pode incluir um ou mais conectores elétricos para engate de acoplamento com os conectores elétricos correspondentes do conjunto de alimentação, para possibilitar a comunicação elétrica entre o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 e o controlador de gerenciamento de energia 716 enquanto o conjunto de eixo de aciona- mento 704 e o conjunto de alimentação 706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 702. Um ou mais sinais de comunicação podem ser trans- mitidos através da interface para comunicar um ou mais dos requisitos de energia do conjunto de eixo de acionamento intercambiável fixado 704 ao controlador de gerenciamento de energia 716. Em resposta, o controlador de gerenciamento de energia pode modular a saída de energia da bateria do conjunto de alimentação 706, conforme descrito abaixo com mais de- talhes, de acordo com as exigências de energia do conjunto de eixo de acionamento fixado 704. Os conectores podem compreender chaves que podem ser ativadas após o engate por acoplamento mecânico do conjunto de empunhadura 702 ao conjunto de eixo de acionamento 704 e/ou ao conjunto de energia 706 para permitir a comunicação elétrica entre o con- trolador de conjunto de eixo acionamento 722 e o controlador de gerenci- amento de energia 716.
[0071] A interface pode facilitar a transmissão do um ou mais sinais de comunicação entre o controlador de gerenciamento de energia 716 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 mediante o rotea- mento destes sinais de comunicação através de um controlador principal 717 situado no conjunto de empunhadura 702, por exemplo. Em outros casos, a interface pode facilitar uma linha de comunicação direta entre o controlador de gerenciamento de energia 716 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 através do conjunto de empunhadura 702, enquanto o conjunto de eixo de acionamento 704 e o conjunto de alimen- tação 706 estão acoplados ao conjunto de empunhadura 702.
[0072] O controlador principal 717 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o controlador principal 717 pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM),
uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.
[0073] O controlador de segurança pode ser uma plataforma de con- trolador de segurança que compreende duas famílias com base em con- troladores, como TMS570 e RM4x conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também da Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempe- nho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[0074] O conjunto de alimentação 706 pode incluir um circuito de gerenciamento de energia que pode compreender o controlador de ge- renciamento de energia 716, um modulador de energia 738 e um circuito sensor de corrente 736. O circuito de gerenciamento de energia pode ser configurado para modular a saída de energia da bateria com base nas necessidades de energia do conjunto de eixo de acionamento 704, enquanto o conjunto de eixo de acionamento 704 e o conjunto de ali- mentação 706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 702. O con- trolador de gerenciamento de energia 716 pode ser programado para controlar o modulador de energia 738 da saída de energia do conjunto de alimentação 706 e o circuito sensor de corrente 736 pode ser empre- gado para displayar a saída de energia do conjunto de alimentação 706 para fornecer realimentação ao controlador de gerenciamento de ener- gia 716 sobre a saída de energia da bateria para que o controlador de gerenciamento de energia 716 possa ajustar a saída de energia do con- junto de alimentação 706 para manter uma saída desejada. O controla- dor de gerenciamento de energia 716 e/ou o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 podem compreender, cada um, um ou mais processadores e/ou unidades de memória que podem armazenar vários módulos de software.
[0075] O instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) pode compreender um dispositivo de saída 742 que pode incluir dispositivos para fornecer uma realimentação sensorial a um usuário. Esses dispositivos podem compreender, por exemplo, dispositivos de retroinformação visual (por exemplo, um display com tela de LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação auditiva (por exemplo, um alto-falante, uma campai- nha) ou dispositivos de retroinformação tátil (por exemplo, atuadores háp- ticos). Em determinadas circunstâncias, o dispositivo de saída 742 pode compreender um display 743 que pode estar incluído no conjunto de em- punhadura 702. O controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 716 podem fornecer re- troinformação a um usuário do instrumento cirúrgico 10 através do dispo- sitivo de saída 742. A interface pode ser configurada para conectar o con- trolador do conjunto de eixo de acionamento 722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 716 ao dispositivo de saída 742. O dispositivo de saída 742 pode, em vez disso, ser integrado com o conjunto de alimen- tação 706. Nestas circunstâncias, a comunicação entre o dispositivo de saída 742 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 pode ser feita através da interface, enquanto o conjunto de eixo de acionamento 704 é acoplado ao conjunto de empunhadura 702.
[0076] O circuito de controle 700 compreende segmentos de cir- cuito configurados para controlar as operações do instrumento cirúr- gico energizado 10. Um segmento de controlador de segurança (seg- mento 1) compreende um controlador de segurança e o segmento de controlador principal 717 (segmento 2). O controlador de segurança e/ou o controlador principal 717 são configurados para interagir com um ou mais segmentos de circuito adicionais como um segmento de aceleração, um segmento de exibição, um segmento de eixo de acio- namento, um segmento de codificador, um segmento de motor, e um segmento de alimentação. Cada um dos segmentos de circuito pode ser acoplado ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal
717. O controlador principal 717 é também acoplado a uma memória flash. O controlador principal 717 também compreende uma interface de comunicação serial. O controlador principal 717 compreende uma pluralidade de entradas acopladas, por exemplo, a um ou mais seg- mentos de circuito, uma bateria, e/ou uma pluralidade de chaves. O circuito segmentado pode ser implementado por qualquer circuito ade- quado, como, por exemplo, um conjunto de placa de circuito impresso (PCBA) dentro do instrumento cirúrgico energizado 10. Deve-se com- preender que o termo processador, conforme usado aqui, inclui qual- quer microprocessador, processador, controlador, controladores ou outro dispositivo de computação básico que incorpora as funções de uma unidade de processamento central do computador (CPU) em um circuito integrado ou no máximo alguns circuitos integrados. O contro- lador principal 717 é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, processa-os de acordo com as instruções armazenadas em sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória in- terna. O circuito de controle 700 pode ser configurado para implemen- tar um ou mais dos processos aqui descritos.
[0077] O segmento de aceleração (segmento 3) compreende um acelerômetro. O acelerômetro é configurado para detectar o movi- mento ou a aceleração do instrumento cirúrgico energizado 10. A en- trada a partir do acelerômetro pode ser usada para fazer a transição para e a partir de um modo de suspensão, identificar a orientação do instrumento cirúrgico energizado, e/ou identificar quando o instrumento cirúrgico for deixado cair. Em alguns exemplos, o segmento de acele- ração é acoplado ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal 717.
[0078] O segmento de tela ou exibição (segmento 4) compreende um conector da tela acoplado ao controlador principal 717. O conector da tela acopla o controlador primário 717 a uma tela através de um ou mais acionadores dos circuitos integrados da tela. Os acionadores dos circuitos integrados da tela podem estar integrados com a tela e/ou po- dem estar situados separadamente da tela. A tela pode compreender qualquer tela adequada, como, por exemplo, uma tela de diodos emis- sores de luz orgânicos (OLED), uma tela de cristal líquido (LCD), e/ou qualquer outra tela adequada. Em alguns exemplos, o segmento de tela é acoplado ao controlador de segurança.
[0079] O segmento de eixo de acionamento (segmento 5) compre- ende controles para um conjunto de eixo de acionamento intercambiá- vel 200 (Figuras 1 e 3) acoplados ao instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) e/ou um ou mais controles para um atuador de extremidade 300 acoplado ao conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200. O segmento de eixo de acionamento compreende um conector do eixo de acionamento configurado para acoplar o controlador principal 717 a um PCBA de eixo de acionamento. O PCBA de eixo de acionamento compreende um microprocessador de baixa potência com uma memó- ria de acesso aleatório ferroelétrico (FRAM), uma chave de articulação, uma chave de efeito Hall de liberação de eixo de acionamento, e uma memória EEPROM de PCBA do eixo de acionamento. A memória EE- PROM de PCBA do eixo de acionamento compreende um ou mais pa- râmetros, rotinas e/ou programas específicos para o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 e/ou para o PCBA do eixo de aci- onamento. O PCBA do eixo de acionamento pode ser acoplado ao con- junto do eixo de acionamento intercambiável 200 e/ou pode ser integral com o instrumento cirúrgico 10. Em alguns exemplos, o segmento de eixo de acionamento compreende um segundo EEPROM do eixo de acionamento. A segunda EEPROM do eixo de acionamento compre- ende uma pluralidade de algoritmos, rotinas, parâmetros e/ou outros dados que correspondem a um ou mais conjuntos de eixos de aciona- mento 200 e/ou atuadores de extremidade 300 que podem fazer inter- face com o instrumento cirúrgico energizado 10.
[0080] O segmento de codificador de posição (segmento 6) compre- ende um ou mais codificadores magnéticos da posição do ângulo de rotação. Um ou mais codificadores magnéticos da posição do ângulo de rotação são configurados para identificar a posição rotacional do motor 714, um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 200 (Figuras 1 e 3) e/ou um atuador de extremidade 300 do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4). Em alguns exemplos, os codificadores magnéticos da posição do ângulo de rotação podem ser acoplados ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal 717.
[0081] O segmento de circuito do motor (segmento 7) compreende um motor 714 configurado para controlar os movimentos do instrumento cirúr- gico energizado 10 (Figuras 1 a 4). O motor 714 é acoplado ao controlador principal 717 por um acionador de ponte H que compreende um ou mais transístores de efeito de campo de ponte H (FETs) e um controlador de motor. O acionador de ponte H é também acoplado ao controlador de se- gurança. Um sensor de corrente do motor é acoplado em série com o mo- tor para medir a drenagem de corrente do motor. O sensor de corrente do motor está em comunicação de sinal com o controlador principal 717 e/ou com o processador de segurança. Em alguns exemplos, o motor 714 é acoplado a um filtro de interferência eletromagnética (IEM) do motor.
[0082] O controlador do motor controla um primeiro sinalizador do motor e um segundo sinalizador do motor para indicar o estado e a posição do motor 714 ao controlador principal 717. O controlador prin- cipal 717 fornece um sinal alto de modulação por largura de pulso (PWM), um sinal baixo de PWM, um sinal de direção, um sinal de sin- cronização, e um sinal de reinicialização do motor ao controlador do motor através de um buffer. O segmento de alimentação é configurado para fornecer uma tensão de segmento a cada um dos segmentos de circuito.
[0083] O segmento de energia (segmento 8) compreende uma ba- teria acoplada ao controlador de segurança, o controlador principal 717, e segmentos de circuito adicionais. A bateria é acoplada ao cir- cuito segmentado por um conector da bateria e um sensor de corrente. O sensor de corrente é configurado para medir a drenagem de corrente total do circuito segmentado. Em alguns exemplos, um ou mais con- versores de tensão são configurados para fornecer valores de tensão predeterminados a um ou mais segmentos de circuito. Por exemplo, em alguns exemplos, o circuito segmentado pode compreender conver- sores de tensão de 3,3 V e/ou conversores de tensão de 5 V. Um conver- sor de amplificação de tensão é configurado para fornecer uma eleva- ção da tensão até uma quantidade predeterminada, como, por exem- plo, até 13 V. O conversor de amplificação de tensão é configurado para fornecer tensão e/ou corrente adicional durante as operações que exigem muita energia e evitar apagão ou condições de baixo forneci- mento de energia.
[0084] Uma pluralidade de chaves são acopladas ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal 717. As chaves podem ser con- figuradas para controlar operações do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) do circuito segmentado e/ou indicar um estado do instrumento ci- rúrgico 10. Uma chave da porta de ejeção e uma chave de efeito Hall para ejeção são configuradas para indicar o estado de uma porta de eje- ção. Uma pluralidade de chaves de articulação, como, por exemplo, uma chave do lado esquerdo de articulação para o lado esquerdo, uma chave do lado direito de articulação para o lado esquerdo, uma chave central de articulação para o lado esquerdo, uma chave do lado esquerdo de articu- lação para o lado direito, uma chave do lado direito de articulação para o lado direito e uma chave central de articulação para o lado direito são configuradas para controlar a articulação de um conjunto de eixo de aci- onamento intercambiável 200 (Figuras 1 e 3) e/ou o atuador de extremi- dade 300 (Figuras 1 e 4). Uma chave reversa do lado esquerdo e uma chave reversa do lado direito são acopladas ao controlador principal 717. As chaves do lado esquerdo que compreendem a chave do lado es- querdo de articulação para o lado esquerdo, a chave do lado direito de articulação para o lado esquerdo, a chave central de articulação para o lado esquerdo e a chave reversa do lado esquerdo são acopladas ao controlador primário 717 por um conector de flexão à esquerda. As cha- ves do lado direito que compreendem a chave do lado esquerdo de arti- culação para o lado direito, a chave do lado direito de articulação para o lado direito, a chave central de articulação para o lado direito, e a chave reversa do lado direito são acopladas ao controlador principal 717 por um conector de flexão à direita. Uma chave de disparo, uma chave de libera- ção de aperto, e uma chave engatada ao eixo de acionamento são aco- pladas ao controlador principal 717.
[0085] Quaisquer chaves mecânicas, eletromecânicas, ou de es- tado sólido adequadas, podem ser empregadas para implementar a plu- ralidade de chaves, em qualquer combinação. Por exemplo, as chaves podem limitar as chaves operadas pelo movimento de componentes as- sociados ao instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) ou à presença de um objeto. Estas chaves podem ser usadas para controlar várias fun- ções associadas ao instrumento cirúrgico 10. Uma chave de limite é um dispositivo eletromecânico que consiste em um atuador ligado mecani-
camente a um conjunto de contatos. Quando um objeto entra em con- tato com o atuador, o dispositivo opera os contatos para fazer ou romper uma conexão elétrica. As chaves de limite são usadas em uma varie- dade de aplicações e ambientes por causa de sua robustez, facilidade de instalação e confiabilidade de funcionamento. Elas podem determi- nar a presença ou ausência, passagem, posicionamento e final de des- locamento de um objeto. Em outras implementações, as chaves podem ser chaves de estado sólido que funcionam sob a influência de um campo magnético, como dispositivos de efeito Hall, dispositivos magne- torresistivos (MR), dispositivos magnetorresistivos gigantes ("GMR" - gi- ant magneto-resistive), magnetômetros, entre outros. Em outras imple- mentações, as chaves podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como sensores ópticos, sensores de infraverme- lho, sensores ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, FET semicondutor de óxido metálico (MOSFET), bipo- lares, e similares). Outras chaves podem incluir chaves sem fio, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, dentre outros.
[0086] A Figura 6 é um outro diagrama de blocos do circuito de controle 700 do instrumento cirúrgico da Figura 1 que ilustra as inter- faces entre o conjunto de empunhadura 702 e o conjunto de alimenta- ção 706 e entre o conjunto de empunhadura 702 e o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 704, de acordo com um aspecto da presente revelação. O conjunto de empunhadura 702 pode compreen- der um controlador principal 717, um conector do conjunto de eixo de acionamento 726 e um conector do conjunto de alimentação 730. O conjunto de alimentação 706 pode incluir um conector do conjunto de alimentação 732, um circuito de gerenciamento de energia 734 que pode compreender o controlador de gerenciamento de energia 716, um modulador de energia 738, e um circuito sensor de corrente 736. Os conectores do conjunto de energia 730, 732 formam uma interface 727. O circuito de gerenciamento de energia 734 pode ser configurado para modular a energia de saída da bateria 707 com base nas necessidades de energia do conjunto de eixo de acionamento intercambiável 704 en- quanto o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 704 e o con- junto de alimentação 706 são acoplados ao conjunto de empunhadura
702. O controlador de gerenciamento de energia 716 pode ser progra- mado para controlar o modulador de energia 738 da saída de energia do conjunto de alimentação 706 e o circuito sensor de corrente 736 pode ser empregado para displayar a saída de energia do conjunto de alimentação 706 para fornecer retroinformação ao controlador de ge- renciamento de energia 716 sobre a saída de energia da bateria 707 para que o controlador de gerenciamento de energia 716 possa ajustar a saída de energia do conjunto de alimentação 706 para manter uma saída desejada. O conjunto de eixo de acionamento 704 compreende um controlador de conjunto de eixo de acionamento 722 acoplado a uma memória não volátil 721 e um conector de conjunto de eixo de acionamento 728 para acoplar eletricamente o conjunto de eixo de aci- onamento 704 ao conjunto de empunhadura 702. Os conectores do conjunto de eixo de acionamento 726, 728 formam uma interface 725. O controlador principal 717, o controlador de conjunto de eixo de acio- namento 722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 716 po- dem ser configurados para implementar um ou mais dos processos aqui descritos.
[0087] O instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) pode compreender um dispositivo de saída 742 para uma retroinformação sensorial a um usuário. Esses dispositivos podem compreender dispositivos de retroin- formação visual (por exemplo, um display com tela de LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação auditiva (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de retroinformação tátil
(por exemplo, atuadores hápticos). Em determinadas circunstâncias, o dispositivo de saída 742 pode compreender uma tela 743 que pode es- tar incluída no conjunto de empunhadura 702. O controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 716 podem fornecer retroinformação a um usuário do instru- mento cirúrgico 10 através do dispositivo de saída 742. A interface 727 pode ser configurada para conectar o controlador do conjunto de eixo de acionamento 722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 716 ao dispositivo de saída 742. O dispositivo de saída 742 pode ser integrado com o conjunto de alimentação 706. A comunicação entre o dispositivo de saída 742 e o controlador do conjunto de eixo de aciona- mento 722 pode ser feita através da interface 725 enquanto o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 704 é acoplado ao conjunto de empunhadura 702. Tendo descrito um circuito de controle 700 (Figuras 5A a 5B e 6) para controlar a operação do instrumento cirúrgico 10 (Fi- guras 1 a 4), a revelação se volta agora para várias configurações do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) e ao circuito de controle 700.
