BR112020012865A2 - Método de extração de dados para interrogar os registros de um paciente e criar um registro anonimizado - Google Patents

Método de extração de dados para interrogar os registros de um paciente e criar um registro anonimizado Download PDF

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BR112020012865A2
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Frederick E. Shelton Iv
Jason L. Harris
David C. Yates
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Abstract

a presente invenção refere-se a vários controladores cirúrgicos centrais e métodos de extração de dados. o controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. a memória armazena instruções executáveis pelo processador para interrogar um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular. o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que inclui dados de identidade e dados de procedimentos cirúrgicos do paciente. o processador também executa instruções para: receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO
DE EXTRAÇÃO DE DADOS PARA INTERROGAR OS REGISTROS DE UM PACIENTE E CRIAR UM REGISTRO ANONIMIZADO". REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C. 119(e) ao Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD, depositado em 28 de março de 2018, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0002] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C. 119(e) do Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, ao Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, e do Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0003] A presente invenção se refere a vários sistemas cirúrgicos. Os procedimentos cirúrgicos são tipicamente realizados em galerias ou salas de cirurgia em uma instalação de serviços de saúde como, por exemplo, um hospital. Um campo estéril é tipicamente criado em torno do paciente. O campo estéril pode incluir os membros da equipe de escovação, que estão adequadamente vestidos, e todos os móveis e acessórios na área. Vários dispositivos e sistemas cirúrgicos são utilizados no desempenho de um procedimento cirúrgico.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0004] Em um aspecto geral, é fornecido um controlador cirúrgico central. O controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. A memória armazena instruções executáveis pelo processador para interrogar um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular. O dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem os dados de identidade do paciente e os dados do procedimento cirúrgico. O processador também executa instruções para: receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
[0005] Em outro aspecto geral, é fornecido outro controlador cirúrgico central e um método de extração de dados. Um controlador cirúrgico central é acoplado a um dispositivo modular por um controlador central de comunicação, e um método de extração de dados provenientes do dispositivo modular é fornecido. O controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. A memória armazena instruções executáveis pelo processador que compreendem: interrogar, através do processador, um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular. O dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem os dados de identidade do paciente e os dados do procedimento cirúrgico. O centro de comunicação modular é configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia a um controlador cirúrgico central. As instruções armazenadas em memória executáveis pelo processador compreendem adicionalmente: receber, através do processador, um conjunto de dados do dispositivo modular através do processador através do centro de comunicação; descartar, através do processador, os dados de identidade do paciente, e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente, do conjunto de dados; extrair, através do processador, dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar, através do processador, a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
[0006] Em ainda outro aspecto geral, uma mídia não transitória legível por computador armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina: interrogue um dispositivo modular acoplado ao processador através do centro de comunicação modular, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem dados de identidade do paciente e dados de procedimento cirúrgico; receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
FIGURAS
[0007] Os recursos de vários aspectos são apresentados com particularidade nas reivindicações em anexo. Os vários aspectos, no entanto, no que se refere tanto à organização quanto aos métodos de operação, juntamente com objetos e vantagens adicionais dos mesmos, podem ser melhor compreendidos em referência à descrição apresentada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos em anexo, como a seguir.
[0008] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0009] A Figura 2 é um sistema cirúrgico sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em uma sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0010] A Figura 3 é um controlador cirúrgico central emparelhado com um sistema de visualização, um sistema robótico, e um instrumento inteligente, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0011] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial de um compartimento do controlador cirúrgico central, e de um módulo gerador em combinação recebido de maneira deslizante em um compartimento do controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0012] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um módulo gerador em combinação com contatos bipolares, ultrassônicos e monopolares e um componente de evacuação de fumaça, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0013] A Figura 6 ilustra diferentes conectores de barramento de potência para uma pluralidade de portas de acoplamento lateral de um gabinete modular lateral configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0014] A Figura 7 ilustra um alojamento modular vertical configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0015] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modular configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços públicos especialmente equipada para operações cirúrgicas, à nuvem, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0016] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0017] A Figura 10 ilustra um controlador cirúrgico central que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0018] A Figura 11 ilustra um aspecto de um dispositivo de controlador central da rede de barramento em série universal (USB), de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0019] A Figura 12 ilustra um diagrama lógico de um sistema de controle de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0020] A Figura 13 ilustra um circuito de controle configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0021] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0022] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0023] A Figura 16 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0024] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita no mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0025] A Figura 18 ilustra um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, de acordo com um aspecto da presente invenção.
[0026] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico configurada para controlar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0027] A Figura 20 é um diagrama de blocos simplificado de um gerador configurado para fornecer ajuste sem indutor, entre outros benefícios, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0028] A Figura 21 ilustra um exemplo de um gerador, que é uma forma do gerador da Figura 20, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0029] A Figura 22 é um diagrama que ilustra uma técnica para interagir com uma base de dados de registro médico eletrônico (RME), de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0030] A Figura 23 ilustra um processo de anonimizar um procedimento cirúrgico mediante a substituição de uma medição de tempo artificial para um relógio de tempo real para todas as informações armazenadas internamente dentro do instrumento, robô, controlador cirúrgico central e/ou equipamento computadorizado hospitalar, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0031] A Figura 24 ilustra um sensor ultrassônico de uma parede de uma sala de operação para determinar uma distância entre um controlador cirúrgico central e a parede da sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0032] A Figura 25 ilustra um diagrama que representa o processo de importação dos dados do paciente armazenados em uma base de dados de registro médico eletrônico (RME), a extração dos dados do paciente e a identificação de implicações do dispositivo inteligente, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0033] A Figura 26 ilustra a aplicação da análise baseada em nuvem para dados do paciente editados e extraídos e pares de dados independentes, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0034] A Figura 27 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para associar conjuntos de dados de pacientes a partir de uma primeira e uma segunda fontes de dados, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0035] A Figura 28 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para extrair dados a fim de extrair porções relevantes dos dados para configurar e operar o controlador cirúrgico central e os módulos (por exemplo, instrumentos) acoplados ao controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0036] A Figura 29 ilustra um pacote de dados autodescritivos que compreende dados autodescritivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0037] A Figura 30 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para uso de pacotes de dados que compreendem dados autodescritivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0038] A Figura 31 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para uso de pacotes de dados que compreendem dados autodescritivos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0039] A Figura 32 é um diagrama de um tumor localizado no lóbulo posterior superior direito do pulmão direto, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0040] A Figura 33 é um diagrama de um procedimento cirúrgico de ressecção de um tumor pulmonar que inclui quatro disparos separados de um grampeador cirúrgico para vedar e cortar vasos brônquicos expostos na fissura até e a partir dos lóbulos superior e inferior do pulmão direito mostrado na Figura 32, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0041] A Figura 34 é uma ilustração gráfica de uma força para fechar (FTC) versus uma curva de tempo e uma força para disparar (FTF) versus uma curva de tempo que caracteriza o primeiro disparo do dispositivo 002 conforme mostrado na Figura 32, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0042] A Figura 35 é um diagrama de um Doppler por laser da visualização de linhas de grampos para avaliar a integridade das vedações das linhas de grampos mediante o monitoramento do sangramento de um vaso após o disparo de um grampeador cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0043] A Figura 36 ilustra um conjunto de dados emparelhados agrupados por cirurgia, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0044] A Figura 37 é um diagrama do pulmão direito.