[0088] A Figura 7 ilustra um circuito de controle 800 configurado para controlar aspectos do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4), de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito de controle 800 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O cir- cuito de controle 800 pode compreender um controlador que compreende um ou mais processadores 802 (por exemplo, microprocessador, micro- controlador) acoplado a ao menos um circuito de memória 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 implementar vários dos proces- sos aqui descritos. O processador 802 pode ser qualquer um dentre inú- meros processadores de núcleo simples ou processadores de múltiplos núcleos (multi-core) conhecidos na técnica. O circuito de memória 804 pode compreender mídia de armazenamento volátil e não volátil. O pro- cessador 802 pode incluir uma unidade de processamento de instruções 806 e uma unidade aritmética 808. A unidade de processamento de ins- truções pode ser configurada para receber instruções a partir do circuito de memória 804.
[0089] A Figura 8 ilustra um circuito lógico combinacional 810 con- figurado para controlar aspectos do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4), de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito lógico combinacional 810 pode ser configurado para implementar vários pro- cessos aqui descritos. O circuito 810 pode compreender uma máquina de estado finito que compreende um circuito lógico combinacional 812 configurado para receber dados associados ao instrumento cirúrgico 10 em uma entrada 814, processar os dados pela lógica combinacional 812 e fornecer uma saída 816.
[0090] A Figura 9 ilustra um circuito lógico sequencial 820 configu- rado para controlar aspectos do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4), de acordo com um aspecto da presente revelação. O circuito lógico se- quencial 820 ou o circuito lógico combinacional 822 pode ser configu- rado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito 820 pode compreender 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 exem- plo. O ao menos um circuito de memória 820 pode armazenar um es- tado 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 instrumento cirúrgico 10, uma entrada 826, processar os dados pelo cir- cuito lógico combinacional 822, e fornecer uma saída 828. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação do processa-
dor 802 e uma máquina de estados finitos para implementar vários pro- cessos na presente invenção. Em outros aspectos, a máquina de esta- dos finitos pode compreender uma combinação do circuito lógico com- binacional 810 e o circuito lógico sequencial 820.
[0091] 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.
[0092] A Figura 10 é um diagrama de um sistema de posicionamento absoluto 1100 do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4), sendo que o sistema de posicionamento absoluto 1100 compreende uma disposição do circuito de acionamento controlado por motor que compreende uma dis- posição do sensor 1102, de acordo com um aspecto da presente revela- ção. A disposição do sensor 1102 de um sistema de posicionamento ab- soluto 1100 fornece um sinal de posição único que corresponde à locali- zação de um membro de deslocamento 1111. De volta brevemente às Fi- guras 2 a 4, em um aspecto, o membro de deslocamento 1111 representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 (Figura 2) que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento 122 para engate de acoplamento com uma engrenagem de acionamento correspondente 86 de um conjunto redutor de engrenagem 84. Em outros aspectos, o membro de deslocamento 1111 representa o membro de disparo 220 (Fi- gura 3), que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de des- locamento 1111 representa a barra de disparo 172 (Figura 4) ou a viga com perfil em I 178 (Figura 4), cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Con- sequentemente, como usado na presente invenção, o termo membro de deslocamento é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento cirúrgico 10, como o membro de acionamento 120, o membro de disparo 220, a barra de disparo 172, a viga com perfil em I 178, ou qualquer elemento que possa ser deslocado. Em um aspecto, o membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 é acoplado ao membro de disparo 220, à barra de disparo 172 e à viga com perfil em I
178. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto 1100 pode, com efeito, rastrear o deslocamento linear da viga com perfil em I 178 mediante o rastreamento do deslocamento linear do membro de acio- namento longitudinalmente móvel 120. Em vários outros aspectos, o mem- bro de deslocamento 1111 pode ser acoplado a qualquer sensor ade- quado para medir o deslocamento linear. Dessa forma, o membro de aci- onamento longitudinalmente móvel 120, o membro de disparo 220, a barra de disparo 172, ou a viga com perfil em I 178, ou suas combinações, po- dem ser acoplados a qualquer sensor de deslocamento linear adequado. Os sensores de deslocamento linear podem incluir sensores de desloca- mento de contato ou sem contato. Os sensores de deslocamento linear podem compreender transformadores lineares diferenciais variáveis (LVDT), transdutores diferenciais de relutância variável (DVRT), um poten- ciômetro, um sistema de detecção magnético que compreende um mag- neto móvel e uma série linearmente disposta em sensores de efeito Hall, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de móveis, dispostos linearmente em sensores de efeito Hall, um sistema de detecção óptico móvel que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série móvel de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos,
ou qualquer combinação dos mesmos.
[0093] Um motor elétrico 1120 pode incluir um eixo de aciona- mento giratório 1116, que, de modo operacional, faz interface com um conjunto de engrenagem 1114, que está montado em engate de aco- plamento com um conjunto, ou cremalheira, de dentes de acionamento no membro de deslocamento 1111. Um elemento sensor 1126 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de engrenagem 1114, de modo que uma única revolução do elemento sensor 1126 corres- ponda à alguma translação longitudinal linear do membro de desloca- mento 1111. Uma disposição de engrenagens e sensores pode ser co- nectada ao atuador linear por meio de uma disposição de cremalheira e pinhão, ou a um atuador giratório por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de alimentação 1129 fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto 1100 e um indicador de saída 1128 pode mostrar a saída do sistema de posicionamento absoluto
1100. Na Figura 2, o membro de acionamento 1111 representa o mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 120 que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento 122 formada na mesma para engate de acoplamento com uma engrenagem de acionamento correspondente 86 do conjunto redutor de engrenagem 84. O membro de deslocamento 1111 representa o membro de disparo longitudinal- mente móvel 220, a barra de disparo 172, a viga com perfil em I 178, ou combinações dos mesmos.
[0094] Uma única revolução do elemento sensor 1126 associada ao sensor de posição 1112 é equivalente a um deslocamento linear longitu- dinal d1 do membro do deslocamento 1111, sendo que d1 é a distância linear longitudinal através da qual o membro de deslocamento 1111 se move do ponto "a" até o ponto "b" depois de uma única revolução do elemento sensor 1126 acoplado ao membro de deslocamento 1111. A disposição do sensor 1102 pode ser conectada por meio de uma redução de engrenagem que resulta na conclusão de uma ou mais revoluções do curso completo do membro de deslocamento 1111 por parte do sensor de posição 1112. O sensor de posição 1112 pode concluir múltiplas re- voluções do curso completo do membro de deslocamento 1111.
[0095] Uma série de chaves 1122a a 1122n, 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 1112. O estado das chaves 1122a a 1122n é alimentado de volta para um controlador 1104 que aplica lógica para determinar um sinal de posição único que corres- ponde ao deslocamento linear longitudinal d1 + d2 + … dn do membro de deslocamento 1111. A saída 1124 do sensor de posição 1112 é for- necida ao controlador 1104. O sensor de posição 1112 da disposição do sensor 1102 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.
[0096] O sistema de posicionamento absoluto 1100 fornece um po- sicionamento absoluto do membro de deslocamento 1111 com a energi- zação do instrumento sem que seja preciso retrair ou avançar o membro de acionamento 1111 para a posição de reinício (zero ou inicial), como pode ser o caso de codificadores convencionais giratórios que mera- mente contam o número de passos progressivos ou regressivos que o motor 1120 percorreu para inferir a posição de um atuador dispositivo, barra de acionamento, bisturi, e similares.
[0097] O controlador 1104 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 1104 inclui um processador 1108 e uma memória 1106. O motor elétrico 1120 pode ser um motor de corrente contínua escovado com uma caixa de câmbio e conexões mecânicas a um sistema de articulação ou corte. Em um aspecto, um acionador de motor 1110 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionado- res de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de posicionamento absoluto 1100. Uma descrição mais detalhada do sistema de posicionamento absoluto 1100 é descrita no pedido de pa- tente US N° 15/130.590, intitulado SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRU- MENT, cuja revelação está aqui incorporada em sua totalidade a título de referência.
[0098] O controlador 1104 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e posição do membro de deslocamento 1111 e dos sistemas de articulação. O controlador 1104 pode ser con- figurado para computar uma resposta no software do controlador 1104. A resposta computada é comparada a uma resposta medida do sis- tema 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 detec- tar influências externas no sistema.
[0099] O sistema de posicionamento absoluto 1100 pode compre- ender e/ou ser programado para implementar um controlador de re- troinformação, como um PID, retroinformação do estado e controlador adaptável. Uma fonte de energia 1129 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 1118 podem ser fornecidos para medir os parâmetros físicos do sistema físico, além da posição medida pelo sensor de posição 1112. Em alguns aspectos, os outros sensores 1118 podem incluir disposições de sensor como aquelas descritas na patente US N° 9.345.481, intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade; publicação de pe- dido de patente US N° 2014/0263552, intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, está aqui incorporada a tí- tulo de referência em sua totalidade; e pedido de patente US N° 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INS- TRUMENT, que está aqui incorporado por referência em sua totali- dade. Em um sistema de processamento 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 abso- luto 1100 terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto 1100 pode compreender um cir- cuito de comparação e combinação para combinar uma resposta com- putada com uma resposta medida que usa algoritmos, como uma mé- dia ponderada e um laço de controle teórico, que aciona a resposta calculada em direção à resposta medida. A resposta computada do sistema físico considera as propriedades, como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever quais serão os es- tados e saídas do sistema físico, sabendo-se a entrada. O controlador 1104 pode ser um circuito de controle 700 (Figuras 5A e 5B).
[0100] O acionador de motor 1110 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador A3941 1110 é um contro- lador 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 motores CC escovados. O acionador 1110 compreende um regulador único de bomba de carga que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para bate-
rias com tensão até 7 V e possibilita que o A3941 opere com um aciona- mento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser usado para fornecer a tensão fornecida pela bateria acima ne- cessária 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 sincroni- zada. 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 potên- cia são protegidos do efeito shoot-through por meio de resistores com tempo morto programável. O diagnóstico integrado fornece indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para proteger os MOSFETs de potência na maioria das con- dições de curto-circuito. Outros acionadores de motor podem ser pronta- mente substituídos para uso no sistema de posicionamento absoluto
1100.
[0101] Tendo descrito uma arquitetura geral para implementar aspec- tos de um sistema de posicionamento absoluto 1100 para uma disposição de sensor 1102, a revelação agora se volta para as Figuras 11 a 12 para uma descrição de um aspecto de uma disposição de sensor 1102 para o sistema de posicionamento absoluto 1100. A Figura 11 é uma vista em perspectiva explodida da disposição de sensor 1102 para o sistema de posicionamento absoluto 1100, mostrando um circuito 1205 e o alinha- mento relativo dos elementos da disposição de sensor 1102, de acordo com um aspecto. A disposição de sensor 1102 para um sistema de posi- cionamento absoluto 1100 compreende um sensor de posição 1200, um elemento sensor de magneto 1202, um suporte de magneto 1204, que dá uma volta a cada curso completo do membro de deslocamento 1111, e um conjunto de engrenagens 1206 para fornecer uma redução de engrena- gens. Com referência brevemente à Figura 2, o membro de deslocamento
1111 pode representar o membro de acionamento longitudinalmente mó- vel 120 que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento 122 para engate de acoplamento com uma engrenagem de acionamento cor- respondente 86 do conjunto redutor de engrenagem 84. Novamente com referência à Figura 11, um elemento estrutural, como um bráquete 1216, é fornecido para sustentar o conjunto de engrenagens 1206, o suporte de magneto 1204 e o magneto 1202. O sensor de posição 1200 compreende um ou mais elementos magnéticos de detecção, como elementos de efeito Hall, e está posicionado próximo ao magneto 1202. Conforme o magneto 1202 gira, os elementos magnéticos de detecção do sensor de posição 1200 determinam a posição angular absoluta do magneto 1202 durante uma revolução.
[0102] A disposição de sensor 1102 pode compreender qualquer nú- mero de elementos de detecção magnética, como, por exemplo, sensores magnéticos classificados de acordo sua capacidade de medir o campo magnético total ou os componentes vetoriais do campo magnético. As téc- nicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abran- gem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bom- beamento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresis- tência anisotrópica, magnetorresistência gigante, junções túnel magnéti- cas, magnetoimpedância gigante, compostos magnetostritivos/piesoelétri- cos, magnetodiodo, transistor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, den- tre outros.
[0103] Um conjunto de engrenagens compreende uma primeira en- grenagem 1208 e uma segunda engrenagem 1210 em engate de aco- plamento para fornecer uma conexão com uma relação de engrena- gens de 3:1. Uma terceira engrenagem 1212 gira ao redor de um eixo de acionamento 1214. A terceira engrenagem 1212 está em engate engrenado com o membro de acionamento 1111 (ou 120 conforme mostrado na Figura 2) e gira em uma primeira direção, à medida que o membro de acionamento 1111 avança em uma direção distal D e gira em uma segunda direção à medida que o membro de acionamento 1111 se retrai em uma direção proximal P. A segunda engrenagem 1210 também gira em torno do eixo de acionamento 1214 e, portanto, a rotação da segunda engrenagem 1210 em torno do eixo de aciona- mento 1214 corresponde à translação longitudinal do membro de aci- onamento 1111. Dessa forma, um curso completo do membro de aci- onamento 1111, seja na direção distal, seja na proximal, D, P, corres- ponde a três rotações da segunda engrenagem 1210 e a uma única rotação da primeira engrenagem 1208. Como o suporte de magneto 1204 está acoplado à primeira engrenagem 1208, o suporte de mag- neto 1204 completa uma rotação com cada curso completo do membro de acionamento 1111.
[0104] O sensor de posição 1200 é sustentado por um suporte de sensor de posição 1218, definindo uma abertura 1220 adequada para conter o sensor de posição 1200 em alinhamento preciso com um mag- neto 1202 girando abaixo no interior do suporte de magneto 1204. O acessório é acoplado ao bráquete 1216 e ao circuito 1205 e permanece estacionário enquanto o magneto 1202 gira com o suporte de magneto
1204. É fornecido um cubo 1222 que se acopla à primeira engrenagem 1208 e ao suporte magnético 1204. A segunda engrenagem 1210 e a terceira engrenagem 1212 acopladas ao eixo 1214 também são mos- tradas.
[0105] A Figura 12 é um diagrama de um sensor de posição 1200 de um sistema de posicionamento absoluto 1100, que compreende um sis- tema de posicionamento absoluto magnético giratório, de acordo com um aspecto desta revelação. O sensor de posição 1200 pode ser implemen- tado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sen- sor de posição 1200 faz interface com o controlador 1104 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto 1100. O sensor de posição 1200 é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro elemen- tos de efeito Hall 1228A, 1228B, 1228C, 1228D em uma área 1230 do sensor de posição 1200 que está localizada acima do magneto 1202 (Fi- guras 15 e 16). Um conversor A-D de alta resolução 1232 e um controlador de gerenciamento de potência inteligente 1238 são apresentados, tam- bém, no circuito integrado. Um processador CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) 1236, também conhecido como método de dígito por dí- gito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algoritmo sim- ples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de consulta. A posição angular, os bits de alarme e as informações de campo magnético são transmitidos através de uma interface de comu- nicação serial padrão, como uma interface SPI 1234, para o controlador
1104. O sensor de posição 1200 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 1200 pode ser um circuito AS5055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4 x 4 x 0,85 mm.
[0106] Os elementos de efeito Hall 1228A, 1228B, 1228C, 1228D es- tão localizados diretamente acima do magneto giratório 1202 (Figura 11). O efeito Hall é um efeito bem conhecido e por conveniência não será des- crito aqui em detalhes, no entanto, de modo geral, o efeito Hall produz 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 constituem a corrente. No sen- sor de posição AS5055 1200, os elementos de efeito Hall 1228A, 1228B, 1228C, 1228D são capazes de produzir um sinal de tensão indicativo do posicionamento absoluto do magneto 1202 em termos do ângulo em rela- ção a uma única revolução do magneto 1202. Esse valor do ângulo, que é um sinal de posição único, é calculado pelo processador CORDIC 1236 e armazenado embutido no sensor de posição AS5055 1200 em um registro ou memória. O valor do ângulo que é indicativo da posição do magneto 1202 durante uma revolução é fornecido ao controlador 1104 em uma va- riedade de técnicas, por exemplo, mediante a energização ou mediante a demanda do controlador 1104.
[0107] O sensor de posição AS5055 1200 exige apenas alguns componentes externos para operar quando conectado ao controlador
1104. Seis fios são necessários para uma aplicação simples usando uma única fonte de alimentação: dois fios para alimentação e quatro fios 1240 para a interface SPI 1234 com o controlador 1104. Uma sé- tima conexão pode ser adicionada para enviar um sinal de interrupção ao controlador 1104 para informar que um novo ângulo válido pode ser lido. Com a energização, o sensor de posição AS5055 1200 realiza uma sequência completa de energização, incluindo uma medição de ângulo. A conclusão desse ciclo é indicada como uma saída INT 1242, e o valor do ângulo é armazenado em um registro interno. Uma vez configurada essa saída, o sensor de posição AS5055 1200 entra no modo suspenso. O controlador 1104 pode responder à solicitação INT na saída INT 1242 mediante a leitura do valor do ângulo a partir do sensor de posição AS5055 1200 por intermédio da interface SPI 1234. Depois que o valor do ângulo é lido pelo controlador 1104, a saída INT 1242 é liberada novamente. O envio de um comando "ler ângulo" pela interface SPI 1234 por meio do controlador 1104 ao sensor de posição 1200 também energiza automaticamente o circuito integrado e inicia outra medição de ângulo. Assim que o controlador 1104 tiver concluído a leitura do valor do ângulo, a saída INT 1242 é liberada e um novo resultado é armazenado no registro de ângulos. A conclusão dessa medição de ângulo é indicada novamente pela definição da saída INT 1242 e pela identificação correspondente no registro de estados.
[0108] Devido ao princípio de medição do sensor de posição AS5055 1200, apenas uma única medição de ângulo é realizada em tempo muito curto (~600 µs) depois de cada sequência de energização. Assim que a medição de um ângulo é concluída, o sensor de posição AS5055 1200 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 1104. Por exem- plo, uma média de quatro amostras reduz a variação em 6 dB (50%).
[0109] A Figura 13 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade 2502 do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4) que mostra um curso de disparo da viga com perfil em I 2514 em relação ao tecido 2526 preso dentro do atuador de extremidade 2502, de acordo com um as- pecto da presente revelação. O atuador de extremidade 2502 é configu- rado para operar com o instrumento cirúrgico 10 mostrado nas Figuras 1 a 4. O atuador de extremidade 2502 compreende uma bigorna 2516, um canal alongado 2503 com um cartucho de grampos 2518 posicio- nado no canal alongado 2503. Uma barra de disparo 2520 é transladá- vel distalmente e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longi- tudinal 2515 do atuador de extremidade 2502. Quando o atuador de ex- tremidade 2502 não é articulado, o atuador de extremidade 2502 está em linha com o eixo de acionamento do instrumento. Uma viga com perfil em I 2514 que compreende um gume cortante 2509 é ilustrada em uma porção distal da barra de disparo 2520. Um deslizador em cunha 2513 está posicionado no cartucho de grampos 2518. À medida que a viga com perfil em I 2514 traslada distalmente, o gume cortante 2509 entra em contato e pode cortar o tecido 2526 posicionado entre a bi- gorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. Além disso, a viga com perfil em I 2514 entra em contato com o deslizador em cunha 2513 e o em- purra 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 gram- pos 2505.
[0110] Um curso de disparo da viga com perfil em I 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 I 2514, a viga com perfil em I 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 I 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 I 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 I 2514 pode co- meçar a avançar distalmente. Na primeira região de curso de disparo 2517, a viga com perfil em I 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 sobrepujado, a força necessária para acionar a viga com perfil em I 2514 na primeira região 2517 pode ser substancialmente constante.
[0111] 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 grampos
2505. A força necessária para acionar a viga com perfil em I 2514 pode começar a aumentar gradualmente. Conforme mostrado, o tecido encon- trado inicialmente pode ser comprimido e/ou mais delgado devido à ma- neira 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 contato com os acionadores de grampos 2511. A força necessária para acionar a viga com perfil em I 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 I 2514 pode começar a diminuir. Por exemplo, o tecido na porção do atuador de extremidade 2502 correspondente 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 deslizador em cunha 2513 podem alcan- çar o final do tecido 2526 enquanto na quarta região 2523. Quando a viga com perfil em I 2514 atinge a quinta região 2525, o tecido 2526 pode ser completamente separado. O deslizador em cunha 2513 pode entrar em contato com um ou mais acionadores de grampos 2511 no ou próximo ao final do tecido. A força para avançar a viga com perfil em I 2514 através da quinta região 2525 pode ser reduzida e, em alguns exemplos, pode ser similar à força para acionar a viga com perfil em I 2514 na primeira região
2517. Na conclusão do curso do membro de disparo, a viga com perfil em
I 2514 pode alcançar a posição final do curso 2528. O posicionamento das regiões de curso do membro de disparo 2517, 2519, 2521, 2523, 2525 na Figura 18 é apenas um exemplo. Em alguns exemplos, as diferentes regi- ões 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 grampos
2518.
[0112] Como discutido acima e com referência agora às Figuras 10 a 13, o motor elétrico 1122 posicionado no interior do conjunto de empu- nhadura do de instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1 a 4 pode ser usado para avançar e/ou retrair o sistema de disparo do conjunto de eixo de acionamento, incluindo a viga com perfil em I 2514, em relação ao atua- dor de extremidade 2502 do conjunto de eixo de acionamento de forma a grampear e/ou incidir o tecido capturado no interior do atuador de ex- tremidade 2502. A viga com perfil em I 2514 pode ser avançada ou retra- ída em uma velocidade desejada, ou dentro de uma faixa de velocidades desejadas. O controlador 1104 pode ser configurado para controlar a ve- locidade da viga com perfil em I 2514. O controlador 1104 pode ser con- figurado para prever a velocidade da viga com perfil em I 2514 com base em vários parâmetros da energia fornecida ao motor elétrico 1122, como tensão e/ou corrente, por exemplo, e/ou outros parâmetros operacionais do motor elétrico 1122 ou influências externas. O controlador 1104 tam- bém pode ser configurado para prever a velocidade atual da viga com perfil em I 2514 com base nos valores anteriores da corrente e/ou tensão fornecidas ao motor elétrico 1122 e/ou nos estados anteriores do sistema, como velocidade, aceleração e/ou posição. O controlador 1104 pode ser configurado para detectar a velocidade da viga com perfil em I 2514 com o uso do sistema de sensor de posicionamento absoluto aqui descrito. O controlador pode ser configurado para comparar a velocidade prevista da viga com perfil em I 2514 e a velocidade detectada da viga com perfil em
I 2514 para determinar se a energia do motor elétrico 1122 deve ser au- mentada, de modo a aumentar a velocidade da viga com perfil em I 2514, e/ou diminuída para diminuir a velocidade da viga com perfil em I 2514. Informações adicionais relacionadas a instrumentos cirúrgicos 10 aciona- dos por um motor elétrico 1122 podem ser encontradas na patente US N° 8.210.411, intitulada MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING INS- TRUMENT, que está aqui incorporada por referência em sua totalidade. Mais detalhes relacionados a instrumentos cirúrgicos 10 que incluem dis- posições de sensor podem ser encontrados na patente US N° 7.845.537, intitulada SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILI- TIES, que está aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[0113] A força que atua sobre a viga com perfil em I 2514 pode ser determinada com o uso de várias técnicas. A força sobre a viga com perfil em I 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 I 2514 à medida que ela avança distalmente. A força da viga com perfil em I 2514 pode ser determinada mediante o posicionamento de um medidor de tensão no membro de acionamento 120 (Figura 2), no membro de disparo 220 (Figura 2), na viga com perfil em I 2514 (viga com perfil em I 178, Figura 20), na barra de disparo 172 (Figura 2), e/ou em uma extremidade proximal do gume cortante 2509. A viga com perfil em I 2514 pode ser determinada pelo displayamento da posição real da viga com perfil em I 2514 se movendo a uma velocidade esperada com base na velocidade ajustada atual do motor 2504 após um período de tempo predeterminado T1 decorrido e pela comparação da posição real da viga com perfil em I 2514 em relação à posição esperada da viga com perfil em I 2514 com base na velocidade ajustada atual do motor 2504 no final do período T1. Dessa forma, se a posição real da viga com perfil em I 2514 for menor que a posição esperada da viga com perfil em I 2514, a força na viga com perfil em I 2514 é maior que uma força nominal. Por outro lado,
se a posição real da viga com perfil em I 2514 for maior que a posição esperada da viga com perfil em I 2514, a força na viga com perfil em I 2514 será menor que a força nominal. A diferença entre as posições real e es- perada da viga com perfil em I 2514 é proporcional ao desvio da força na viga com perfil em I 2514 a partir da força nominal. Tais técnicas são des- critas no pedido de patente US N° 15/628.075, intitulado SYSTEMS AND
METHODS FOR CONTROLLING MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[0114] A Figura 14 ilustra um diagrama de bloco de um instrumento cirúrgico 2500 programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento de acordo com um aspecto da presente re- velação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 2500 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento 1111 como a viga com perfil em I 2514. O instrumento cirúrgico 2500 compreende um atuador de extremidade 2502 que pode compreender uma bigorna 2516, uma viga com perfil em I 2514 (incluindo um gume cortante afiado 2509), e um cartucho de grampos removível 2518. O atuador de extremidade 2502, a bigorna 2516, a viga com perfil em I 2514 e o cartucho de grampos 2518 podem ser configurados conforme descrito aqui, por exemplo, em relação às Figuras 1 a 13.
[0115] A posição, o movimento, o deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento 1111, como a viga com perfil em I 2514, podem ser medidos pelo sistema de posicionamento absoluto 1100, pela disposição de sensor 1102, e pelo sensor de posição 1200 conforme mostrado nas Figuras 10 a 12 e representado como o sensor de posição 2534 na Figura 14. Como a viga com perfil em I 2514 é acoplada a um membro de acionamento longitudinalmente móvel 120, a posição da viga com perfil em I 2514 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 que emprega o sensor de posição 2534. Consequente- mente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a trans- lação da viga com perfil em I 2514 podem ser obtidos pelo sensor de posição 2534, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 2510, como o circuito de controle 700 descrito nas Figuras 5A e 5B, pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento 1111, como a viga com perfil em I 2514, conforme des- crito juntamente com as Figuras 10 a 12. O circuito de controle 2510, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontrolado- res, microprocessadores, ou outros processadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou os pro- cessadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em I 2514, da maneira descrita. 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 I 2514 conforme deter- minado pelo sensor de posição 2534 com a saída do circuito tempori- zador/contador 2531 para que o circuito de controle 2510 possa deter- minar a posição da viga com perfil em I 2514 em um momento especí- fico (t) em relação a uma posição inicial. O circuito temporizador/con- tador 2531 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos ou cronometrar eventos externos.
[0116] O circuito de controle 2510 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 2522. O sinal do ponto de ajuste do motor 2522 pode ser fornecido a um controlador do motor 2508. O controlador do motor 2508 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 2524 ao motor 2504 para acionar o motor 2504, conforme descrito na presente invenção. Em alguns exemplos, o motor 2504 pode ser um motor elétrico de corrente contínua (CC) com es- covas, como o motor 82, 714, 1120 mostrado nas Figuras 1, 5B, 10. Por exemplo, a velocidade do motor 2504 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 2524. Em alguns exemplos, o motor 2504 pode ser um motor elétrico de corrente contínua (CC) sem escovas, e o sinal de acionamento do motor 2524 pode compreender um sinal de modulação por largura de pulso (PWM) fornecido a um ou mais enrolamentos de es- tator do motor 2504. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 2508 pode ser omitido, e o circuito de controle 2510 pode gerar o sinal de acionamento do motor 2524 diretamente.
[0117] O motor 2504 pode receber energia de uma fonte de energia
2512. A fonte de energia 2512 pode ser ou pode incluir uma bateria, um supercapacitor ou qualquer outra fonte de energia adequada 2512. O motor 2504 pode ser mecanicamente acoplado à viga com perfil em I 2514 por meio de uma transmissão 2506. A transmissão 2506 pode in- cluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 2504 à viga com perfil em I 2514. Um sensor de posição 2534 pode detectar uma posição da viga com perfil em I 2514. O sensor de posição 2534 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que é capaz de gerar dados de posição que indicam uma posição da viga com perfil em I 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 viga com perfil em I 2514 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 2510 pode rastrear os pul- sos para determinar a posição da viga com perfil em I 2514. Outro sen- sor de posição adequado pode ser usado, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem for- necer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em I
2514. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 2534 pode ser omitido. Quando o motor 2504 for um motor de passo, o circuito de controle 2510 pode rastrear a posição da viga com perfil em I 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.
[0118] O circuito de controle 2510 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 2538. Os sensores 2538 podem ser posici- onados no atuador de extremidade 2502 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 2500 para medir os vários parâmetros de- rivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em relação ao tempo e tensão mecânica da bigorna em relação ao tempo. Os sensores 2538 podem compreender um sensor magné- tico, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sen- sor 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 extremidade 2502. Os sensores 2538 podem incluir um ou mais sen- sores.
[0119] O um ou mais sensores 2538 podem compreender um me- didor de esforço, como, por exemplo, um medidor de microesforço, con- figurado para medir a magnitude da tensão na bigorna 2516 durante uma condição apertada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 2538 po- dem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. Os sensores 2538 podem ser con- figurados 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 situado entre os mesmos.
[0120] Os sensores 2538 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 2516 pelo sistema de acionamento de fechamento 30. Por exemplo, um ou mais sensores 2538 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento 260 (Figura 3) e a bigorna 2516 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento 260 à bigorna 2516. As forças exercidas sobre a bigorna 2516 podem ser representativas da compressão do tecido ex- perimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. O um ou mais sensores 2538 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de aci- onamento de fechamento 30 (Figura 2) para detectar as forças de fe- chamento aplicadas à bigorna 2516 pelo sistema de acionamento de fechamento 30. O um ou mais sensores 2538 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por um processador conforme descrito nas Figuras 5A e 5B. O circuito de controle 2510 re- cebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar in- formações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 2516.
[0121] Um sensor de corrente 2536 pode ser empregado para me- dir a corrente drenada pelo motor 2504. A força necessária para avan- çar a viga com perfil em I 2514 corresponde à corrente drenada pelo motor 2504. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 2510.
[0122] Usando as propriedades físicas dos instrumentos aqui re- velados em conjunto com as Figuras 1 a 13, e com referência à Figura 14, 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 I 2514 no atuador de extremidade 2502 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 2500 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos con- troladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um
PID, uma retroinformação de estado, LQR, e/ou um controlador adap- tável, por exemplo. O instrumento cirúrgico 2500 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação para uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.
[0123] O sistema de acionamento real do instrumento cirúrgico 2500 é configurado para acionar o membro de deslocamento, o membro de corte ou a viga com perfil em I 2514, por um motor CC escovado com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de articulação e/ou uma faca. Um outro exemplo é o motor elétrico 2504 que opera o membro de deslocamento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma in- fluência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circun- dantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser cha- mada de arrasto, que age em oposição ao motor elétrico 2504. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[0124] Antes de explicar com detalhes os aspectos do instrumento cirúrgico 2500, deve-se observar que os aspectos exemplificadores não estão limitados, em termos de aplicação ou uso, aos detalhes de construção e disposição das partes ilustradas nos desenhos e na des- crição em anexo. Os aspectos exemplificadores podem ser implemen- tados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usados na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os aspectos exemplificadores para a conveniência do leitor e não para o propósito de limitar a mesma. Além disso, deve-se entender que um ou mais dentre os aspectos, expressões de aspectos e/ou exemplos descritos a seguir podem ser combinados com qualquer um ou mais dentre os outros aspectos, expressões de aspectos e/ou exemplos descritos a seguir.
[0125] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um ins- trumento cirúrgico 2500 que compreende um atuador de extremidade 2502 com implementos cirúrgicos de grampeamento e corte acionados por motor. Por exemplo, um motor 2504 pode acionar um membro de deslocamento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 2502. O atuador de extremidade 2502 pode compreender uma bigorna articulável 2516 e, quando confi- gurada para o uso, uma lâmina ultrassônica 2518 posicionada no lado oposto da bigorna 2516. Um médico pode segurar o tecido entre a bi- gorna 2516 e o cartucho de grampos 2518, conforme descrito na pre- sente invenção. Quando pronto para usar o instrumento 2500, o médico pode fornecer um sinal de disparo, por exemplo, pressionando um gatilho do instrumento 2500. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 2504 pode acionar o membro de deslocamento distalmente ao longo do eixo geo- métrico longitudinal do atuador de extremidade 2502 a partir de uma po- sição proximal de início de curso para uma posição de fim de curso distal da posição de início de curso. À medida que o membro de deslocamento se desloca distalmente, a viga com perfil em I 2514 com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, pode cortar o tecido entre o cartucho de grampos 2518 e a bigorna 2516.
[0126] Em vários exemplos, o instrumento cirúrgico 2500 pode com- preender um circuito de controle 2510 programado para controlar a trans- lação distal do membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 2514, por exemplo, 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 des- crito aqui. O circuito de controle 2510 pode ser programado para seleci-
onar um programa de controle baseado nas condições do tecido. Um pro- grama 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 presente, o circuito de controle 2510 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência.
[0127] Em alguns exemplos, o circuito de controle 2510 pode, inici- almente, operar o motor 2504 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do instrumento 2500 du- rante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 2510 pode selecionar um programa de controle de disparo. A resposta do ins- trumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslo- camento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido du- rante a porção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 2504 durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 2510 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 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.