[0045] A Figura 38 é um diagrama da árvore brônquica que inclui a traqueia e os brônquios do pulmão.
[0046] A Figura 39 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para armazenar conjuntos de dados emparelhados anônimos agrupados por cirurgia, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0047] A Figura 40 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a velocidade, a frequência e o tipo de dado a ser transferido para uma rede analítica baseada em nuvem remota, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0048] A Figura 41 é uma linha de tempo que representa a percepção situacional de um controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
DESCRIÇÃO
[0049] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente Provisórios US, depositados em 28 de março de 2018, estando cada um dos quais aqui incorporado a título de referência em sua totalidade: ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.302, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.300, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.309, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.310, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.291, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE
COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT;
● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.296, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.333, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.327, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.315, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.313, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.320, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.307, intitulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e ● Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/649.323, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0050] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando cada um dos quais aqui incorporado a título de referência em sua totalidade: ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; n° do documento do procurador
END8499USNP/170766; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; n° do documento do procurador END8499USNP1/170766-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES; n° do documento do procurador END8499USNP2/170766-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS; n° do documento do procurador END8499USNP3/170766-3; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; n° do documento do procurador END8499USNP4/170766-4; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; n° do documento do procurador END8499USNP5/170766-5; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR
STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; n° do documento do procurador END8500USNPS/170767-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; n° do documento do procurador END8500USNP2/170767-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________,
intitulado DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; n° do documento do procurador END8500USNP3/170767-3; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; n° do documento do procurador END8501USNP/170768; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; n° do documento do procurador END8501USNP1/170768-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; n° do documento do procurador END8501USNP2/170768-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; n° do documento do procurador END8502USNP/170769; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE; n° do documento do procurador END8502USNP1/170769-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; n° do documento do procurador END8502USNP2/170769-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; n° do documento do procurador END8503USNP/170770; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE
COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; n° do documento do procurador
END8504USNP/170771; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; n° do documento do procurador END8504USNP1/170771-1; e ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING; n° do documento do procurador END8504USNP2/170771-2.
[0051] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando cada um dos quais aqui incorporado a título de referência em sua totalidade: ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES; n° do documento do procurador END8506USNP/170773; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; n° do documento do procurador END8506USNP1/170773-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; n° do documento do procurador END8507USNP/170774; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF
LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; n° do documento do procurador END8507USNP1/170774-1;
● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL
FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; n° do documento do procurador END8507USNP2/170774- 2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; n° do documento do procurador END8508USNP/170775; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; n° do documento do procurador END8509USNP/170776; e ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; n° do documento do procurador END8510USNP/170777.
[0052] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando cada um dos quais aqui incorporado a título de referência em sua totalidade: ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8511USNP/170778; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8511USNP1/170778-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL
PLATFORMS; n° do documento do procurador END8511USNP2/170778-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8512USNP/170779; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8512USNP1/170779-1; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT- ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8512USNP2/170779-2; ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8512USNP3/170779-3; e ● Pedido de Patente US n° de série ____________, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; n° do documento do procurador END8513USNP/170780.
[0053] Antes de explicar com detalhes os vários aspectos dos instrumentos cirúrgicos e geradores, deve-se observar que os exemplos ilustrativos não estão limitados, em termos de aplicação ou uso, aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos e na descrição em anexo. Os exemplos ilustrativos podem ser implementados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usados na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os exemplos ilustrativos para a conveniência do leitor e não para o propósito de 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.
[0054] Com referência à Figura 1, um sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 102 e um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113 acoplado a um dispositivo de armazenamento 105). Cada sistema cirúrgico 102 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 106 em comunicação com a nuvem 104 que pode incluir um servidor remoto 113. Em um exemplo, conforme ilustrado na Figura 1, o sistema cirúrgico 102 inclui um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110, um instrumento cirúrgico portátil e inteligente 112, que são configuradas para se comunicarem um com o outro e/ou o controlador central 106. Em alguns aspectos, um sistema cirúrgico 102 pode incluir um número M de controladores centrais 106, um número N de sistemas de visualização 108, um número O de sistemas robóticos 110, e um número P de instrumentos cirúrgicos inteligentes portáteis 112, onde M, N, O, e P são números inteiros maiores ou iguais a um.
[0055] A Figura 3 representa um exemplo de um sistema cirúrgico 102 sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em um paciente que está deitado em uma mesa de operação 114 em uma sala de operação cirúrgica 116. Um sistema robótico 110 é usado no procedimento cirúrgico como uma parte do sistema cirúrgico 102. O sistema robótico 110 inclui um console do cirurgião 118, um carro do paciente 120 (robô cirúrgico), e um controlador cirúrgico central robótico
122. O carro do paciente 120 pode manipular ao menos uma ferramenta cirúrgica acoplada de maneira removível 117 através de uma incisão minimamente invasiva no corpo do paciente enquanto o cirurgião vê o local cirúrgico através do console do cirurgião 118. Uma imagem do local cirúrgico pode ser obtida por um dispositivo de imageamento médico 124, que pode ser manipulado por carro do paciente 120 para orientar o dispositivo de imageamento 124. O controlador central robótico 122 pode ser usado para processar as imagens do local cirúrgico para exibição subsequente para o cirurgião através do console do cirurgião 118.
[0056] Outros tipos de sistemas robóticos podem ser prontamente adaptados para uso com o sistema cirúrgico 102. Vários exemplos de sistemas robóticos e instrumentos cirúrgicos que são adequados para uso com a presente invenção são descritos no Pedido de Patente Provisório n° de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0057] Vários exemplos de análise baseada em nuvem que são realizados pela nuvem 104, e são adequados para uso com a presente invenção, são descritos no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0058] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 inclui ao menos um sensor de Imagem e um ou mais componentes ópticos. Os sensores de imagem adequados incluem, mas não se limitam a, sensores de dispositivo acoplado a carga (CCD) e sensores semicondutores de óxido metálico complementares (CMOS).
[0059] Os componentes ópticos do dispositivo de imageamento 124 podem incluir uma ou mais fontes de iluminação e/ou uma ou mais lentes. A uma ou mais fontes de iluminação podem ser direcionadas para iluminar porções do campo cirúrgico. O um ou mais sensores de imagem podem receber luz refletida ou refratada do campo cirúrgico, incluindo a luz refletida ou refratada do tecido e/ou instrumentos cirúrgicos.
[0060] A uma ou mais fontes de iluminação podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética no espectro visível, bem como no espectro invisível. O espectro visível, por vezes chamado de o espectro óptico ou espectro luminoso, é aquela porção do espectro eletromagnético que é visível a (isto é, pode ser detectada por) o olho humano e pode ser chamada de luz visível ou simplesmente luz. Um olho humano típico responderá s comprimentos de onda no ar que são de cerca de 380 nm a cerca de 750 nm.
[0061] O espectro invisível (isto é, o espectro não luminoso) é aquela porção do espectro eletromagnético situada abaixo e acima do espectro visível (isto é, comprimentos de onda abaixo de cerca de 380 nm e acima de cerca de 750 nm). O espectro invisível não é detectável pelo olho humano. Os comprimentos de onda maiores que cerca de 750 nm são mais longos que o espectro vermelho visível, e eles se tornam invisíveis infravermelho (IR), micro-ondas, rádio e radiação eletromagnética. Os comprimentos de onda menores que cerca de 380 nm são mais curtos que o espectro ultravioleta, e eles se tornam ultravioleta invisíveis, raio x, e radiação eletromagnética de raios gama.
[0062] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 é configurado para uso em um procedimento minimamente invasivo. Exemplos de dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente invenção incluem, mas não se limitam a, um artroscópio, angioscópio, broncoscópio, coledocoscópio, colonoscópio, citoscópio, duodenoscópio, enteroscópio, esofagastro-duodenoscópio (gastroscópio), endoscópio, laringoscópio, nasofaringo-neproscópio,
sigmoidoscópio, toracoscópio, e ureteroscópio.
[0063] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento emprega monitoramento de múltiplos espectros para discriminar topografia e estruturas subjacentes. Uma imagem multiespectral é uma que captura dados de imagem dentro de faixas de comprimento de onda ao longo do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda podem ser separados por filtros ou mediante o uso de instrumentos que são sensíveis a comprimentos de onda específicos, incluindo a luz de frequências além da faixa de luz visível, por exemplo, IR e luz ultravioleta. As imagens espectrais podem permitir a extração de informações adicionais que o olho humano não consegue capturar com seus receptores para as cores vermelho, verde e azul. O uso de imageamento multiespectral é descrito em maiores detalhes sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. O monitoramento multiespectral pode ser uma ferramenta útil para a relocalização de um campo cirúrgico após uma tarefa cirúrgica ser concluída para executar um ou mais dos testes anteriormente descritos no tecido tratado.
[0064] É axiomático que a esterilização estrita da sala de operação e do equipamento cirúrgico seja necessária durante qualquer cirurgia. A higiene rigorosa e as condições de esterilização necessárias em uma "sala cirúrgica", isto é, uma sala de operação ou tratamento, justificam a mais alta esterilização possível de todos os dispositivos e equipamentos médicos. Parte desse processo de esterilização é a necessidade de esterilizar qualquer coisa que entra em contato com o paciente ou penetra no campo estéril, incluindo o dispositivo de imageamento 124 e seus conectores e componentes. Será entendido que o campo estéril pode ser considerado uma área especificada, como dentro de uma bandeja ou sobre uma toalha estéril, que é considerado livre de micro-organismos, ou o campo estéril pode ser considerado uma área, imediatamente ao redor de um paciente, que foi preparado para a realização de um procedimento cirúrgico. O campo estéril pode incluir os membros da equipe de escovação, que estão adequadamente vestidos, e todos os móveis e acessórios na área.
[0065] Em vários aspectos, o sistema de visualização 108 inclui um ou mais sensores de imageamento, uma ou mais unidades de processamento de imagem, uma ou mais matrizes de armazenamento e uma ou mais telas que são estrategicamente dispostas em relação ao campo estéril, conforme ilustrado na Figura 2. Em um aspecto, o sistema de visualização 108 inclui uma interface para HL7, PACS e RME. Vários componentes do sistema de visualização 108 são descritos sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0066] Conforme ilustrado na Figura 2, uma tela primária 119 é posicionada no campo estéril para ser visível para o operador na mesa de operação 114. Além disso, uma torre de visualização 111 é posicionada fora do campo estéril. A torre de visualização 111 inclui uma primeira tela não estéril 107 e uma segunda tela não estéril 109, que são opostas uma à outra. O sistema de visualização 108, guiado pelo controlador central 106, é configurado para utilizar as telas 107, 109, e 119 para coordenar o fluxo de informações para os operadores dentro e fora do campo estéril. Por exemplo, o controlador central 106 pode fazer com que o sistema de visualização 108 exiba um instantâneo de um sítio cirúrgico, conforme registrado por um dispositivo de imageamento 124, em uma tela não estéril 107 ou 109, enquanto se mantém uma transmissão ao vivo do sítio cirúrgico na tela principal 119. O instantâneo na tela não estéril 107 ou 109 pode permitir que um operador não estéril execute uma etapa diagnóstica relevante para o procedimento cirúrgico, por exemplo.
[0067] Em um aspecto, o controlador central 106 é também configurado para rotear uma entrada ou retroinformação diagnóstica por um operador não estéril na torre de visualização 111 para a tela primária 119 dentro do campo estéril, onde ele pode ser visto por um operador estéril na mesa de operação. Em um exemplo, a entrada pode estar sob a forma de uma modificação do instantâneo exibido na tela não estéril 107 ou 109, que pode ser roteada para a tela principal 119 pelo controlador central 106.
[0068] Com referência à Figura 2, um instrumento cirúrgico 112 está sendo usado no procedimento cirúrgico como parte do sistema cirúrgico
102. O controlador central 106 é também configurado para coordenar o fluxo de informações para uma tela do instrumento cirúrgico 112. Por exemplo, no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Uma entrada ou retroinformação diagnóstica inserida por um operador não estéril na torre de visualização 111 pode ser roteada pelo controlador central 106 para a tela do instrumento cirúrgico 115 no campo estéril, onde pode ser vista pelo operador do instrumento cirúrgico 112. Instrumentos cirúrgicos exemplificadores que são adequados para uso com o sistema cirúrgico 102 são descritos sob o título "Surgical Instrument Hardware" e no Pedido de Patente Provisório n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, por exemplo.
[0069] Agora com referência à Figura 3, um controlador central 106 é mostrado em comunicação com um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110 e um instrumento cirúrgico inteligente portátil 112. O controlador central 106 inclui uma tela do controlador central 135, um módulo de imageamento 138, um módulo gerador 140, um módulo de comunicação 130, um módulo processador 132 e uma matriz de armazenamento 134. Em certos aspectos, conforme ilustrado na Figura 3, o controlador central 106 inclui adicionalmente um módulo de evacuação de fumaça 126 e/ou um módulo de sucção/irrigação 128.
[0070] Durante um procedimento cirúrgico, a aplicação de energia ao tecido, para vedação e/ou corte, está geralmente associada à evacuação de fumaça, sucção de excesso de fluido e/ou irrigação do tecido. O fluido, a potência, e/ou as linhas de dados de diferentes fontes são frequentemente entrelaçadas durante o procedimento cirúrgico. Um tempo valioso pode ser perdido para abordar esta questão durante um procedimento cirúrgico. Para desembaraçar as linhas pode ser necessário desconectar as linhas de seus respectivos módulos, o que pode exigir a reinicialização dos módulos. O compartimento modular do controlador central 136 oferece um ambiente unificado para gerenciar a potência, os dados e as linhas de fluido, o que reduz a frequência de entrelaçamento entre tais linhas.