[0128] A Figura 15 ilustra um diagrama 2580 que plota dois cursos exemplificadores do membro de deslocamento executados de acordo com um aspecto da presente revelação. O diagrama 2580 compreende dois eixos geométricos. Um eixo geométrico horizontal 2584 indica o tempo decorrido. Um eixo geométrico vertical 2582 indica a posição da viga com perfil em I 2514 entre uma posição inicial do curso 2586 e uma posição final do curso 2588. No eixo geométrico horizontal 2584, o circuito de controle 2510 pode receber o sinal de disparo e começar a fornecer a configuração inicial do motor em t 0. A porção de circuito aberto do curso do membro de deslocamento é um período de tempo inicial que pode decorrer entre t0 e t1.
[0129] Um primeiro exemplo 2592 mostra uma resposta do instru- mento cirúrgico 2500 quando o tecido espesso é posicionado entre a bigorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. Durante a porção de cir- cuito aberto do curso do membro de deslocamento, por exemplo, o período de tempo inicial entre t 0 e t1, a viga com perfil em I 2514 pode atravessar da posição inicial do curso 2586 para a posição 2594. O circuito de controle 2510 pode determinar que a posição 2594 corres- ponde a um programa de controle de disparo que avança a viga com perfil em I 2514 em uma velocidade constante selecionada (Vlenta), in- dicada pela inclinação do exemplo 2592 após t 1 (por exemplo, na por- ção do circuito fechado). O circuito de controle 2510 pode acionar a viga com perfil em I 2514 para a velocidade Vlenta mediante o displaya- mento da posição da viga com perfil em I 2514 e a modulação do sinal do ponto de ajuste do motor 2522 e/ou do sinal de acionamento do motor 2524 para manter a V lenta.
[0130] Um segundo exemplo 2590 mostra uma resposta do instru- mento cirúrgico 2500 quando um tecido fino é posicionado entre a bi- gorna 2516 e o cartucho de grampos 2518. Durante o período de tempo inicial (por exemplo, o período de circuito aberto) entre t0 e t1, a viga com perfil em I 2514 pode atravessar da posição inicial do curso 2586 para a posição 2596. O circuito de controle pode determinar que a posição 2596 corresponde a um programa de controle de disparo que avança o membro de deslocamento em uma velocidade selecionada constante (Vrápida). Porque o tecido no exemplo 2590 é mais fino do que o tecido no exemplo 2592, ele pode fornecer menos resistência ao mo- vimento da viga com perfil em I 2514. Como resultado, a viga com perfil em I 2514 pode percorrer uma porção maior do curso durante o período de tempo inicial. Além disso, em alguns exemplos, um tecido mais fino (por exemplo, uma porção maior do curso do membro deslocamento percorrido durante o período de tempo inicial) pode corresponder a ve- locidades maiores do membro de deslocamento após o período de tempo inicial.
[0131] As Figuras 16 a 21 ilustram um atuador de extremidade 2300 de um instrumento cirúrgico 2010 mostrando como o atuador de extremi- dade 2300 pode ser articulado em relação ao conjunto de eixo de acio- namento alongado 2200 em torno de uma junta articulada 2270, de acordo com um aspecto da presente revelação. A Figura 16 é uma vista em perspectiva parcial de uma porção do atuador de extremidade 2300 mostrando um conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 em uma orientação não articulada, com algumas de suas porções omitidas para fins de clareza. A Figura 17 é uma vista em perspectiva do atuador de extremidade 2300 da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de aciona- mento alongado 2200 em uma orientação não articulada. A Figura 18 é uma vista em perspectiva de conjunto explodida do atuador de extremi- dade 2300 da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado 2200. A Figura 19 é uma vista de topo do atuador de extremi- dade 2300 da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 em uma orientação não articulada. A Figura 20 é uma vista de topo do atuador de extremidade 2300 da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 em uma primeira orien-
tação articulada. A Figura 21 é uma vista de topo do atuador de extremi- dade 2300 da Figura 16 mostrando o conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 em uma segunda orientação articulada.
[0132] Com referência agora às Figuras 16 a 21, o atuador de ex- tremidade 2300 está adaptado para cortar e grampear o tecido e inclui uma primeira garra sob a forma de um canal alongado 2302 que é con- figurado para suportar operacionalmente em seu interior um cartucho de grampos cirúrgicos 2304. O atuador de extremidade 2300 inclui adi- cionalmente uma segunda garra sob a forma de uma bigorna 2310 que é suportada no canal alongado 2302 para movimento em relação a ele. O conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 inclui um sistema de articulação 2800 que usa uma trava de articulação 2810. A trava de articulação 2810 pode ser configurada e operada para travar seletiva- mente o atuador de extremidade cirúrgico 2300 em várias posições ar- ticuladas. Essa disposição permite que o atuador de extremidade ci- rúrgico 2300 seja girado, ou articulado, em relação ao tubo de fecha- mento 260 do eixo de acionamento quando a trava de articulação 2810 estiver em seu estado destravado. Especificamente com referência à Figura 18, o conjunto de eixo de acionamento alongado 2200 inclui uma coluna central 210 que é configurada para (1) suportar de maneira deslizante um membro de disparo 220 em seu interior e (2) suportar de maneira deslizante o tubo de fechamento 260 (Figura 16) que se es- tende ao redor da coluna central 210. O tubo de fechamento do eixo de acionamento 260 é fixado a uma luva de fechamento do atuador de extremidade 272 que é fixada de modo pivotante ao tubo de fecha- mento 260 por um conjunto de luva de fechamento com articulação dupla 271.
[0133] A coluna central 210 também suporta de maneira deslizante um acionador de articulação proximal 230. O acionador de articulação proximal 230 tem uma extremidade distal 231 que é configurada para se engatar operacionalmente à trava de articulação 2810. A trava de articulação 2810 compreende adicionalmente uma estrutura do eixo de acionamento 2812 que é fixada à coluna central 210 nas várias manei- ras aqui reveladas. A estrutura do eixo de acionamento 2812 é configu- rada para suportar nela, de modo móvel, uma porção proximal 2821 de um acionador de articulação distal 2820. O acionador de articulação dis- tal 2820 é suportado de modo móvel dentro do conjunto de eixo de aci- onamento alongado 2200 para deslocamento longitudinal seletivo em uma direção distal DD e em uma direção proximal DP ao longo de um eixo geométrico de atuação de articulação AAA que é deslocado late- ralmente e paralelo ao eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA, em resposta a movimentos de controle de articulação aplicados ao mesmo.
[0134] Nas Figuras 17 e 18, a estrutura de eixo de acionamento 2812 inclui uma porção de extremidade distal 2814 que tem um pino de pivô 2818 formado sobre ela. O pino de pivô 2818 é adaptado para ser recebido de modo articulado dentro de um orifício de pivô 2397 formado na porção de base de pivô 2395 de um conjunto de montagem do atuador de extre- midade 2390. O conjunto de montagem do atuador de extremidade 2390 é fixado à extremidade proximal 2303 do canal alongado 2302 por meio de um pino de mola 2393 ou equivalente. O pino de pivô 2818 define um eixo geométrico de articulação B-B transversal ao eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA para facilitar o deslocamento pivotante (isto é, a articulação) do atuador de extremidade 2300 ao redor do eixo geométrico de articulação B-B em relação à estrutura do eixo de acionamento 2812.
[0135] Conforme mostrado na Figura 18, um pino de elo 2825 é formado em uma extremidade distal 2823 do acionador de articulação distal 2820 e é configurado para ser recebido no interior de um orifício 2904 em uma extremidade proximal 2902 de um elo transversal 2900. O elo transversal 2900 se estende transversalmente através do eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA e inclui uma porção de ex- tremidade distal 2906. Um orifício de elo distal 2908 é fornecido através da porção de extremidade distal 2906 do elo transversal 2900 e é con- figurado para receber em seu interior, de modo pivotante, um pino de base 2398 que se estende a partir do fundo da porção de base de pivô 2395 do conjunto de montagem do atuador de extremidade 2390. O pino de base 2398 define um eixo geométrico do elo LA que é paralelo ao eixo geométrico de articulação B-B.
As Figuras 17 e 20 ilustram o atuador de extremidade cirúrgico 2300 em uma posição não articulada.
O eixo geométrico EA do atuador de extremidade é definido pelo canal alongado 2302 e é alinhado com o eixo geométrico do eixo de aciona- mento SA-SA.
O termo "alinhado com" pode significar "alinhado coaxi- almente" com o eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA ou paralelo ao eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA.
O movi- mento do acionador de articulação distal 2820 na direção proximal DP fará com que o elo transversal 2900 mova o atuador de extremidade cirúrgico 2300 no sentido horário CW em torno do eixo geométrico de articulação B-B, conforme mostrado na Figura 19. O movimento do aci- onador de articulação distal 2820 na direção distal DD fará com que o elo transversal 2900 mova o atuador de extremidade cirúrgico 2300 no sentido anti-horário CCW em torno do eixo geométrico de articulação B-B, conforme mostrado na Figura 21. Como pode ser visto na Figura 21, o elo transversal 2900 tem um formato curvo que possibilita que o elo transversal 2900 se curve em torno do pino de pivô 2818 quando o atuador de extremidade cirúrgico 2300 é articulado nessa direção.
Quando o atuador de extremidade cirúrgico 2300 está em uma posição completamente articulada em cada lado do eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA, o ângulo de articulação 2700 entre o eixo geo- métrico EA do atuador de extremidade e o eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA é de aproximadamente sessenta e cinco graus
(65°). Dessa forma, a faixa de articulação em cada um dos lados do eixo geométrico do eixo de acionamento é entre um grau (1°) e ses- senta e cinco graus (65°).
[0136] A Figura 19 mostra a junta articulada 2270 em uma posição reta, isto é, em um ângulo zero θ 0 em relação à direção longitudinal mostrada como eixo de acionamento SA, de acordo com um aspecto. A Figura 20 mostra a junta articulada 2270 da Figura 19 articulada em uma direção de em um primeiro ângulo θ 1 definido entre o eixo geomé- trico SA do eixo de acionamento e o eixo geométrico EA do atuador de extremidade, de acordo com um aspecto. A Figura 21 ilustra a junta articulada 2270 da Figura 19 articulada em outra direção em um se- gundo ângulo θ2 definido entre o eixo geométrico SA do eixo de acio- namento e o eixo geométrico EA do atuador de extremidade.
[0137] O atuador de extremidade cirúrgico 2300 nas Figuras de 16 a 21 compreende um dispositivo de corte e grampeamento cirúrgico que usa um membro de disparo 220 dentre os vários tipos e configurações aqui descritos. Entretanto, o atuador de extremidade cirúrgico 2300 pode compreender outras formas de atuadores de extremidade cirúrgicos que não cortam e/ou grampeiam tecido. Um membro de suporte intermediário 2950 é suportado de modo pivotante e deslizante em relação ao dorso
210. Na Figura 18, o membro de suporte intermediário 2950 inclui uma fenda 2952 que é adaptada para receber em seu interior um pino 2954 que se projeta a partir do dorso 210. Isso possibilita que o membro de suporte intermediário 2950 gire e traslade em relação ao pino 2954 quando o atuador de extremidade cirúrgico 2300 é articulado. Um pino de pivô 2958 se projeta a partir do lado inferior do membro de suporte intermediário 2950 para ser recebido de forma articulada dentro de um orifício de pivô correspondente 2399 fornecido na porção de base 2395 do conjunto de montagem do atuador de extremidade 2390. O membro de suporte intermediário 2950 inclui adicionalmente uma fenda 2960 para receber um membro de disparo 220 através dela. O membro de suporte intermediário 2950 serve para fornecer suporte lateral ao membro de dis- paro 220 à medida que este se flexiona para acomodar a articulação do atuador de extremidade cirúrgico 2300.
[0138] O instrumento cirúrgico pode adicionalmente ser configu- rado para determinar o ângulo no qual o atuador de extremidade 2300 é orientado. Em várias modalidades, o sensor de posição 1112 da dis- posição do sensor 1102 pode compreender um ou mais sensores mag- néticos, sensores giratórios analógicos (como um potenciômetro), ma- trizes de sensores de efeito Hall analógicos, que emitem uma combi- nação única de sinais ou valores, dentre outros, por exemplo. Em um aspecto, a junta articulada 2270 do aspecto ilustrado nas Figuras de 16 a 21 pode adicionalmente compreender uma disposição do sensor de articulação que é configurada para determinar a posição angular, isto é, ângulo de articulação, do atuador de extremidade 2300 e forne- cer um sinal de posição único correspondente a ela.
[0139] A disposição do sensor de articulação pode ser similar à dispo- sição do sensor 1102 descrita acima e ilustrada nas Figuras de 10 a 12. Nesse aspecto, a disposição do sensor de articulação pode compreender um sensor de posição e um magneto que é acoplado operacionalmente à junta articulada 2270 de modo que gire de uma maneira consistente com a rotação da junta articulada 2270. O magneto pode, por exemplo, ser aco- plado ao pino de pivô 2818. O sensor de posição compreende um ou mais elementos de detecção magnética, como sensores de efeito Hall e é colo- cado próximo ao magneto, dentro ou adjacente à junta articulada 2270. Consequentemente, à medida que o magneto gira, os elementos de de- tecção magnética do sensor de posição determinam a posição angular ab- soluta do magneto. À medida que o magneto é acoplado à junta articulada 2270, a posição angular do magneto em relação ao sensor de posição corresponde à posição angular do atuador de extremidade 2300. Portanto,
a disposição do sensor de articulação é capaz de determinar a posição angular do atuador de extremidade à medida que o atuador de extremi- dade é articulado.
[0140] Em outro aspecto, o instrumento cirúrgico é configurado para determinar o ângulo no qual o atuador de extremidade 2300 é posicio- nado de forma indireta pelo displayamento da posição absoluta do acio- nador de articulação 230 (Figura 3). À medida que a posição do aciona- dor de articulação 230 corresponde ao ângulo no qual o atuador de ex- tremidade 2300 é orientado de maneira conhecida, a posição absoluta do acionador de articulação 230 pode ser rastreado e, então, trasladado para a posição angular do atuador de extremidade 2300. Nesse aspecto, o instrumento cirúrgico compreende uma disposição do sensor de articu- lação que é configurada para determinar a posição linear absoluta do aci- onador de articulação 230 e fornecer um sinal de posição único corres- pondendo a ela. Em alguns aspectos, a disposição do sensor de articu- lação ou o controlador operacionalmente acoplado à disposição do sen- sor de articulação disposição é configurada adicionalmente para trasladar ou calcular a posição angular do atuador de extremidade 2300 de um sinal de posição único.
[0141] A disposição do sensor de articulação nesse aspecto pode, de modo semelhante, ser similar à disposição do sensor 1102 descrita acima e ilustrada nas Figuras de 10 a 12. Em um aspecto similar ao aspecto ilustrado na Figura 10 em relação ao membro de deslocamento 1111, a disposição do sensor de articulação compreende um sensor de posição e um magneto que gira uma vez a cada curso completo do aci- onador de articulação longitudinalmente móvel 230. O sensor de posi- ção compreende um ou mais elementos de detecção magnética, como sensores de efeito Hall, e está posicionado próximo ao magneto. Con- sequentemente, à medida que o magneto gira, os elementos de detec-
ção magnética do sensor de posição determinam a posição angular ab- soluta do magneto durante uma revolução.
[0142] Em um aspecto, uma única revolução do elemento sensor as- sociado ao sensor de posição é equivalente a um deslocamento linear lon- gitudinal d1 do acionador de articulação longitudinalmente móvel 230. Em outras palavras, d1 é a distância linear longitudinal pela qual o aciona- mento de articulação longitudinalmente móvel 230 se move do ponto "a" até o ponto "b" depois de uma única revolução de um elemento sensor acoplado ao acionador de articulação longitudinalmente móvel 230. A dis- posição do sensor de articulação pode ser conectada por meio de uma redução de engrenagem que resulta no sensor de posição completando apenas uma única revolução do curso completo do acionador de articula- ção longitudinalmente móvel 230. Em outras palavras, d1 pode ser igual ao curso completo do acionador de articulação 230. O sensor de posição é configurado para, então, transmitir um sinal de posição único correspon- dente à posição absoluta do acionador de articulação 230 ao controlador 1104, como naqueles aspectos representados na Figura 10 mediante o recebimento de um sinal de posição único, e o controlador 1104 é, então, configurado para executar uma lógica para determinar a posição angular do atuador de extremidade correspondente à posição linear do acionador de articulação 230, por exemplo, consultando uma tabela de consulta que retorna o valor da posição angular pré-calculada do atuador de extremi- dade 2300, calculando por meio de um algoritmo a posição angular do atuador de extremidade 2300 com o uso da posição linear do acionador de articulação 230 como entrada, ou realizando qualquer outro método conforme é conhecido na técnica.
[0143] Em vários aspectos, qualquer número de elementos de detec- ção magnética pode ser empregado na disposição do sensor de articula- ção, como, por exemplo, sensores magnéticos classificados de acordo com sua capacidade de medir o campo magnético total ou os componen- tes vetoriais do campo magnético. O número de elementos de detecção magnética utilizado corresponde à resolução desejada a ser detectada pela disposição do sensor de articulação. Em outras palavras, quanto maior número de elementos de detecção magnética usados, maior o grau de articulação que pode ser detectado pela disposição do sensor de arti- culação. As técnicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecno- logias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombeamento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresistência anisotrópica, magnetorresistência gigante, jun- ções túnel magnéticas, magnetoimpedância gigante, compostos magne- tostritivos/piesoelétricos, magnetodiodo, transistor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microele- tromecânicos, dentre outros.