[0071] Os aspectos da presente invenção apresentam um controlador cirúrgico central para uso em um procedimento cirúrgico que envolve a aplicação de energia ao tecido em um sítio cirúrgico. O controlador cirúrgico central inclui um compartimento do controlador central e um módulo gerador de combinação recebido de maneira deslizante em uma estação de acoplamento do compartimento do controlador central. A estação de acoplamento inclui dados e contatos de potência. O módulo gerador combinado inclui dois ou mais dentre um componente gerador de energia ultrassônica, um componente gerador de energia RF bipolar, e um componente gerador de energia RF monopolar que são alojados em uma única unidade. Em um aspecto, o módulo gerador combinado inclui também um componente de evacuação de fumaça, ao menos um cabo para aplicação de energia para conectar o módulo gerador combinado a um instrumento cirúrgico, ao menos um componente de evacuação de fumaça configurado para evacuar fumaça, fluido, e/ou os particulados gerados pela aplicação de energia terapêutica ao tecido, e uma linha de fluido que se estende do sítio cirúrgico remoto até o componente de evacuação de fumaça.
[0072] Em um aspecto, a linha de fluido é uma primeira linha de fluido e uma segunda linha de fluido se estende do sítio cirúrgico remoto até um módulo de sucção e irrigação recebido de maneira deslizante no compartimento do controlador central. Em um aspecto, o compartimento do controlador central compreende uma interface de fluidos.
[0073] Certos procedimentos cirúrgicos podem exigir a aplicação de mais de um tipo de energia ao tecido. Um tipo de energia pode ser mais benéfico para cortar o tecido, enquanto um outro tipo de energia diferente pode ser mais benéfico para vedar o tecido. Por exemplo, um gerador bipolar pode ser usado para vedar o tecido enquanto um gerador ultrassônico pode ser usado para cortar o tecido vedado. Aspectos da presente invenção apresentam uma solução em que um compartimento modular do controlador central 136 é configurado para acomodar diferentes geradores e facilitar uma comunicação interativa entre os mesmos. Uma das vantagens do compartimento modular central 136 é permitir a rápida remoção e/ou substituição de vários módulos.
[0074] Aspectos da presente invenção apresentam um compartimento cirúrgico modular para uso em um procedimento cirúrgico que envolve aplicação de energia ao tecido. O compartimento cirúrgico modular inclui um primeiro módulo gerador de energia,
configurado para gerar uma primeira energia para aplicação ao tecido, e uma primeira estação de acoplamento que compreende uma primeira porta de acoplamento que inclui primeiros contatos de dados e contatos de energia, sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com os contatos de potência e dados e sendo que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os primeiros contatos de potência e dados.
[0075] Além do exposto acima, o compartimento cirúrgico modular também inclui um segundo módulo gerador de energia configurado para gerar uma segunda energia, diferente da primeira energia, para aplicação ao tecido, e uma segunda estação de acoplamento que compreende uma segunda porta de acoplamento que inclui segundos dados e contatos de potência sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com a energia e os contatos de dados, e sendo que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os segundos contatos de potência e dados.
[0076] Além disso, o gabinete cirúrgico modular também inclui um barramento de comunicação entre a primeira porta de acoplamento e a segunda porta de acoplamento, configurado para facilitar a comunicação entre o primeiro módulo gerador de energia e o segundo módulo gerador de energia.
[0077] Com referência às Figuras 3 a 7, aspectos da presente invenção são apresentados para um compartimento modular do controlador central 136 que permite a integração modular de um módulo gerador 140, um módulo de evacuação de fumaça 126, e um módulo de sucção/irrigação 128. O compartimento modular central 136 facilita ainda mais a comunicação interativa entre os módulos 140, 126, 128. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo gerador 140 pode ser um módulo gerador com componentes monopolares, bipolares e ultrassônicos integrados, suportados em uma única unidade de gabinete 139 inserível de maneira deslizante no compartimento modular central 136. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo gerador 140 pode ser configurado para se conectar a um dispositivo monopolar 146, um dispositivo bipolar 147 e um dispositivo ultrassônico 148. Alternativamente, o módulo gerador 140 pode compreender uma série de módulos geradores monopolares, bipolares e/ou ultrassônicos que interagem através do compartimento modular central 136. O compartimento modular central 136 pode ser configurado para facilitar a inserção de múltiplos geradores e a comunicação interativa entre os geradores ancorados no compartimento modular central 136 de modo que os geradores atuariam como um único gerador.
[0078] Em um aspecto, o compartimento modular central 136 compreende uma potência modular e uma placa posterior de comunicação 149 com cabeçotes de comunicação externos e sem fio para permitir a fixação removível dos módulos 140, 126, 128 e comunicação interativa entre os mesmos.
[0079] Em um aspecto, o compartimento modular central 136 inclui estações de acoplamento, ou gavetas, 151, aqui também chamadas de gavetas, que são configuradas para receber de maneira deslizante os módulos 140, 126, 128. A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva parcial de um compartimento cirúrgico do controlador central 136, e um módulo gerador combinado 145 recebidos de maneira deslizante em uma estação de acoplamento 151 do compartimento do controlador cirúrgico central 136. Uma porta de acoplamento 152 com poder e contatos de dados em um lado posterior do módulo gerador combinado 145 é configurado para engatar uma porta de acoplamento correspondente 150 com o poder e contatos de dados de uma estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central 136 conforme o módulo gerador combinado 145 é deslizado para a posição na estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central 136. Em um aspecto, o módulo gerador combinado 145 inclui um módulo bipolar, ultrassônico e monopolar e um módulo de evacuação de fumaça integrado em uma única unidade de compartimento 139, conforme ilustrado na Figura 5.
[0080] Em vários aspectos, o módulo de evacuação de fumaça 126 inclui uma linha de fluidos 154 que transporta fumaça capturada/coletada de fluido para longe de um sítio cirúrgico e para, por exemplo, o módulo de evacuação de fumaça 126. A sucção a vácuo que se origina do módulo de evacuação de fumaça 126 pode puxar a fumaça para dentro de uma abertura de um conduto de utilidade no sítio cirúrgico. O conduto de utilidade, acoplado à linha de fluido, pode estar sob a forma de um tubo flexível que termina no módulo de evacuação de fumaça 126. O conduto de utilidade e a linha de fluido definem uma trajetória de fluido que se estende em direção ao módulo de evacuação de fumaça 126 que é recebido no compartimento do controlador central
136.
[0081] Em vários aspectos, o módulo de sucção/irrigação 128 é acoplado a uma ferramenta cirúrgica compreendendo uma linha de aspiração de fluido e uma linha de sucção de fluido. Em um exemplo, as linhas de fluido de aspiração e sucção estão sob a forma de tubos flexíveis que se estendem do sítio cirúrgico em direção ao módulo de sucção/irrigação 128. Um ou mais sistemas de acionamento podem ser configurados para fazer com que a irrigação e aspiração de fluidos para e a partir do sítio cirúrgico.
[0082] Em um aspecto, a ferramenta cirúrgica inclui um eixo de acionamento que tem um atuador de extremidade em uma extremidade distal do mesmo e ao menos um tratamento de energia associado com o atuador de extremidade, um tubo de aspiração, e um tubo de irrigação. O tubo de aspiração pode ter uma porta de entrada em uma extremidade distal do mesmo e o tubo de aspiração se estende através do eixo de acionamento. De modo similar, um tubo de irrigação pode se estender através do eixo de acionamento e pode ter uma porta de entrada próxima ao implemento de aplicação de energia. O implemento de aplicação de energia é configurado para fornecer energia ultrassônica e/ou de RF ao sítio cirúrgico e é acoplado ao módulo gerador 140 por um cabo que se estende inicialmente através do eixo de acionamento.
[0083] O tubo de irrigação pode estar em comunicação fluida com uma fonte de fluido, e o tubo de aspiração pode estar em comunicação fluida com uma fonte de vácuo. A fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo pode ser alojadas no módulo de sucção/irrigação 128. Em um exemplo, a fonte de fluido e/ou a fonte de vácuo pode ser alojada no compartimento do controlador central 136 separadamente do módulo de sucção/irrigação 128. Em tal exemplo, uma interface de fluido pode ser configurada para conectar o módulo de sucção/irrigação 128 à fonte de fluido e/ou à fonte de vácuo.
[0084] Em um aspecto, os módulos 140, 126, 128 e/ou suas estações de acoplamento correspondentes no compartimento modular central 136 podem incluir recursos de alinhamento que são configurados para alinhar as portas de acoplamento dos módulos em engate com suas contrapartes nas estações de acoplamento do compartimento modular central 136. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 4, o módulo gerador combinado 145 inclui bráquetes laterais 155 que são configurados para engatar de maneira deslizante os bráquetes correspondentes 156 da estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular central 136. Os bráquetes cooperam para guiar os contatos da porta de acoplamento do módulo gerador combinado 145 em um engate elétrico com os contatos da porta de acoplamento do compartimento modular central 136.
[0085] Em alguns aspectos, as gavetas 151 do compartimento modular central 136 têm o mesmo, ou substancialmente o mesmo tamanho, e os módulos são ajustados em tamanho para serem recebidos nas gavetas 151. Por exemplo, o bráquetes laterais 155 e/ou 156 podem ser maiores ou menores dependendo do tamanho do módulo. Em outros aspectos, as gavetas 151 são diferentes em tamanho e são cada uma projetada para acomodar um módulo específico.
[0086] Além disso, os contatos de um módulo específico podem ser chaveados para engate com os contatos de uma gaveta específica para evitar a inserção de um módulo em uma gaveta com desemparelhamento de contatos.
[0087] Conforme ilustrado na Figura 4, a porta de acoplamento 150 de uma gaveta 151 pode ser acoplada à porta de acoplamento 150 de uma outra gaveta 151 através de um enlace de comunicação 157 para facilitar uma comunicação interativa entre os módulos alojados no compartimento modular central 136. As portas de acoplamento 150 do compartimento modular central 136 podem, alternativa ou adicionalmente, facilitar uma comunicação interativa sem fio entre os módulos alojados no compartimento modular central 136. Qualquer comunicação sem fio adequada pode ser usada, como, por exemplo, Air Titan Bluetooth.
[0088] A Figura 6 ilustra conectores de barramento de energia individuais para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um compartimento modular lateral 160 configurado para receber uma pluralidade de módulos de um controlador central cirúrgico 206. O compartimento modular lateral 160 é configurado para receber e interconectar lateralmente os módulos 161. Os módulos 161 são inseridos de maneira deslizante nas estações de acoplamento 162 do compartimento modular lateral 160, o qual inclui uma placa posterior para interconexão dos módulos 161. Conforme ilustrado na Figura 6, os módulos 161 são dispostos lateralmente no gabinete modular lateral
160. Alternativamente, os módulos 161 podem ser dispostos verticalmente em um gabinete modular lateral.
[0089] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical 164 configurado para receber uma pluralidade de módulos 165 do controlador central cirúrgico 106. Os módulos 165 são inseridos de maneira deslizante em estações de acoplamento, ou gavetas, 167 do gabinete modular vertical 164, o qual inclui um painel traseiro para interconexão dos módulos 165. Embora as gavetas 167 do gabinete modular vertical 164 sejam dispostas verticalmente, em certos casos, um gabinete modular vertical 164 pode incluir gavetas que são dispostas lateralmente. Além disso, os módulos 165 podem interagir um com o outro através das portas de acoplamento do gabinete modular vertical
164. No exemplo da Figura 7, uma tela 177 é fornecida para mostrar os dados relevantes para a operação dos módulos 165. Além disso, o compartimento modular vertical 164 inclui um módulo mestre 178 que aloja uma pluralidade de submódulos que são recebidos de maneira deslizante no módulo mestre 178.
[0090] Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 compreende um processador de vídeo integrado e uma fonte de luz modular e é adaptado para uso com vários dispositivos de imageamento. Em um aspecto, o dispositivo de imageamento é compreendido de um compartimento modular que pode ser montado com um módulo de fonte de luz e um módulo de câmera. O compartimento pode ser um compartimento descartável. Em ao menos um exemplo, o compartimento descartável é acoplado de modo removível a um controlador reutilizável, um módulo de fonte de luz, e um módulo de câmera. O módulo de fonte de luz e/ou o módulo de câmera podem ser escolhidos de forma seletiva dependendo do tipo de procedimento cirúrgico. Em um aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CCD. Em um outro aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CMOS. Em um outro aspecto, o módulo de câmera é configurado para imageamento do feixe escaneado. De modo semelhante, o módulo de fonte de luz pode ser configurado para fornecer uma luz branca ou uma luz diferente, dependendo do procedimento cirúrgico.
[0091] Durante um procedimento cirúrgico, a remoção de um dispositivo cirúrgico do campo cirúrgico e a sua substituição por um outro dispositivo cirúrgico que inclui uma câmera Diferentes ou outra fonte luminosa pode ser ineficiente. Perder de vista temporariamente do campo cirúrgico pode levar a consequências indesejáveis. O módulo de dispositivo de imageamento da presente invenção é configurado para permitir a substituição de um módulo de fonte de luz ou um módulo de câmera "midstream" durante um procedimento cirúrgico, sem a necessidade de remover o dispositivo de imageamento do campo cirúrgico.
[0092] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento compreende um compartimento tubular que inclui uma pluralidade de canais. Um primeiro canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da Câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Um segundo canal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da câmera, que pode ser configurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o primeiro canal. Em outro exemplo, o módulo de câmera e/ou o módulo de fonte de luz pode ser girado para uma posição final dentro de seus respectivos canais. Um engate rosqueado pode ser usado em vez do encaixe por pressão.
[0093] Em vários exemplos, múltiplos dispositivos de imageamento são colocados em diferentes posições no campo cirúrgico para fornecer múltiplas vistas. O módulo de imageamento 138 pode ser configurado para comutar entre os dispositivos de imageamento para fornecer uma vista ideal. Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 pode ser configurado para integrar as imagens dos diferentes dispositivos de imageamento.