[0144] Em um aspecto, o sensor de posição dos vários aspectos da disposição do sensor de articulação pode ser implementado de ma- neira similar ao sistema de posicionamento ilustrado na Figura 12 para rastrear a posição do membro de deslocamento 1111. Em um aspecto, a disposição do sensor de articulação pode ser implementada como um sensor de posição giratório magnético de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição faz interface com o controlador para fornecer um sistema de posicionamento absoluto para determinar a posição angular abso- luta do atuador de extremidade 2300, seja diretamente ou indireta- mente. O sensor de posição é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro elementos de efeito Hall 1228A, 1228B, 1228C, 1228D em uma área 1230 do sensor de posição 1200 localizada acima do magneto 1202 (Figura 11). Um conversor A-D de alta resolução 1232 e um controlador de gerenciamento de potência inteligente 1238 são apresentados, também, no circuito integrado. Um processador CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) 1236, também conhe- cido como método de dígito por dígito e algoritmo de Volder, é forne- cido 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 consulta. A posição angular, os bits de alarme e as informações de campo magné- tico são transmitidos através de uma interface de comunicação serial padrão, como uma interface SPI 1234, para o controlador 1104. O sen- sor de posição 1200 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 1200 pode ser um circuito AS5055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4 x 4 x 0,85 mm.
[0145] Com referência às Figuras 1 a 4 e 10 a 12, a posição da junta de articulação 2270 e a posição da viga com perfil em I 178 (Figura 4) podem ser determinadas com o sinal/valor de retroinformação de posição absoluta do sistema de posicionamento absoluto 1100. Em um aspecto, o ângulo de articulação θ pode ser determinado com base no membro de acionamento 120 do instrumento cirúrgico 10. Conforme descrito acima, o movimento do membro de acionamento longitudinalmente móvel 120 (Figura 2) pode ser rastreado pelo sistema de posicionamento absoluto 1100 sendo que, quando o acionador de articulação é operacionalmente acoplado ao membro de disparo 220 (Figura 3) pelo conjunto de embre- agem 400 (Figura 3), por exemplo, o sistema de posicionamento absoluto 1100 pode, com efeito, rastrear o movimento do sistema de articulação por meio do membro de acionamento 120. Como resultado de rastrear o movimento do sistema de articulação, o controlador do instrumento cirúr- gico pode rastrear o ângulo de articulação θ do atuador de extremidade
2300. Em várias circunstâncias, como resultado, o ângulo de articulação θ pode ser determinado como função do deslocamento longitudinal do membro de acionamento 120. Como o deslocamento longitudinal do membro de acionamento 120 pode ser determinado com precisão com base no sinal/valor de posição absoluta fornecido pelo sistema de posici- onamento absoluto 1100, o ângulo de articulação θ pode ser determinado como função do deslocamento longitudinal.
[0146] Em outro aspecto, o ângulo de articulação θ pode ser deter- minado pelos sensores de localização na junta de articulação 2270. Os sensores podem ser configurados para detectar a rotação da junta de articulação 2270 com o uso do sistema de posicionamento absoluto 1100 de uma maneira adaptada para medir a rotação absoluta da junta de ar- ticulação 2270, em vez do deslocamento longitudinal do membro de aci- onamento 120, conforme descrito acima. Por exemplo, a disposição do sensor 1102 compreende um sensor de posição 1200, um magneto 1202 e um suporte de magneto 1204 adaptado para detectar a rotação da junta articulada 2270. O sensor de posição 1200 compreende um ou mais ele- mentos de detecção magnética, como elementos de Hall, e está posicio- nado próximo ao magneto 1202. O sensor de posição 1200 descrito na Figura 12 pode ser adaptado para medir o ângulo de rotação da junta articulada 2270. Consequentemente, à medida que o magneto 1202 gira, os elementos de detecção magnética do sensor de posição 1200 deter- minam a posição angular absoluta do magneto 1202 localizado na junta articulada 2270. Essas informações são fornecidas ao controlador 1104 para calcular o ângulo de articulação da junta de articulação 2270. Con- sequentemente, o ângulo de articulação do atuador de extremidade 2300 pode ser determinado pelo sistema de posicionamento absoluto 1100 adaptado para medir a rotação absoluta da junta articulada 2270.
[0147] Em um aspecto, a taxa ou velocidade de disparo da viga com perfil em I 178 pode ser variada como uma função do ângulo de articula- ção do atuador de extremidade 2300 para diminuir a força para disparar no sistema de acionamento de disparo 80 e, em particular, a força para disparar da viga com perfil em I 178, entre outros componentes do sis- tema de acionamento de disparo 80 aqui discutido. Para adaptar a força de disparo variável da viga com perfil em I 178 como função do ângulo de articulação do atuador de extremidade 2300, uma tensão de controle de motor variável pode ser aplicada ao motor 82 para controlar a veloci- dade do motor 82. A velocidade do motor 82 pode ser controlada medi- ante a comparação da força de disparo da viga com perfil em I 178 com diferentes limites máximos com base no ângulo de articulação do atuador de extremidade 2300. A velocidade do motor elétrico 82 pode ser variada através do ajuste da tensão, da corrente, da modulação por largura de pulso (PWM) ou do ciclo de trabalho (0 a 100%) aplicados ao motor 82, por exemplo.
[0148] As Figuras 22 e 23 retratam um instrumento cirúrgico acio- nado por motor 10 que pode ser usado para executar uma variedade de procedimentos cirúrgicos diferentes. O instrumento cirúrgico 10 pode compreender um atuador de extremidade 3602, que pode compreender um ou mais eletrodos. O atuador de extremidade 3602 pode ser posici- onado contra o tecido, de modo que a corrente elétrica possa ser intro- duzida no tecido. O instrumento cirúrgico 10 pode ser configurado para operação monopolar ou bipolar. Durante a operação monopolar, a cor- rente pode ser introduzida no tecido por um eletrodo (ou fonte) ativo no atuador de extremidade 3602 e retornada através de um eletrodo de retorno. O eletrodo de retorno pode ser um bloco de aterramento situado separadamente no corpo de um paciente. Durante a operação bipolar, a corrente pode ser introduzida no tecido e retornada a partir do mesmo respectivamente pelos eletrodos ativos e de retorno do atuador de ex- tremidade.
[0149] O atuador de extremidade 3602 pode compreender um pri- meiro membro de garra 3604 e um segundo membro de garra 3608. Pelo menos um dos membros de garra 3604, 3608 pode ter ao menos um eletrodo. Pelo menos dos membros de garra 3604, 3608 pode ser móvel a partir de uma posição espaçada da garra oposta para receber tecidos em uma posição na qual o espaço entre os membros de garra 3604, 3608 é menor que aquele da primeira posição. Esse movimento da garra móvel pode comprimir o tecido retido entre a mesma. O calor gerado pelo fluxo de corrente através do tecido em combinação com a compressão obtida pelo movimento da garra pode formar vedações hemostáticas no interior do tecido e/ou entre tecidos e, dessa forma, pode ser particularmente útil para vedação de vasos sanguíneos, por exemplo. O instrumento cirúrgico 10 pode compreender um membro de faca 3628 que é extensível através do atuador de extremidade 3602. O membro de garra 3628 pode ser mó- vel em relação ao tecido e aos eletrodos para fazer a transeção do tecido.
[0150] O instrumento cirúrgico 10 pode incluir mecanismos para prender o tecido, como um dispositivo de grampeamento, e/ou mecanis- mos para cortar o tecido, como uma faca de tecido. Um instrumento ele- trocirúrgico 10 pode incluir um eixo de acionamento para colocar o atua- dor de extremidade 3602 em posição adjacente ao tecido que está sendo submetido a tratamento. O eixo de acionamento pode ser reto ou curvo, dobrável ou não dobrável. Em um instrumento eletrocirúrgico 10 que in- clui um eixo de acionamento reto e dobrável, o eixo de acionamento pode ter uma ou mais juntas de articulação para permitir a flexão controlada do eixo de acionamento. Tais juntas podem permitir que um usuário do ins- trumento eletrocirúrgico 10 coloque o atuador de extremidade em contato com o tecido em um ângulo em relação ao eixo de acionamento quando o tecido que é tratado não é prontamente acessível com o uso de um dispositivo eletrocirúrgico que tem um eixo de acionamento reto não do- brável.
[0151] A energia elétrica aplicada pelos dispositivos eletrocirúrgi- cos pode ser transmitida ao instrumento por um gerador 3400 em co- municação com o conjunto de empunhadura 3500. A energia elétrica pode estar sob a forma de energia de radiofrequência ("RF"). A energia de RF é uma forma de energia elétrica que pode estar na faixa de fre- quências de 200 quilo-hertz (kHz) a 1 mega-hertz (MHz). Em aplicação, um instrumento eletrocirúrgico pode transmitir energia de RF em baixa frequência através do tecido, o que causa atrito, ou agitação iônica, ou seja, aquecimento resistivo, o que, portanto, aumenta a temperatura do tecido. Devido ao fato de que um limite preciso é criado entre o tecido afetado e o tecido circundante, os cirurgiões podem operar com um alto nível de precisão e controle, sem sacrificar o tecido adjacente não alvo. As baixas temperaturas de operação da energia de RF são úteis para remoção, encolhimento ou escultura de tecidos moles en- quanto, simultaneamente, cauterizam-se os vasos sanguíneos. A ener- gia de RF funciona particularmente bem no tecido conjuntivo, que com- preende principalmente colágeno e encolhe quando entra em contato com calor.
[0152] A energia de RF pode estar em uma faixa de frequências descrita no documento EN 60601-2-2:2009+A11:2011, Definição
201.3.218 – "HIGH FREQUENCY". Por exemplo, a frequência em apli- cações de RF monopolar pode ser tipicamente restrita a menos do que 5 MHz. Entretanto, em aplicações de RF bipolar, a frequência pode se quase qualquer uma. Frequências acima de 200 kHz podem ser tipica- mente usadas para aplicações monopolares a fim de evitar o estímulo indesejado dos nervos e músculos, o que resultaria do uso de uma cor- rente de frequência baixa. Frequências inferiores podem ser usadas para aplicações bipolares se a análise de risco mostrar que a possibili- dade de estímulo neuromuscular foi mitigada até um nível aceitável. Normalmente, frequências acima de 5 MHz não são usadas, a fim de minimizar problemas associados correntes de dispersão de alta fre- quência. Frequências mais altas podem, entretanto, ser usadas no caso de aplicações bipolares. É geralmente aceito que 10 mA é o limiar infe- rior dos efeitos térmicos em tecido.
[0153] Na disposição ilustrada, o instrumento cirúrgico 10 compre- ende um conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável 3600 que é operacionalmente acoplado a um conjunto de empunhadura 3500. Em outro aspecto do sistema cirúrgico, o conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável 3600 pode ser eficazmente empregado com um conjunto de acionamento de ferramenta de um sistema cirúrgico controlado ro- boticamente ou automatizado. Por exemplo, o conjunto de ferramenta cirúrgica 3600 aqui revelado pode ser empregado com vários sistemas robóticos, instrumentos, componentes e métodos como, mas sem limi- tação, aqueles revelados na patente US N° 9.072.535, intitulada SUR- GICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DE- PLOYMENT ARRANGEMENTS, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0154] No aspecto ilustrado, o conjunto de empunhadura 3500 pode compreender um compartimento de empunhadura 3502 que inclui uma porção de preensão da pistola que pode ser segurada e manipulada pelo médico. Como será resumidamente discutido abaixo, o conjunto de em- punhadura 3500 sustenta operacionalmente uma pluralidade de sistemas de acionamento que são configurados para gerar e aplicar vários movi- mentos de controle às porções correspondentes do conjunto de ferra- menta cirúrgica intercambiável 3600. Conforme mostrado na Figura 22, o conjunto de empunhadura 3500 pode também incluir uma estrutura de empunhadura 3506 que sustenta operacionalmente a pluralidade de sis- temas de acionamento. Por exemplo, a estrutura de empunhadura 3506 pode sustentar operacionalmente um "primeiro" sistema ou sistema de acionamento de fechamento, designado genericamente como 3510, o qual pode ser empregado para aplicar movimentos de fechamento e abertura ao conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável 3600. Em ao menos uma forma, o sistema de acionamento de fechamento 3510 pode incluir um atuador sob a forma de um gatilho de fechamento 3512 que é suportado de modo pivotante pela estrutura de empunhadura 3506. Essa disposição possibilita que o gatilho de fechamento 512 seja manipulado por um médico, de modo que, quando o médico segura a porção de pre- ensão da pistola 504 do conjunto de empunhadura 3500, o gatilho de fechamento 3512 possa ser facilmente girado de uma posição inicial ou "não atuada" para uma posição "atuada" e, mais particularmente, para uma posição completamente comprimida ou completamente atuada.
Em uso, para atuar o sistema de acionamento de fechamento 3510, o médico pressiona o gatilho de fechamento 3512 em direção à porção de preen- são da pistola.
Conforme descrito em mais detalhes na publicação de pedido de patente US N° 2015/0272575, intitulada SURGICAL INSTRU- MENT COMPRISING A SENSOR SYSTEM, que está aqui incorporada por referência em sua totalidade na presente invenção, quando o médico pressiona o gatilho de fechamento 3512 completamente para atingir um curso de fechamento pleno, o sistema de acionamento de fechamento 3510 é configurado para travar o gatilho de fechamento 3512 na posição completamente pressionada ou completamente atuada.
Quando o mé- dico deseja destravar o gatilho de fechamento 3512 para possibilitar que o mesmo seja propendido para a posição não atuada, o médico simples- mente ativa um conjunto de botão de liberação de fechamento 3518 que possibilita que o gatilho de fechamento retorne à posição não atuada.
O conjunto de botão de liberação de fechamento 3518 pode ser também configurado para interagir com vários sensores que se comunicam com um microcontrolador no conjunto de empunhadura 3500 para rastrear a posição do gatilho de fechamento 3512. Uma discussão adicional em re- lação à configuração e operação do conjunto de botão de liberação de fechamento 3518 pode ser encontrada na publicação de pedido de pa- tente US N° 2015/0272575.
[0155] Em pelo menos uma forma, o conjunto de empunhadura 3500 e a estrutura de empunhadura 3506 podem sustentar operacional- mente outro sistema de acionamento chamado na presente invenção de um sistema de acionamento de disparo 3530, que é configurado para aplicar movimentos de disparo às porções correspondentes do conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável que é fixado ao mesmo. Con- forme foi descrito em detalhes na publicação de pedido de patente US N° 2015/0272575, o sistema de acionamento de disparo 3530 pode em- pregar um motor elétrico 3505 que está situado na porção de preensão da pistola do conjunto de empunhadura 3500. Em várias formas, o motor 3505 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua com es- covas, com uma rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM, por exemplo. Em outras disposições, o motor 3505 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O motor 3505 pode ser alimentado por uma fonte de energia 3522 que, sob uma forma, pode compreender uma bateria removível. A fonte de energia pode su- portar uma pluralidade de baterias de íons de lítio ("íons de Li") ou outras adequadas na mesma. Várias baterias, que podem ser conectadas em série, podem ser usadas como a fonte de energia 3522 para o instru- mento cirúrgico 10. Além disso, a fonte de energia 3522 pode ser subs- tituível e/ou recarregável.
[0156] O motor elétrico 3505 é configurado para acionar axial- mente um membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 nas direções distal e proximal dependendo da polaridade do motor. Por exemplo, quando o motor elétrico 3505 for acionado em uma direção de rotação, o membro de acionamento longitudinalmente móvel será axialmente acionado em uma direção distal "DD". Quando o motor 3505 for acionado na direção giratória oposta, o membro de aciona-
mento longitudinalmente móvel 3540 será axialmente acionado na di- reção proximal "DP". O conjunto de empunhadura 3500 pode incluir uma chave 3513 que pode ser configurada para reverter a polaridade aplicada ao motor elétrico 3505 pela fonte de energia 3522 ou de outro modo para controlar o motor 3505. O conjunto de empunhadura 3500 pode incluir também um sensor ou sensores (não mostrados) que são configurados para detectar a posição do membro de acionamento e/ou a direção na qual o membro de acionamento está sendo movido.
A atuação do motor 3505 pode ser controlada por um gatilho de disparo (não mostrado) que está em posição adjacente ao gatilho de fecha- mento 3512 e é suportado de modo pivotante no conjunto de empu- nhadura 3500. O gatilho de disparo pode ser pivotado entre uma posi- ção não atuada e uma posição atuada.
O gatilho de disparo pode ser propendido para a posição não atuada por meio de uma mola ou outra disposição de propensão de modo que, quando o médico libera o gati- lho de disparo, o mesmo possa ser girado ou, de outro modo, retornado à posição não atuada por meio da mola ou da disposição de propen- são.
Em ao menos uma forma, o gatilho de disparo pode ser posicio- nado "afastado do centro" do gatilho de fechamento 3512. Conforme discutido na publicação de pedido de patente US N° 2015/0272575, o conjunto de empunhadura 3500 pode ser equipado com um botão de segurança do gatilho de disparo (não mostrado) para evitar a atuação inadvertida do gatilho de disparo.
Quando o gatilho de fechamento 3512 está na posição não atuada, o botão de segurança está contido no conjunto de empunhadura 3500, onde o médico não pode acessá- lo prontamente e movê-lo entre uma posição de segurança, que evita a atuação do gatilho de disparo, e uma posição de disparo, em que o gatilho de disparo pode ser disparado.
À medida que o médico pressi- ona o gatilho de fechamento, o botão de segurança e o gatilho de dis-
paro pivotam para baixo, para uma posição em que eles possam, en- tão, ser manipulados pelo médico.
[0157] Em ao menos uma forma, o membro de acionamento longitu- dinalmente móvel 3540 pode ter uma cremalheira de dentes formada no mesmo para engate engrenado com uma disposição de engrenagem de acionamento correspondente (não mostrada) que faz interface com o mo- tor. Detalhes adicionais em relação àqueles recursos podem ser encontra- dos na publicação de pedido de patente US N° 2015/0272575. Em ao me- nos uma disposição, entretanto, o membro de acionamento longitudinal- mente móvel é isolado para o proteger o mesmo contra energia de RF inadvertida. Ao menos uma forma inclui também um conjunto de "retração" manualmente atuável que é configurado para possibilitar que o médico re- traia manualmente o membro de acionamento longitudinalmente móvel caso o motor 3505 deixe de funcionar. O conjunto de retração pode incluir uma alavanca ou um conjunto de empunhadura de retração que é arma- zenado no interior do conjunto de empunhadura 3500 sob uma porta re- movível 3550. A alavanca pode ser configurada para ser manualmente ar- ticulada em engate de catraca com os dentes no membro de acionamento. Dessa forma, o médico pode retrair manualmente o membro de aciona- mento 3540 usando o conjunto de empunhadura de retração para engre- nar o membro de acionamento na direção proximal "DP". A patente US N°
8.608.045, intitulada POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLY RETRACTABLE FIRING SYSTEM, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, revela disposições de retração e outros componentes, disposições e sis- temas que também podem ser empregados com qualquer um dos vários conjuntos de ferramenta cirúrgica intercambiáveis revelados na presente invenção.
[0158] Conforme mostrado na Figura 22, em pelo menos uma dispo- sição, o conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável 3600 inclui um conjunto de estrutura de ferramenta 3610 que compreende um chassi de ferramenta que sustenta operacionalmente um conjunto de bocal 3612 no mesmo. Conforme discutido adicionalmente em detalhes no pedido de patente US 15/635.631, intitulado SURGICAL INSTRUMENT WITH AXI- ALLY MOVABLE CLOSURE MEMBER, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade, o chassi de ferramenta e o conjunto do bo- cal 3612 facilitam a rotação do atuador de extremidade cirúrgico 3602 em torno de um eixo geométrico do eixo de acionamento SA em relação ao chassi de ferramenta. Tal deslocamento rotacional é representado pela seta R na Figura 22. O conjunto de ferramenta cirúrgica intercambiável 3600 inclui um conjunto de coluna central 3630 (consulte as Figuras 3 e 24) que suporta operacionalmente o tubo de fechamento proximal 3622 e é acoplado ao atuador de extremidade cirúrgico 3602. Em várias cir- cunstâncias, para facilidade de montagem, o conjunto de coluna central 3630 pode ser fabricado a partir de um segmento de coluna central su- perior e um segmento de coluna central inferior que são interconectados juntos por recursos de encaixe por pressão, adesivo, solda, etc. Na forma montada, o conjunto de coluna central 3630 inclui uma extremidade pro- ximal que é giratoriamente apoiada no chassi da ferramenta. Em uma disposição, por exemplo, a extremidade proximal do conjunto de coluna central 3630 é fixada a um rolamento de coluna central (não mostrado) que é configurado para ser apoiado dentro do chassi de ferramenta. Essa disposição facilita a fixação giratória do conjunto de coluna central 3630 ao chassi de ferramenta, de modo que o conjunto de coluna central possa ser girado seletivamente ao redor de um eixo geométrico do eixo de aci- onamento SA em relação ao chassi de ferramenta.
[0159] No aspecto ilustrado, o conjunto de ferramenta cirúrgica inter- cambiável 3600 inclui um atuador de extremidade cirúrgico 3602 que com- preende uma primeira garra 3604 e uma segunda garra 3608. Em uma disposição, a primeira garra compreende um canal alongado 3614 que é configurado para suportar operacionalmente um cartucho de gram- pos/prendedores cirúrgicos convencionais (mecânico) 304 (Figura 4) ou um cartucho de radiofrequência (RF) 3606 (Figuras 22 e 23) no mesmo. A segunda garra 3608 compreende uma bigorna 3616 que é sustentada de modo pivotante em relação ao canal alongado 3614. A bigorna 3616 pode ser seletivamente movida em direção a um cartucho cirúrgico suportado no canal alongado 3614, e na direção oposta a ele, entre as posições aberta e fechada por meio da atuação do sistema de acionamento de fe- chamento 3510. Na disposição ilustrada, a bigorna 3616 é suportada de modo pivotante em uma porção de extremidade proximal do canal alon- gado 3614 para deslocamento pivotante seletivo em torno de um eixo ge- ométrico de pivô que é transversal ao eixo geométrico do eixo de aciona- mento SA. A atuação do sistema de acionamento de fechamento 3510 pode resultar no movimento axial distal de um membro de fechamento pro- ximal ou tubo de fechamento proximal 3622 que é fixado a um conector de articulação 3618. A atuação do tubo de fechamento proximal 3622 resul- tará no deslocamento distal do segmento do tubo de fechamento distal 3620 para finalmente aplicar um movimento de fechamento à bigorna
3616.
[0160] Em ao menos uma disposição, a energia de RF é fornecida ao conjunto de ferramenta cirúrgica 3600 por um gerador de RF convencional 3400 através de um fio condutor de suprimento 3402. Em ao menos uma disposição, o fio condutor de suprimento 3402 inclui um conjunto de plugue macho 3406 que é configurado para ser plugado em conectores fêmeas 3410 correspondentes que são fixados a um circuito de RF segmentado 3656 sobre uma placa de circuito integrado 3654. Consulte a Figura 25. Essa disposição facilita o deslocamento rotacional do atuador de extremi- dade do eixo de acionamento 3602 em torno do eixo geométrico do eixo de acionamento SA em relação ao chassi de ferramenta mediante a rota-
ção do conjunto de bocal 3612 sem enrolamento do fio condutor de supri- mento 3402 do gerador 3400. Uma chave liga/desliga embutida 3420 é suportada no conjunto de trava 3624 e no chassi de ferramenta para ligar e desligar o gerador de RF. Quando o conjunto de ferramenta 3600 é ope- racionalmente acoplado ao conjunto de empunhadura 3500 ou sistema ro- bótico, o circuito de RF segmentado 3656 embutido se comunica com o microprocessador 3560 através dos conectores 3668 e, em algumas dis- posições, através de um conector de invólucro (não mostrado). Conforme mostrado na Figura 22, o conjunto de empunhadura 3500 pode incluir tam- bém uma tela de exibição 3430 para visualização das informações sobre o progresso da vedação, do grampeamento, local de faca, estado do car- tucho, tecido, temperatura, etc. Como também pode ser visto na Figura 25, o conjunto de anel deslizante 3652 inclui um conector proximal 3666 que faz interface com um conector distal 3658 que inclui uma faixa ou conjunto de circuito de eixo de acionamento flexível 3646 que pode incluir uma plu- ralidade de condutores elétricos estreitos 3662 para atividades relaciona- das a grampeamento e condutores elétricos mais largos 3664 usados para propósitos de RF. Conforme mostrado nas Figuras 24 e 25, a tira de cir- cuito de eixo de acionamento flexível 3646 é centralmente suportada entre as placas ou barras laminadas 3636 que formam a barra de corte 3626. Essa disposição facilita a flexão suficiente da barra de corte 3626 e da tira de circuito de eixo de acionamento flexível 3646 durante a articulação do atuador de extremidade 3602 enquanto permanece suficientemente rígida para permitir que o membro de faca 3628 seja avançado distalmente atra- vés do tecido preso.
[0161] Em pelo menos uma disposição, o canal alongado 3614 in- clui um circuito de canal 3642 suportado em uma reentrância que se estende a partir da extremidade proximal do canal alongado 3614 até um local distal na porção de fundo do canal alongado 3614. O circuito de canal 3642 inclui uma porção de contato proximal que entra em con- tato com uma porção de contato distal 3644 da tira de circuito de eixo de acionamento flexível 3646 para o contato elétrico com a mesma. Em ao menos uma disposição, a extremidade distal do circuito de canal 3642 é recebida dentro de uma reentrância de parede correspondente formada em uma das paredes do canal alongado 3614 e é dobrada e fixada a uma borda superior da parede do canal alongado 3614. Uma série de contatos expostos correspondentes são fornecidos na extremi- dade distal do circuito de canal 3642. De modo correspondente, o car- tucho 3606 pode incluir um circuito de cartucho flexível que é fixado a um microcircuito distal e é afixado à porção de extremidade distal do corpo do cartucho 3606. Uma extremidade do circuito de cartucho flexí- vel pode ser dobrada sobre a borda da superfície de plataforma do car- tucho 3606 e inclui contatos expostos configurados para fazer contato elétrico com os contatos expostos do circuito de canal 3642. Dessa forma, quando o cartucho de RF 3606 é instalado no canal alongado 3614, os eletrodos, bem como o microcircuito distal do cartucho de RF 3606 são alimentados e se comunicam com a placa de circuito embutida 3654 através do contato entre o circuito de cartucho flexível, o circuito de canal flexível 3642, o circuito de eixo de acionamento flexível 3646 e conjunto de anel deslizante 3652. Mais detalhes sobre os cartuchos de RF 3606 e as disposições de circuito e sensor correspondentes do ins- trumento cirúrgico 10 que se comunicam e/ou interagem com os cartu- chos de RF 3606 podem ser encontrados no pedido de patente US N° 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STA- PLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND ME- THOD OF USING SAME, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade.
[0162] A Figura 26 ilustra um diagrama de fluxo lógico de um pro- cesso 4000 de displayamento da falta de articulação e movimento de disparo do instrumento cirúrgico 10 (Figuras 1, 22) conforme executa- dos pelo controlador 1104 (Figura 10), de acordo com um aspecto desta revelação. Durante o uso, o instrumento cirúrgico 10 pode encontrar vá- rias situações em que o movimento do instrumento cirúrgico 10 é inter- rompido. Tais situações podem incluir quando a articulação do atuador de extremidade 2300 é bloqueada, o atuador de extremidade 2300 está em uma extremidade de sua faixa de articulação, o instrumento cirúrgico 10 parou ou um cartucho não foi inserido no atuador de extremidade
2300. Pode ser desejável que o instrumento cirúrgico 10 execute pro- cessos, como o processo 4000, para displayar a ocorrência destas situ- ações para que o instrumento cirúrgico 10 possa alertar o médico ou de outro modo tome uma ação corretiva. Na descrição a seguir do processo 4000 também deve-se fazer referência às Figuras 3, 10 e 16 a 23. Nos aspectos descritos a seguir, o membro de deslocamento 1111 mostrado na Figura 10 pode representar o membro de acionamento longitudinal- mente móvel 3540. O membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 aciona alternativamente a barra de corte 280 ou o acionador de articulação 230, de acordo com se o conjunto de acoplamento 400 está na posição engatada (em que a luva de travamento 402 acopla o acio- nador de articulação 230 ao membro de disparo 220) ou na posição de- sengatada. À medida que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 aciona a barra de corte 280 e o acionador de articulação 230, o rastreamento do movimento do membro de acionamento longitu- dinalmente móvel 3540 sozinho pode ser usado como um substituto para o rastreamento do movimento do sistema de disparo (referindo-se coletivamente à barra de corte 280 ou à barra de disparo 172, a viga com perfil em I 178 e/ou o deslizador de cunha 190) e o sistema de articulação 2800.
[0163] Em aspectos alternativos, o sistema de posicionamento abso- luto 1100 representado na Figura 10 pode ser configurado para rastrear independentemente o movimento do sistema de disparo e do sistema de articulação 2800 em vez de, ou em adição a, rastrear o movimento do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540. Nesses aspec- tos, o sistema de posicionamento absoluto 1100 pode ser configurado para determinar a posição de múltiplos membros de deslocamento em vez de um único membro de deslocamento 1111, conforme representado na Figura 10. Por exemplo, o sistema de posicionamento absoluto 1100 pode determinar a posição de um primeiro membro de deslocamento que representa o acionador de articulação 230, o acionador de articulação distal 2820 ou qualquer outro componente do sistema de articulação 2800 que é móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição para articular o atuador de extremidade 2300. Adicionalmente, o sistema de posicionamento absoluto 1100 pode determinar a posição de um se- gundo membro de deslocamento que representa o membro de disparo 220, a barra de disparo 172 (Figura 4), a viga com perfil em I 178 (Figura 4) ou qualquer outro componente do sistema de disparo que é móvel en- tre uma primeira posição e uma segunda posição para realizar as opera- ções de preensão, corte e/ou grampeamento no atuador de extremidade
2300. O processo 4000 será discutido deste ponto em diante em termos de rastreamento de um único membro de deslocamento 1111 que aciona tanto o sistema de disparo como o sistema de articulação 2800 (isto é, o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540); entretanto, os ensinamentos da presente invenção são igualmente aplicáveis aos ins- trumentos cirúrgicos 10 em que o sistema de disparo e o sistema de arti- culação 2800 são rastreados independentemente um do outro.
[0164] Consequentemente, o controlador 1104 determina 4002 se a velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é igual (ou quase igual) a zero (isto é, se o membro de acionamento longitu- dinalmente móvel 3540 não estiver em movimento). O controlador 1104 pode calcular a velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 através de uma combinação da saída do sensor de posição 1112 e do circuito temporizador/contador 2531 (Figura 14) para rastrear a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 ao longo do tempo. Em vários aspectos, o controlador 1104 pode rastrear a velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 como, por exemplo, uma média móvel, por amostragem da saída do sen- sor de posição 1112, amostragem da saída do circuito temporizador/con- tador 2531, determinação de uma distância que o membro de aciona- mento longitudinalmente móvel 3540 percorreu entre a instância atual e um enésima instância anterior, determinação de um tempo decorrido em relação às n instâncias, e então determinação de uma velocidade do mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 de acordo com a dis- tância percorrida e o tempo decorrido. Em alguns aspectos, o processo 4000 determina 4002 que a velocidade do membro de acionamento longi- tudinalmente móvel 3540 é zero quando o membro de acionamento longi- tudinalmente móvel 3540 para a qualquer momento específico. Em outros aspectos, o processo 4000 determina 4002 que a velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é zero quando a média mó- vel do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 chega a zero.
[0165] Se a velocidade do membro de acionamento longitudinal- mente móvel 3540 não for igual a zero, então o processo 4000 continua ao longo da ramificação NÃO e continua o displayamento da veloci- dade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540. Em outros aspectos, se o processo 4000 continuar ao longo da ramificação NÃO, o processo 4000 simplesmente termina, e o controlador 1104 executa o próximo processo ou algoritmo adequado ao procedimento. Se a velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 for igual a zero, então o processo 4000 continua ao longo da ra- mificação SIM e determina 4004 o estado operacional do instrumento cirúrgico 10. O estado operacional do instrumento cirúrgico 10 é defi- nido de acordo com qual operação está sendo executada pelo instru- mento cirúrgico 10, o que inclui articular, prender, grampear, aplicar energia de RF, aplicar energia ultrassônica e/ou cortar. Em um as- pecto, o processo 4000 determina 4004 se o atuador de extremidade 2300 está em um estado operacional preso e disparando, ao contrário de em um estado operacional articulado. Saber em qual estado opera- cional o instrumento cirúrgico 10 está permite determinar se a falta de movimento do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é indicativa de um problema com o sistema de disparo ou com o sis- tema de articulação 2800. Dito explicitamente, se o instrumento cirúr- gico 10 está no estado operacional preso e disparando, então o mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está acionando o sistema de disparo e a falta de velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é, dessa forma, indicativa de um poten- cial problema com o sistema de disparo. Por outro lado, se o instru- mento cirúrgico 10 não estiver no estado operacional preso e dispa- rando, então o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está acionando o sistema de articulação 2800 e a falta de velocidade do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é, dessa forma, indicativa de um potencial problema com o sistema de articula- ção 2800.