[0094] Vários processadores de imagens e dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente invenção são descritos na Patente US n° 7.995.045 intitulada COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR, concedida em 9 de agosto de 2011 que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Além disso, a Patente US n° 7.982.776, intitulada SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD, concedida em 19 de julho de 2011, que está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, descreve vários sistemas para remover artefatos de movimento dos dados de imagem. Tais sistemas podem ser integrados com o módulo de imageamento 138. Além desses, a publicação do Pedido de Patente US n° 2011/0306840, intitulada CONTROLLABLE
MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS, publicada em 15 de dezembro de 2011, e a publicação do Pedido de Patente US n° 2014/0243597, intitulada SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE, publicada em 28 de agosto de 2014, que estão, cada um das quais, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.
[0095] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos 201 que compreende um controlador central de comunicação modular 203 configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas cirúrgicas de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços públicos especialmente equipada para operações cirúrgicas, a um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213 acoplado a um dispositivo de armazenamento 205). Em um aspecto, o controlador central de comunicação modular 203 compreende um controlador central de rede 207 e/ou uma chave de rede 209 em comunicação com um roteador de rede. O controlador central de comunicação modular 203 também pode ser acoplado a um sistema de computador local 210 para fornecer processamento de computador local e manipulação de dados. A rede de dados cirúrgicos 201 pode ser configurada como uma rede passiva, inteligente, ou de comutação. Uma rede de dados cirúrgicos passiva serve como um conduto para os dados, permitindo que os dados sejam transmitidos de um dispositivo (ou segmento) para um outro e para os recursos de computação em nuvem. Uma rede de dados cirúrgico inteligente inclui recursos para permitir que o tráfego passe através da rede de dados cirúrgicos a serem monitorados e para configurar cada porta no controlador central de rede 207 ou chave de rede 209. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente pode ser chamada de um controlador central ou chave controlável. Um controlador central de chaveamento lê o endereço de destino de cada pacote e então encaminha o pacote para a porta correta.
[0096] Os dispositivos modulares 1a a 1n localizados na sala de operação podem ser acoplados ao controlador central de comunicação modular 203. O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 podem ser acoplados a um roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 1a a 1n à nuvem 204 ou ao sistema de computador local
210. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem ser transferidos para computadores baseados em nuvem através do roteador para processamento e manipulação remota dos dados. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais. Os dispositivos modulares 2a a 2m situados na mesma sala de operação também podem ser acoplados a uma chave de rede 209. A chave de rede 209 pode ser acoplada ao controlador central de rede 207 e/ou ao roteador de rede 211 para conectar os dispositivos 2a a 2m à nuvem 204. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2n podem ser transferidos para a nuvem 204 através do roteador de rede 211 para o processamento e manipulação dos dados. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2m podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais.
[0097] Será entendido que a rede de dados cirúrgicos 201 pode ser expandida pela interconexão dos múltiplos controladores centrais de rede 207 e/ou das múltiplas chaves de rede 209 com múltiplos roteadores de rede 211. O controlador central de comunicação modular 203 pode estar contido em uma torra de controle modular configurada para receber múltiplos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. O sistema de computador local 210 também pode estar contido em uma torre de controle modular. O controlador central de comunicação modular 203 é conectado a uma tela 212 para exibir as imagens obtidas por alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, por exemplo, durante os procedimentos cirúrgicos. Em vários aspectos, os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem incluir, por exemplo, vários módulos como um módulo de imageamento 138 acoplado a um endoscópio, um módulo gerador 140 acoplado a um dispositivo cirúrgico com base em energia, um módulo de evacuação de fumaça 126, um módulo de sucção/irrigação 128, um módulo de comunicação 130, um módulo de processador 132, uma matriz de armazenamento 134, um dispositivo cirúrgico acoplado a uma tela, e/ou um módulo de sensor sem contato, entre outros dispositivos modulares que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 da rede de dados cirúrgicos 201.
[0098] Em um aspecto, a rede de dados cirúrgicos 201 pode compreender uma combinação de controladores centrais de rede, chaves de rede, e roteadores de rede que conectam os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m à nuvem. Qualquer um dos ou todos os dispositivos 1a a 1n/2a a 2m acoplados ao controlador central de rede ou chave de rede podem coletar dados em tempo real e transferir os dados para computadores em nuvem para processamento e manipulação de dados. Será entendido que a computação em nuvem depende do compartilhamento dos recursos de computação em vez de ter servidores locais ou dispositivos pessoais para lidar com aplicações de software. A palavra "nuvem" pode ser usada como uma metáfora para "a Internet", embora o termo não seja limitado como tal. Consequentemente, o termo "computação na nuvem" pode ser usado aqui para se referir a "um tipo de computação baseada na Internet", em que diferentes serviços — como servidores, armazenamento, e aplicativos — são aplicados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 localizados na sala cirúrgica (por exemplo, um sala ou espaço fixo, móvel, temporário, ou campo de operação) e aos dispositivos conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 através da Internet. A infraestrutura de nuvem pode ser mantida por um fornecedor de serviços em nuvem. Neste contexto, o fornecedor de serviços em nuvem pode ser a entidade que coordena o uso e controle dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m localizados em uma ou mais salas de operação. Os serviços de computação em nuvem podem realizar um grande número de cálculos com base nos dados coletados por instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs, e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operação. O hardware do controlador central permite que múltiplos dispositivos ou conexões sejam conectados a um computador que se comunica com os recursos de computação e armazenamento em nuvem.
[0099] A aplicação de técnicas de processamento de dados de computador em nuvem nos dados coletados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, a rede de dados cirúrgicos fornece melhor resultados cirúrgicos, custos reduzidos, e melhor satisfação do paciente. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para visualizar os estados do tecido para avaliar a ocorrência de vazamentos ou perfusão de tecido vedado após um procedimento de vedação e corte do tecido. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para identificar a patologia, como os efeitos de doenças, com o uso da computação baseada em nuvem para examinar dados incluindo imagens de amostras de tecido corporal para fins de diagnóstico. Isso inclui confirmação da localização e margem do tecido e fenótipos. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m pode ser usado para identificar estruturas anatômicas do corpo com o uso de uma variedade de sensores integrados com dispositivos de imageamento e técnicas como a sobreposição de imagens capturadas por múltiplos dispositivos de imageamento. Os dados colhidos pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, incluindo os dados de imagem, podem ser transferidos para a nuvem 204 ou o sistema de computador local 210 ou ambos para processamento e manipulação de dados incluindo processamento e manipulação de imagem. Os dados podem ser analisados para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico por determinação de se tratamento adicional, como aplicação de intervenção endoscópica, tecnologias emergentes, uma radiação direcionada, intervenção direcionada, robóticas precisas a sítios e condições específicas de tecido, podem ser seguidas. Essa análise de dados pode usar adicionalmente processamento analítico dos resultados, e com o uso de abordagens padronizadas podem fornecer retroinformação padronizado benéfico tanto para confirmar tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião ou sugerir modificações aos tratamentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião.