[0166] O processo 4000 pode determinar 4004 se o atuador de extre- midade 2300 está preso e disparando através de um ou mais sensores associados aos controles do instrumento cirúrgico 10, ao sistema de acio- namento de fechamento 3510, às garras 3604, 3608 (ou à bigorna 3616 e ao cartucho 3606) do atuador de extremidade 2300, ao sistema de acio- namento de disparo 3530, ao membro de disparo 220, à barra de corte 280, ao sistema de articulação 2800 e/ou combinações dos mesmos. Por exemplo, os outros sensores 1118 podem incluir um sensor de gatilho de fechamento configurado para determinar quando o gatilho de fechamento 3512 foi acionado. Quando o gatilho de fechamento 3512 faz com que o sistema de acionamento de fechamento 3510 seja ativado, detectar se o gatilho de fechamento 3512 foi atuado serve, dessa forma, como um subs- tituto para determinar se o atuador de extremidade 2300 está em uma po- sição presa ou não presa. O sensor de gatilho de fechamento pode incluir, por exemplo, um sensor de posição configurado para detectar a posição do gatilho de fechamento 3512 em relação ao conjunto de empunhadura
3500. Outros aspectos podem incluir um sensor de gatilho de disparo ou um sensor de botão de disparo para detectar a atuação dos controles de disparo. Os outros sensores 1118 podem incluir adicionalmente um sensor de sistema de acionamento de fechamento configurado para detectar a ativação do sistema de acionamento de fechamento 3510. Por exemplo, os outros sensores 1118 podem incluir um sensor configurado para medir as forças exercidas sobre a bigorna 3616 pelo tubo de fechamento 3620 ou um sensor configurado para medir a posição relativa do tubo de fecha- mento 3620 ou outro componente móvel do sistema de acionamento de fechamento que translada entre uma primeira posição e uma segunda po- sição para efetuar o fechamento do atuador de extremidade 2300. Os ou- tros sensores 1118 podem incluir adicionalmente um sensor de garra con- figurado para determinar se as garras 3604, 3608 do atuador de extremi- dade 2300 estão em uma posição presa ou não presa. Por exemplo, os outros sensores 1118 podem incluir um sensor configurado para detectar uma distância entre a primeira garra 3604 e a segunda garra 3608, um sensor de pressão disposto sobre ao menos uma dentre a primeira garra 3604 e/ou a segunda garra 3608 que é configurado para detectar quando o atuador de extremidade 2300 está preso em um objeto (por exemplo, tecido), ou um sensor de impedância configurado para detectar a impe- dância do tecido localizado entre a primeira garra 3604 e a segunda garra
3608. Os outros sensores 1118 podem incluir adicionalmente um sensor de sistema de acionamento de disparo configurado para determinar quando o sistema de acionamento de disparo 3530 foi ativado. Por exem- plo, os outros sensores 1118 podem incluir um sensor de corrente 2536 (Figura 14) configurado para medir uma corrente drenada pelo motor 2504 (Figura 14) ou uma disposição de sensor configurada para medir a posição relativa de um membro de deslocamento 1111 que é um componente do, ou é acionado pelo, sistema de acionamento de disparo 3530 (por exem- plo, viga com perfil em I 2514, acionador de articulação 230, barra de corte 280, membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540, membro de disparo 220). Informações adicionais referentes a várias disposições de sensores podem ser encontradas no pedido de patente US N° 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELO- CITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[0167] O instrumento cirúrgico 10 pode incluir várias combinações dos sensores descritos acima, de modo que a soma total das saídas dos vários sensores e das disposições de sensores pode ser recebida pelo controlador 1104 e então usada pelo controlador 1104 para determinar 4004 se o instrumento cirúrgico 10 está em um estado preso e disparando ou em um estado articulado. Como um exemplo específico, o instrumento cirúrgico 10 pode incluir um sensor de gatilho de fechamento e um botão de disparo ou gatilho sensor para detectar quando os respectivos siste- mas foram ativados. Como outro exemplo específico, o instrumento cirúr- gico 10 pode incluir um sensor de garra configurado para detectar quando as garras 3604, 3608 são presas e um sensor de corrente (Figura 14) para detectar quando o motor 2504 está drenando uma corrente fonte de energia 2512. Como ainda outro exemplo específico, o instrumento cirúr- gico 10 pode incluir um sensor configurado para medir as forças exerci- das sobre a bigorna 3616 pelo tubo de fechamento 3620, um botão de disparo ou sensor de gatilho, e uma disposição de sensor de articulação configurado para medir a posição angular do atuador de extremidade
2300.
[0168] Se o instrumento cirúrgico 10 não está preso e disparando, o instrumento cirúrgico 10 está, então, em um estado operacional de articulação e o processo 4000 continua ao longo da ramificação NÃO e determina se o atuador de extremidade 2300 está no final de sua faixa de articulação. Em um aspecto, o processo 4000 determina a posição de articulação relativa do atuador de extremidade 2300 determinando 4006 se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está posicionado em uma zona correspondente à(s) seção(ões) de seu curso em ou próximo a uma primeira posição ou posição proximal e/ou uma segunda posição ou posição distal. As posições proximal e distal podem corresponder, por exemplo, à posição proximal mais afastada (isto é, limite proximal) e à posição distal mais afastada (isto é, limite distal) en- tre as quais o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é transladado. Devido ao fato de que a articulação do atuador de extremi- dade 2300 é acionada pelo membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540, os limites da faixa de translação do membro de aciona- mento longitudinalmente móvel 3540 correspondem aos limites da faixa de articulação do atuador de extremidade 2300. Dessa forma, a posição proximal do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 cor- responde a um primeiro limite da faixa de articulação do atuador de ex- tremidade 2300 e, consequentemente, a posição distal do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 corresponde a um segundo limite da faixa de articulação do atuador de extremidade 2300. Portanto, o processo 4000 executado pelo controlador 1104 pode determinar a posição do atuador de extremidade 2300 em relação aos limites de sua faixa de articulação por meio da determinação 4006 da posição do mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 em relação aos limi- tes da sua própria faixa de translação. As posições proximal e distal do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 podem ser, por exemplo, armazenadas na memória 1106 e recuperadas pelo controla- dor 1104 para calcular a posição angular relativa do atuador de extremi- dade 2300.
[0169] Em um outro aspecto, o processo 4000 determina a posição de articulação relativa do efetor de extremidade 2300 por meio da de- terminação da posição do acionador de articulação 230 (ou de outro componente móvel no sistema de articulação 2800) em relação aos limites proximal e distal entre os quais o acionador de articulação 230 é transladado, conforme descrito acima com respeito ao membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540. Em um outro aspecto, o processo 4000 determina a posição de articulação relativa do efetor de extremidade 2300 por meio da detecção direta do ângulo no qual a junta de articulação 2270 e/ou o atuador de extremidade 2300 é orien- tado por, por exemplo, uma disposição do sensor de articulação. O ângulo de articulação detectado do atuador de extremidade 2300 pode ser comparado com os limites da sua faixa de articulação, que podem ser, por exemplo, armazenados na memória 1106 e recuperados pelo controlador 1104, para calcular a posição relativa do atuador de extre- midade 2300.
[0170] Em alguns aspectos, o processo 4000 determina 4006 que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está em um limite de sua faixa de articulação quando a posição do membro de aci- onamento longitudinalmente móvel 3540 coincide com um dos limites de seu curso. Em outros aspectos, o processo 4000 determina 4006 que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está em um limite de sua faixa de articulação quando a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está dentro de um limiar de um dos limites de seu curso.
[0171] Se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 não estiver parado em uma extremidade de seu curso, o processo 4000 continua ao longo da ramificação NÃO e determina 4008, assim, que a articulação do atuador de extremidade 2300 está bloqueada. A determina- ção de que a articulação está bloqueada tem por base o fato de que o atuador de extremidade 2300 não está preso e disparando e também não está articulando, apesar de não estar posicionado em ou próximo aos limi- tes de sua faixa de articulação. A articulação do atuador de extremidade 2300 pode ser bloqueada quando o instrumento cirúrgico 10 estiver em uso para uma variedade de razões, como quando o atuador de extremi- dade 2300 está fazendo contato com as paredes laterais do dispositivo de acesso através das quais o conjunto de ferramenta cirúrgica 3600 é inse- rido durante as operações cirúrgicas. Quando o processo 4000 determina que a articulação do atuador de extremidade 2300 está bloqueada, o con- trolador 1104 pode iniciar um alerta para notificar o médico sobre isso. O alerta pode incluir, por exemplo, retroinformação audível, retroinformação tátil ou retroinformação visual. Em um aspecto mostrado nas Figuras 27 e 28, o controlador 1104 faz com que o display 4050 (ou uma porção do mesmo) exiba uma imagem 4052 representando um atuador de extremi- dade 4054 em contato com um dispositivo de acesso 4056. A imagem 4052 pode incluir adicionalmente animações ou outros ícones para indicar adicionalmente que está ocorrendo um erro. A posição na qual a imagem do atuador de extremidade 4054 está representado na imagem 4052 pode corresponder à posição relativa do atuador de extremidade 4054 conforme determinado pela disposição do sensor de articulação.
[0172] Se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 estiver parado em uma extremidade de seu curso, o processo 4000 continua ao longo da ramificação SIM e determina 4010, assim, que o atuador de extremidade 2300 está em um limite de sua faixa de articulação. Quando o processo 4000 determina que o atuador de ex-
tremidade 2300 está em um limite de sua faixa de articulação, o con- trolador 1104 pode iniciar um alerta para notificar o médico sobre isso. O alerta pode incluir, por exemplo, retroinformação audível, retroinfor- mação tátil ou retroinformação visual. Em um aspecto mostrado nas Figuras 29 e 30, o controlador 1104 faz com que o display 4050 (ou uma porção do mesmo) exiba uma imagem 4058 representando um atuador de extremidade 4060 posicionado em um limite de articulação. Em um aspecto, o atuador de extremidade 4060 está representado na imagem 4058 em um primeiro limite de articulação 4062 ou em um segundo limite de articulação 4064 que corresponde ao limite no qual ele está realmente posicionado.
[0173] Em alguns aspectos, depois de determinar que o atuador de extremidade 2300 está bloqueado em seu limite de articulação, o processo 4000 inclui uma etapa adicional de permitir que o médico tente rearticular o atuador de extremidade 2300 antes de fornecer o alerta. Em outras palavras, o alerta é disparado apenas se o processo 4000 determinar 4010 que o atuador de extremidade 2300 está repeti- damente bloqueado ou sendo repetidamente articulado em seu limite de articulação. Em outros aspectos, o processo 4000 inclui um compo- nente de tempo para determinar 4008 que o atuador de extremidade 2300 está bloqueado e/ou determinar 4010 que o atuador de extremi- dade 2300 está em seu limite de articulação, de modo que o processo 4000 dispara o alerta apenas se o atuador de extremidade 2300 estiver bloqueado ou em seu limite de articulação durante um período de tempo que excede um limite. Estes aspectos limitam o fornecimento do alerta a situações em que o atuador de extremidade 2300 está repeti- damente bloqueado ou é repetidamente articulado até o limite de arti- culação, ou aos casos em que o atuador de extremidade 2300 é man- tido em uma posição de bloqueio ou no limite da articulação por um certo período de tempo, de modo que o instrumento cirúrgico 10 for- nece o alerta ao médico apenas quando o médico parece estar tendo dificuldades com o uso do instrumento cirúrgico 10.
[0174] Voltando à etapa do processo 4000 de determinação 4004 do estado operacional do instrumento cirúrgico 10, se o processo 4000 determinar 4004 que o instrumento cirúrgico 10 está preso e dispa- rando, então o processo 4000 continua ao longo da ramificação SIM e determina 4012 se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 avançou além de uma posição limite em seu curso de disparo. Colocado de outra forma, o processo 4000 determina 4012 se o mem- bro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 está posicionado em uma zona que corresponde à(s) seção(ões) de seu curso de dis- paro que se estende(m) além de uma posição limite específica, que pode ou não estar localizado mais proximal que distalmente. O pro- cesso 4000 pode determinar 4012 a posição do membro de aciona- mento longitudinalmente móvel 3540 através de um sistema de posici- onamento absoluto 1100, conforme discutido acima. Em alguns aspec- tos, a posição limite contra a qual o avanço (ou falta do mesmo) do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é comparado é a posição inicial do membro de acionamento longitudinalmente móvel
3540. Em outros aspectos, a posição limite contra a qual o avanço (ou falta do mesmo) do membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 é comparado pode corresponder a uma porção proximal da zona inicial de um curso de disparo. A primeira zona ou inicial do curso de disparo pode corresponder ao período de circuito fechado de t 0 a t1, conforme representado na A Figura 15. Em determinados aspectos, esta zona inicial do curso de disparo também pode ser chamada de zona de travamento. Na zona de travamento, o instrumento cirúrgico 10 pode ser acionado para entrar em um estado de travamento se cer- tas condições ocorrerem, como se um cartucho 3606 não tiver sido inserido no canal alongado 3614 do atuador de extremidade 2300. O estado de travamento pode ser iniciado por, por exemplo, um pico de corrente que é acionado durante a zona de travamento.
[0175] Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 10 pode incluir sistemas de travamento de disparo mecânicos ou eletrônicos para evitar que a barra de corte 280 avance se um cartucho 3606 não estiver pre- sente no atuador de extremidade 2300. Se a barra de corte 280 for impe- dida de avançar, então o membro de acionamento longitudinalmente mó- vel 3540 que aciona a barra de corte 280 é também impedido de avançar além de uma posição limite específica devido ao acoplamento mecânico entre os componentes. Os sistemas de travamento de disparo impedem que a barra de corte 280 atravesse o tecido se não houver uma vedação correspondente do tecido por meio dos grampos ou da energia de RF do cartucho 3606. O sistema de travamento de disparo pode iniciar um es- tado de travamento pelo disparo de um pico de corrente do motor se a barra de corte 280 ou o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 forem travados ou de outro modo não puderem avançar enquanto na zona de travamento. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 10 é configurado com um sistema de travamento de disparo eletrônico. Neste aspecto, o controlador 1104 iniciará um estado de travamento se o cir- cuito do canal 3642 (Figura 24) não tiver feito contato com a porção de contato distal 3644 da tira de circuito flexível de eixo de acionamento 3646 para estabelecer contato elétrico entre os mesmos. Em um outro aspecto, o instrumento cirúrgico 10 é configurado com um sistema de travamento de disparo mecânico (não mostrado) que inclui aberturas em cada lado do canal alongado 3614, que são configuradas para receber um recurso ou uma base de engate de canal 186 (Figura 4) da barra de disparo 172 (Figura 4) ou barra de corte 280 quando a barra de corte 280 estiver em uma posição inicial. Quando a base 186 da barra de corte 280 estiver engatada com as aberturas do canal alongado 3614, a barra de corte 280 é mantida em uma posição travada e não pode ser avançada. Nestes aspectos, o cartucho 3606 inclui adicionalmente blocos que são recebidos em seu interior e ocupam as aberturas do canal alongado 3614 quando o cartucho 3606 for instalado adequadamente, o que impede a base 186 da barra de corte 280 de engatar as aberturas e permite, assim, que a barra de corte 280 seja avançada. Uma descrição adicional refe- rente aos mecanismos de travamento pode ser encontrada no pedido de patente US N° 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, que está aqui incorporado por referên- cia em sua totalidade.
[0176] Se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 não estiver situado em sua porção de partida ou de outro modo tiver avan- çado para ou além posição limite em seu curso de disparo, o processo 4000 continua ao longo da ramificação SIM e determina 4014, assim, que o instrumento cirúrgico 10 está parado. A determinação de que o instru- mento cirúrgico 10 está parado se baseia no fato de que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 avançou além da posição li- mite (o que significa que a falta de um cartucho 3606 ou outra condição similar que esteja fazendo com que o estado de travamento seja disparado não ocorreu), mas não está atualmente avançando apesar de as opera- ções de preensão e disparo do instrumento cirúrgico 10 terem sido inicia- das. O instrumento cirúrgico 10 pode parar devido a uma série de razões diferentes, incluindo a barra de corte 280 encontrar inesperadamente um tecido espesso ou duro, um erro do motor 1120 ou um erro mecânico no sistema de acionamento de disparo 3530. Quando o processo 4000 deter- mina 4014 que o instrumento cirúrgico 10 parou, o controlador 1104 pode iniciar um alerta para notificar o médico sobre isso. O alerta pode incluir, por exemplo, retroinformação audível, retroinformação tátil ou retroinfor- mação visual. Em um aspecto representado na Figura 31, o controlador
1104 faz com que o display 4050 (ou uma porção do mesmo) exiba uma imagem 4066 representando um símbolo de precaução ou erro 4068 que pode ser, por exemplo, sobreposto na tela que é exibida durante a tran- secção.
[0177] Se o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 estiver situado em sua porção de partida ou de outra forma não tiver avançado para ou além de uma posição limite em seu curso de disparo, o processo 4000 continua ao longo da ramificação NÃO e determina 4016, assim, que um cartucho 3606 não está presente no atuador de ex- tremidade 2300 (ou foi incorretamente carregado no atuador de extremi- dade 2300). A determinação de que um cartucho 3606 não está presente ou foi incorretamente carregado se baseia no fato de que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540 não está avançando além de sua posição inicial, apesar de as operações de preensão e disparo do instrumento cirúrgico 10 terem sido iniciadas. Quando o processo 4000 determina 4016 que nenhum cartucho 3606 está presente, o controlador 1104 pode iniciar um alerta para notificar o médico sobre isso. O alerta pode incluir, por exemplo, retroinformação audível, retroinformação tátil ou retroinformação visual. Em um aspecto representado na Figura 32, o controlador 1104 faz com que a tela 4050 (ou uma porção da mesma) exiba uma imagem ou um ícone 4070 que fornecem uma indicação visual que indicam que há um erro com o atuador de extremidade 4072 (por exemplo, um "X" cobrindo o atuador de extremidade 4072).