[00100] Em uma implementação, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 através de um canal com fio ou um canal sem fio dependendo da configuração dos dispositivos 1a a 1n em um controlador central de rede. O controlador central de rede 207 pode ser implementado, em um aspecto, como um dispositivo de transmissão de rede local que atua sobre a camada física do modelo OSI ("open system interconnection", interconexão de sistemas abertos). O controlador central de rede fornece conectividade aos dispositivos 1a a 1n localizados na mesma rede da sala de operação. O controlador central de rede 207 coleta dados sob a forma de pacotes e os envia para o roteador em modo "half-duplex". O controlador central de rede 207 não armazena qualquer controle de acesso de mídia/protocolo da Internet (MAC/IP) para transferir os dados do dispositivo. Apenas um dos dispositivos 1a a 1n por vez pode enviar dados através do controlador central de rede 207. O controlador central de rede 207 não tem tabelas de roteamento ou inteligência acerca de onde enviar informações e transmite todos os dados da rede através de cada conexão e a um servidor remoto 213 (Figura 9) na nuvem 204. O controlador central de rede 207 pode detectar erros básicos de rede, como colisões, mas ter todas (admitir que) as informações transmitidas para múltiplas portas de entrada pode ser um risco de segurança e provocar estrangulamentos.
[00101] Em uma outra implementação, os dispositivos de sala de operação 2a a 2m podem ser conectados a uma chave de rede 209 através de um canal com ou sem fio. A chave de rede 209 funciona na camada de conexão de dados do modelo OSI. A chave de rede 209 é um dispositivo multicast para conectar os dispositivos 2a a 2m localizados no mesmo centro de operação à rede. A chave de rede 209 envia dados sob a forma de quadros para o roteador de rede 211 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos 2a a 2m podem enviar dados ao mesmo tempo através da chave de rede 209. A chave de rede 209 armazena e usa endereços MAC dos dispositivos 2a a 2m para transferir dados.
[00102] O controlador central de rede 207 e/ou a chave de rede 209 são acoplados ao roteador de rede 211 para uma conexão com a nuvem
204. O roteador de rede 211 funciona na camada de rede do modelo OSI. O roteador de rede 211 cria uma rota para transmitir pacotes de dados recebidos do controlador central de rede 207 e/ou da chave de rede 211 para um computador com recursos em nuvem para futuro processamento e manipulação dos dados coletados por qualquer um dentre ou todos os dispositivos 1a a 1n/ 2a a 2m. O roteador de rede 211 pode ser usado para conectar duas ou mais redes diferentes situadas em locais diferentes, como, por exemplo, diferentes salas de operação da mesma instalação de serviços de saúde ou diferentes redes localizadas em diferentes salas de operação das diferentes instalações de serviços de saúde. O roteador de rede 211 envia dados sob a forma de pacotes para a nuvem 204 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos podem enviar dados ao mesmo tempo. O roteador de rede 211 usa endereços IP para transferir dados.
[00103] Em um exemplo, o controlador central de rede 207 pode ser implementado como um controlador central USB, o que permite que múltiplos dispositivos USB sejam conectados a um computador hospedeiro. O controlador central USB pode expandir uma única porta USB em vários níveis de modo que há mais portas disponíveis para conectar os dispositivos ao computador hospedeiro do sistema. O controlador central de rede 207 pode incluir recursos com fio ou sem fio para receber informações sobre um canal com fio ou um canal sem fio.
Em um aspecto, um protocolo sem fio de comunicação de rádio sem fio, de banda larga e de curto alcance USB sem fio pode ser usado para comunicação entre os dispositivos 1a a 1n e os dispositivos 2a a 2m situados na sala de operação.
[00104] Em outros exemplos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m pode se comunicar com ao controlador central de comunicação modular 203 através de tecnologia Bluetooth sem fio padrão para troca de dados ao longo de curtas distâncias (com o uso de ondas de rádio UHF de comprimento de onda curta na banda ISM de 2,4 a 2,485 GHz) de dispositivos fixos e móveis e construir redes de área pessoal (PANs, "personal area networks"). Em outros aspectos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m podem se comunicar com o controlador central de comunicação modular 203 através de um número de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), e Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, e derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO e outros.
[00105] O controlador central de comunicação modular 203 pode servir como uma conexão central para um ou todos os dispositivos de sala de operação 1a a 1n/2a a 2m e lida com um tipo de dados conhecido como quadros. Os quadros transportam os dados gerados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. Quando um quadro é recebido pelo controlador central de comunicação modular 203, ele é amplificado e transmitido para o roteador de rede 211, que transfere os dados para os recursos de computação em nuvem com o uso de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio ou com fio, conforme descrito na presente invenção.
[00106] O controlador central de comunicação modular 203 pode ser usado como um dispositivo independente ou ser conectado a controladores centrais de rede compatíveis e chaves de rede para formar uma rede maior. O controlador central de comunicação modular 203 é, em geral, fácil de instalar, configurar e manter, fazendo dele uma boa opção para a rede dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m da sala de operação.
[00107] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 200. O sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 é similar em muitos aspectos ao sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 100. Por exemplo, o sistema cirúrgico, interativo, implementado por computador 200 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 202, que são similares em muitos aspectos aos sistemas cirúrgicos 102. Cada sistema cirúrgico 202 inclui ao menos um controlador cirúrgico central 206 em comunicação com uma nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto
213. Em um aspecto, o sistema cirúrgico interativo implementado por computador 200 compreende uma torre de controle modular 236 conectada a múltiplos dispositivos de sala de operação como, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operações. Conforme mostrado na Figura 10, a torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203 acoplado a um sistema de computador 210. Conforme ilustrado no exemplo da Figura 9, a torre de controle modular 236 é acoplada a um módulo de imageamento 238 que é acoplado a um endoscópio 239, um módulo gerador 240 que é acoplado a um dispositivo de energia 241, um módulo de evacuação de fumaça 226, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo de processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um dispositivo/instrumento inteligente 235 opcionalmente acoplado a uma tela 237, e um módulo de sensor sem contato 242. Os dispositivos da sala de operação estão acoplados aos recursos de computação em nuvem e ao armazenamento de dados através da torre de controle modular 236. O controlador central robotizado 222 também pode ser conectado à torre de controle modular 236 e aos recursos de computação em nuvem. Os dispositivos/Instrumentos 235, sistemas de visualização 208, entre outros, podem ser acoplados à torre de controle modular 236 por meio de padrões ou protocoles de comunicação com fio ou sem fio, conforme descrito na presente invenção. A torre de controle modular 236 pode ser acoplada a uma tela do controlador central 215 (por exemplo, monitor, tela) para exibir e sobrepor imagens recebidas do módulo de imageamento, tela do dispositivo/instrumento e/ou outros sistemas de visualização 208. A tela do controlador central também pode exibir os dados recebidos dos dispositivos conectados à torre de controle modular em conjunto com imagens e imagens sobrepostas.
[00108] A Figura 10 ilustra um controlador cirúrgico central 206 que compreende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle modular 236. A torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comunicação modular 203, por exemplo, um dispositivo de conectividade de rede, e um sistema de computador 210 para fornecer processamento, visualização, e da imageamento locais, por exemplo. Conforme mostrado na Figura 10, o controlador central de comunicação modular 203 pode ser conectado em uma configuração em camadas para expandir o número de módulos (por exemplo, dispositivos) que podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 e transferir dados associados com os módulos ao sistema de computador 210, recursos de computação em nuvem, ou ambos. Conforme mostrado na Figura 10, cada um dos controladores centrais/chaves de rede no controlador central de comunicação modular 203 inclui três portas a jusante e uma porta a montante. O controlador central/chave de rede a montante é conectado a um processador para fornecer uma conexão de comunicação com a recursos de computação em nuvem e uma tela local 217. A comunicação com a nuvem 204 pode ser feita através de um canal de comunicação com fio ou sem fio.