[0178] A fim de ilustrar adicionalmente os princípios aqui discutidos, a descrição será agora voltada para as Figuras 33A a 33C, que ilustram di- agramas de linha 4100, 4200, 4300 de vários cursos do membro de des- locamento exemplificador de acordo com um aspecto desta presente re- velação. Na descrição a seguir das Figuras 33A a 33C, também deve-se fazer referência à Figura 26. O membro de deslocamento dos cursos exemplificadores representados nas Figuras 33A a 33C pode incluir, por exemplo, o membro de acionamento longitudinalmente móvel 3540. Cada um dos diagramas de linha 4100, 4200, 4300 representa um formato re- presentativo do curso do membro de deslocamento 4106 exemplificador que inclui uma posição de parada na qual o membro de deslocamento pa- rou (isto é, em que sua velocidade igual a zero) entre uma primeira posição ou primeira extremidade 4102 e uma segunda posição ou segunda extre- midade 4104 do curso. A primeira extremidade 4102 e a segunda extremi- dade 4104 podem corresponder à extremidade proximal e à extremidade distal, respectivamente, do curso do membro de deslocamento. A posição de parada 4106 do membro de deslocamento, que varia em cada um dos diagramas de linha 4100, 4200, 4300, corresponde à posição do membro de deslocamento determinada pelo processo 4000 descrito em conexão com a Figura 26 quando a velocidade do membro de deslocamento é igual a zero. Adicionalmente, o curso do membro de deslocamento pode ser dividido em múltiplas zonas por um ou mais limites. A zona ou zonas nas quais o membro de deslocamento está localizado determinam, em combi- nação com o estado de operação do instrumento cirúrgico 10 determinado 4004 pelo processo 4000, que ações o processo 4000 toma.
[0179] A posição de parada 4106 do membro de acionamento lon- gitudinalmente móvel 3540 é representada em cada um dos diagramas de linha 4100, 4200, 4300 em relação a um primeiro limite e um se- gundo limite 4108 4110. A posição de parada 4106 do membro de des- locamento é comparada contra o primeiro e o segundo limites 4108, 4110 quando o instrumento cirúrgico está em um estado operacional articulado. O primeiro e o segundo limites 4108, 4110 podem demarcar os limites posicionais nos quais se considera que o membro de deslo- camento esteja "na" ou "perto" da primeira extremidade 4102 ou da segunda extremidade 4104, respectivamente. O primeiro e o segundo limites 4108, 4110 definem uma primeira zona e uma segunda zona. A primeira zona corresponde à agregação das seções do curso do mem- bro de deslocamento entre o primeiro limite 4108 e a primeira extremi- dade 4102 e entre o segundo limite 4110 e a segunda extremidade
4104. A segunda zona corresponde à seção do curso do membro de deslocamento entre o primeiro limite 4108 e o segundo limite 4110. Se a posição de parada 4106 do membro de deslocamento estiver na pri- meira zona, então o membro de deslocamento é considerado como estando posicionado na respectiva extremidade 4102, 4104 do curso. Em funcionamento, se a posição de parada 4106 do membro de des- locamento estiver na primeira zona quando o instrumento não estiver preso e disparando, então o processo 4000 determina 4010 que o atu- ador de extremidade 2300 está no seu limite de articulação. Inversa- mente, se a posição de parada 4106 do membro de deslocamento es- tiver na segunda zona quando o instrumento não estiver preso e dis- parando, então o processo 4000 determina 4008 que a articulação do atuador de extremidade 2300 está bloqueada.
[0180] A posição de parada 4106 do membro de acionamento lon- gitudinalmente móvel 3540 é representada em cada um dos diagramas de linha 4100, 4200, 4300 em relação adicional a um terceiro limite
4112. A posição de parada 4106 do membro de deslocamento é com- parada contra o terceiro limite 4112 quando o instrumento cirúrgico está em um estado operacional preso e disparando. O terceiro limite 4112 pode demarcar o limite posicional além do qual o membro de deslocamento não pode avançar se um cartucho 3606 não estiver pre- sente no atuador de extremidade 2300. O terceiro limite 4112 define uma terceira zona e uma quarta zona. A terceira zona corresponde à seção do curso do membro de deslocamento entre a primeira extremi- dade 4102 (isto é, a extremidade proximal do curso de disparo) e o terceiro limite 4112. A quarta zona corresponde à seção do curso do membro de deslocamento entre o terceiro limite 4112 e a segunda ex- tremidade 4104 (isto é, a extremidade distal do curso de disparo). Em funcionamento, se a posição de parada 4106 do membro de desloca- mento estiver na terceira zona quando o instrumento estiver preso e disparando, então o processo 4000 determina 4016 que nenhum car- tucho está presente no atuador de extremidade 2300 porque o membro de deslocamento não avançou além da zona de bloqueio em seu curso de disparo delineado pelo terceiro limite 4112. Por outro lado, se a po- sição de parada 4106 do membro de deslocamento estiver na quarta zona quando o instrumento estiver preso e disparando, então o pro- cesso 4000 determina 4014 que o instrumento cirúrgico 10 parou.
[0181] Com referência agora a cada um dos diagramas de linha 4100, 4200, 4300 individualmente, o primeiro diagrama de linhas 4100 representa a posição de parada 4106 do membro de deslocamento na primeira zona e na quarta zona. Deve ser observado que os diferentes conjuntos de zonas demarcados pelos diferentes conjuntos de limites po- dem se sobrepor uns com os outros. O conjunto específico de zonas con- tra o qual a posição de parada 4106 é comparada depende do estado operacional do instrumento cirúrgico 10 porque os diferentes limites são associados aos diferentes estados operacionais. Quando o membro de deslocamento estiver nessa posição, o processo 4000 determinará 4010 que o atuador de extremidade 2300 está no seu limite de articulação ou determinará 4014 que o instrumento cirúrgico 10 está parado, depen- dendo do estado operacional do instrumento cirúrgico 10. O segundo di- agrama de linha 4200 representa a posição de parada 4106 do membro de deslocamento na segunda zona e na quarta zona. Quando o membro de deslocamento estiver nessa posição, o processo 4000 determinará 4008 que a articulação do atuador de extremidade 2300 está bloqueada ou determinará 4014 que o instrumento cirúrgico 10 está parado, depen-
dendo do estado operacional do instrumento cirúrgico 10. O terceiro dia- grama de linha 4300 representa a posição de parada 4106 do membro de deslocamento na segunda zona e na terceira zona. Quando o membro de deslocamento estiver nessa posição, o processo 4000 determinará 4008 que a articulação do atuador de extremidade 2300 está bloqueada ou determinará 4016 que nenhum cartucho está presente no instrumento cirúrgico 10, dependendo do estado operacional do instrumento cirúrgico
10. As medidas tomadas pelo processo 4000 de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico para outras posições de parada 4106 do membro de deslocamento devem ficar evidentes a partir da des- crição acima.
[0182] As funções ou os processos de fornecimento de alertas de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico aqui descrito podem ser executados por qualquer um dos circuitos de processamento aqui descritos, como o circuito de controle 700 descrito em conexão com as Figuras 5A a 6, os circuitos 800, 810, 820 descritos nas Figuras 7 a 9, o controlador 1104 descrito em conexão com as Figuras 10 e 12 e/ou o circuito de controle 2510 descrito na Figura 14.
[0183] Aspectos do instrumento cirúrgico motorizado podem ser praticados sem os detalhes específicos aqui revelados. Alguns aspec- tos foram mostrados como diagramas de bloco em vez de detalhes. Partes desta revelação podem ser apresentadas em termos de instru- ções que operam em dados armazenados em uma memória do com- putador. 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, transfe- ridos, combinados, comparados e manipulados de qualquer outra forma. Esses sinais podem ser chamados de bits, valores, elementos,
símbolos, caracteres, termos, números. Esses termos e termos seme- lhantes podem ser associados às grandezas físicas adequadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas grandezas.
[0184] 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" in- clui circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico iso- lado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais ou processador configurado por um programa de computador que ao me- nos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exem- plo, formas de memória de acesso aleatório) e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um mo- dem, roteadores ou equipamento óptico-elétrico). Esses aspectos po- dem ser implementados em forma analógica ou digital, ou combina- ções dos mesmos.
[0185] A descrição anteriormente mencionada apresentou aspectos dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos, que podem conter uma ou mais funções e/ou operações. 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 implementadas por meio de circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), arran- jos de portas programáveis em campo (FPGAs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), circuitos, re- gistradores e/ou componentes de software, por exemplo, programas, sub-rotinas, lógica e/ou combinações de componentes de hardware e software, portas lógicas, ou outros formatos integrados. Alguns aspectos 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 exemplo, como um ou mais programas operando em um ou mais sistemas de com- putador), como um ou mais programas operando em um ou mais proces- sadores (por exemplo, como um ou mais programas operando em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou virtualmente como qual- quer combinação dos mesmos, e que projetar o conjunto de circuitos e/ou escrever o código para o software e firmware estaria dentro do âmbito de prática de uma pessoa versada na técnica à luz desta revelação.
[0186] Os mecanismos do assunto revelado podem ser distribuí- dos como um produto de programa em uma variedade de formas, e um aspecto 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 mí- dia 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 exem- plo, transmissor, receptor, lógica de transmissão, lógica de recepção, etc.).
[0187] 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 ensinamentos acima. Esses aspectos foram escolhidos e descritos com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que a pessoa versada na técnica use os vários aspec- tos e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado. Pretende-se que as reivindicações apresen- tadas em anexo definam o escopo global.
[0188] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos numerados:
[0189] Exemplo 1. Um instrumento cirúrgico que compreende: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma se- gunda posição; um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de controle confi- gurado para: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e se a velocidade for igual a zero: determinar um estado operacional do ins- trumento cirúrgico; determinar uma posição relativa do membro de deslo- camento de acordo com a posição do membro de deslocamento em com- paração com ao menos uma dentre a primeira posição ou a segunda po- sição; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instru- mento cirúrgico e a posição relativa do membro de deslocamento.
[0190] Exemplo 2. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exemplo 1, em que o alerta compreende uma imagem.
[0191] Exemplo 3. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exemplo 2, que compreende adicionalmente um display, em que o circuito de con- trole é configurado para fazer com que o display mostre a imagem.
[0192] Exemplo 4. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exem- plo 2 ou o Exemplo 3, em que a imagem indica que a articulação do instrumento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0193] Exemplo 5. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 2 ou o Exemplo 3, em a imagem indica que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0194] Exemplo 6. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 2 ou o Exemplo 3, em que a imagem indica que o instrumento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0195] Exemplo 7. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 até o Exemplo 6, que compreende adicional- mente: um atuador de extremidade que compreende garras móveis en- tre uma posição presa e uma posição não presa; e uma barra de corte acionável pelo membro de deslocamento entre uma posição retraída e uma posição estendida através do atuador de extremidade; em que o estado operacional corresponde à possibilidade de as garras estarem presas e de a barra de corte ser acionada para a posição estendida.
[0196] Exemplo 8. Um instrumento cirúrgico que compreende: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição; um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de con- trole configurado para: determinar uma velocidade do membro de des- locamento; e se o membro de deslocamento não se mover: determinar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determinar uma zona entre a primeira posição e a segunda posição na qual o membro de deslocamento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico e a zona na qual o membro de deslocamento está posicionado.
[0197] Exemplo 9. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exemplo 8, em que o alerta compreende uma imagem.
[0198] Exemplo 10. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exem- plo 9, que compreende adicionalmente um display, em que o circuito de controle é configurado para fazer com que o display mostre a imagem.
[0199] Exemplo 11. O instrumento cirúrgico, de acordo com o Exem- plo 9 ou o Exemplo 10, em a imagem indica que a articulação do instru- mento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a po- sição do membro de deslocamento.
[0200] Exemplo 12. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 9 ou o Exemplo 10, em a imagem indica que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0201] Exemplo 13. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 9 ou o Exemplo 10, em que a imagem indica que o instrumento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0202] Exemplo 14. O instrumento cirúrgico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 8 até o Exemplo 13, que compreende adicio- nalmente: um atuador de extremidade que compreende garras móveis entre uma posição presa e uma posição não presa; e uma barra de corte acionável pelo membro de deslocamento entre uma posição re- traída e uma posição estendida através do atuador de extremidade; em que o estado operacional corresponde à possibilidade de as garras es- tarem presas e de a barra de corte ser acionada para a posição esten- dida.
[0203] Exemplo 15. Um método de operação de um instrumento cirúr-
gico que compreende um membro de deslocamento móvel entre uma pri- meira posição e uma segunda posição, um motor acoplado ao membro de deslocamento, sendo o motor configurado para acionar o membro de des- locamento entre a primeira posição e a segunda posição, e um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e for- necer um sinal indicativo do mesmo, sendo que o método compreende: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e mediante a determinação de que a velocidade do membro de deslocamento é igual a zero: determinar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determi- nar uma zona na qual o membro de deslocamento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico e a zona na qual o membro de deslocamento está posicionado.
[0204] Exemplo 16. O método, de acordo com o Exemplo 15, em que o alerta compreende uma imagem.
[0205] Exemplo 17. O método, de acordo com o Exemplo 15, em que a imagem indica que a articulação do instrumento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0206] Exemplo 18. O método, de acordo com o Exemplo 15, em que a imagem indica que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do membro de deslocamento.
[0207] Exemplo 19. O método, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 15 até o Exemplo 18, em que a imagem indica que o instru- mento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslo- camento.

Claims (19)

REIVINDICAÇÕES
1. Instrumento cirúrgico, caracterizado pelo fato de compre- ender: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira po- sição e uma segunda posição; um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de controle configurado para: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e se a velocidade for igual a zero: determinar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determinar uma posição relativa do membro de deslocamento de acordo com a posição do membro de deslocamento em comparação com ao menos uma dentre a primeira posição ou a segunda posição; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do instrumento cirúrgico e a posição relativa do membro de deslocamento.
2. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o alerta compreender uma imagem.
3. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um display, em que o circuito de controle é configurado para fazer com que o dis- play exiba a imagem.
4. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, ca- racterizado pelo fato de a imagem indicar que a articulação do instrumento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a posição do membro de deslocamento.
5. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do mem- bro de deslocamento.
6. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslocamento.
7. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um atuador de extremidade que compreende: garras móveis entre uma posição presa e uma posição não presa; e uma barra de corte acionável pelo membro de deslocamento entre uma posição retraída e uma posição estendida através do atuador de extremidade; em que o estado operacional corresponde à possibilidade de as garras estarem presas e de a barra de corte ser acionada para a posi- ção estendida.
8. Instrumento cirúrgico, caracterizado pelo fato de compre- ender: um membro de deslocamento móvel entre uma primeira po- sição e uma segunda posição; um sensor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo da mesma; e um circuito de controle acoplado ao sensor, sendo o circuito de controle configurado para: determinar uma velocidade do membro de deslocamento; e se o membro de deslocamento não se move: determinar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determinar uma zona entre a primeira posição e a segunda posição na qual o membro de deslocamento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do ins- trumento cirúrgico e a zona na qual o membro de deslocamento está po- sicionado.
9. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o alerta compreender uma imagem.
10. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um display, em que o circuito de controle é configurado para fazer com que o dis- play exiba a imagem.
11. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, ca- racterizado pelo fato de a imagem indicar que a articulação do instrumento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a posição do membro de deslocamento.
12. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do mem- bro de deslocamento.
13. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslocamento.
14. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, ca- racterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um atuador de extremidade que compreende: garras móveis entre uma posição presa e uma posição não presa; e uma barra de corte acionável pelo membro de deslocamento entre uma posição retraída e uma posição estendida através do atuador de extremidade; em que o estado operacional corresponde à possibilidade de as garras estarem presas e de a barra de corte ser acionada para a posi- ção estendida.
15. Método de operação de um instrumento cirúrgico que compreende um membro de deslocamento móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição, um motor acoplado ao membro de deslocamento, sendo o motor configurado para acionar o membro de deslocamento entre a primeira posição e a segunda posição, e um sen- sor configurado para detectar uma posição do membro de deslocamento e fornecer um sinal indicativo do mesmo, caracterizado pelo fato de compreender: determinar a velocidade do membro de deslocamento; e mediante a determinação de que a velocidade do membro de deslocamento é igual a zero: determinar um estado operacional do instrumento cirúrgico; determinar uma zona na qual o membro de deslocamento está posicionado; e fornecer um alerta de acordo com o estado operacional do ins- trumento cirúrgico e a zona na qual o membro de deslocamento está po- sicionado.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o alerta compreender uma imagem.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que a articulação do instrumento cirúrgico está bloqueada ou está no seu limite de acordo com a posição do mem- bro de deslocamento.
18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracteri- zado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico está em um estado de travamento de acordo com a posição do membro de deslocamento.
19. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a imagem indicar que o instrumento cirúrgico parou de acordo com a posição do membro de deslocamento.
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