[00109] O controlador cirúrgico central 206 emprega um módulo de sensor sem contato 242 para medir as dimensões da sala de operação e gerar um mapa da sala cirúrgica com o uso de dispositivos de medição sem contato do tipo laser ou ultrassônico. Um módulo de sensor sem contato baseado em ultrassom escaneia a sala de operação mediante a transmissão de uma explosão de ultrassom e recebimento do eco quando esta salta fora do perímetro das paredes de uma sala de operação, conforme descrito sob o título "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade, no qual o módulo de sensor é configurado para determinar o tamanho da sala de operação e ajustar os limites da distância de emparelhamento com Bluetooth. Um módulo de sensor sem contato baseado em laser escaneia a sala de operação transmitindo pulsos de luz laser, recebendo pulsos de luz laser que saltam das paredes do perímetro da sala de operação, e comparando a fase do pulso transmitido ao pulso recebido para determinar o tamanho da sala de operação e para ajustar os limites de distância de emparelhamento com Bluetooth, por exemplo.
[00110] O sistema de computador 210 compreende um processador 244 e uma interface de rede 245. O processador 244 é acoplado a um módulo de comunicação 247, armazenamento 248, memória 249, memória não volátil 250, e interface de entrada/ saída 251 através de um barramento de sistema. O barramento do sistema pode ser qualquer um dos vários tipos de estruturas de barramento, incluindo o barramento de memória ou controlador de memória, um barramento periférico ou barramento externo, e/ou barramento local que usa qualquer variedade de arquiteturas de barramento disponíveis incluindo, mas não se limitando a, barramento de 9 bits, arquitetura de padrão industrial (ISA), Micro-Charmel Architecture (MSA), ISA estendida (EISA), Eletrônica de drives inteligentes (IDE), barramento local VESA (VLB), Interconexão de componentes periféricos (PCI), USB, porta gráfica acelerada (AGP), barramento de PCMCIA (Associação internacional de cartões de memória para computadores pessoais, "Personal Computer Memory Card International Association"), Interface de sistemas para pequenos computadores (SCSI), ou qualquer outro barramento proprietário.
[00111] O processador 244 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.
[00112] Em um aspecto, o processador 244 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias com base em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00113] A memória de sistema inclui memória volátil e memória não volátil. O sistema básico de entrada/saída (BIOS), contendo as rotinas básicas para transferir informações entre elementos dentro do sistema de computador, como durante a partida, é armazenado em memória não volátil. Por exemplo, a memória não volátil pode incluir ROM, ROM programável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM), EEPROM ou memória flash. A memória volátil inclui memória de acesso aleatório (RAM), que atua como memória cache externo. Além disso, a RAM está disponível em muitas formas como SRAM, RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM taxa de dados dobrada (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), e RAM direta Rambus RAM (DRRAM).
[00114] O sistema de computador 210 inclui também mídia de armazenamento de computador removível/não removível, volátil/não volátil, como, por exemplo, armazenamento de disco. O armazenamento de disco inclui, mas não se limita a, dispositivos como uma unidade de disco magnético, unidade de disco flexível, acionador de fita, acionador Jaz, acionador Zip, acionador LS-60, cartão de memória flash ou memória stick (pen-drive). Além disso, o disco de armazenamento pode incluir mídias de armazenamento separadamente ou em combinação com outras mídias de armazenamento incluindo, mas não se limitam a, uma unidade de disco óptico como um dispositivo ROM de disco compacto (CD-ROM) unidade de disco compacto gravável (CD-R Drive), unidade de disco compacto regravável (CD-RW drive), ou uma unidade ROM de disco digital versátil (DVD-ROM). Para facilitar a conexão dos dispositivos de armazenamento de disco com o barramento de sistema, uma interface removível ou não removível pode ser usada.
[00115] É para ser entendido que o sistema de computador 210 inclui um software que age como intermediário entre os usuários e os recursos básicos do computador descritos em um ambiente operacional adequado. Tal software inclui um sistema operacional. O sistema operacional, que pode ser armazenado no armazenamento de disco, atua para controlar e alocar recursos do sistema de computador. As aplicações de sistemas se beneficiam dos recursos de gerenciamento pelo sistema operacional através de módulos de programa e ´dados de programa armazenadas na memória do sistema ou no disco de armazenamento. É para ser entendido que vários componentes descritos na presente invenção podem ser implementados com vários sistemas operacionais ou combinações de sistemas operacionais.
[00116] Um usuário insere comandos ou informações no sistema de computador 210 através do(s) dispositivo(s) de entrada acoplado(s) à interface I/O 251. Os dispositivos de entrada incluem, mas não se limitam a, um dispositivo apontador como um mouse, trackball, stylus,
touchpad, teclado, microfone, joystick, bloco de jogo, placa de satélite, escâner, cartão sintonizador de TV, câmera digital, câmera de vídeo digital, câmera de web, e similares. Esses e outros dispositivos de entrada se conectam ao processador através do barramento de sistema através da(s) porta(s) de interface. As portas de interface incluem, por exemplo, uma porta em série, uma porta paralela, uma porta de jogo e um USB. Os dispositivos de saída usam alguns dos mesmos tipos de portas que os dispositivos de entrada. Dessa forma, por exemplo, uma porta USB pode ser usada para fornecer entrada ao sistema de computador e para fornecer informações do sistema de computador para um dispositivo de saída. Um adaptador de saída é fornecido para ilustrar que existem alguns dispositivos de saída como monitores, telas, alto-falantes, e impressoras, entre outros dispositivos de saída, que precisam de adaptadores especiais. Os adaptadores de saída incluem, a título de Ilustração e não de limitação, cartões de vídeo e som que fornecem um meio de conexão entre o dispositivo de saída e o barramento de sistema. Deve ser observado que outros dispositivos e/ou sistemas de dispositivos, como computadores remotos, fornecem capacidades de entrada e de saída.
[00117] O sistema de computador 210 pode operar em um ambiente em rede com o uso de conexões lógicas com um ou mais computadores remotos, como os computadores em nuvem, ou os computadores locais. Os computadores remotos em nuvem podem ser um computador pessoal, servidor, roteador, computador pessoal de rede, estação de trabalho, aparelho baseado em microprocessador, dispositivo de pares, ou outro nó de rede comum, e similares, e tipicamente incluem muitos ou todos os elementos descritos em relação ao sistema de computador. Para fins de brevidade, apenas um dispositivo de armazenamento de memória é ilustrado com o computador remoto. Os computadores remotos são logicamente conectados ao sistema de computador através de uma interface de rede e então fisicamente conectados através de uma conexão de comunicação. A interface de rede abrange redes de comunicação como redes de áreas locais (LANs) e redes de áreas amplas (WANs). As tecnologias LAN incluem interface de dados distribuída por fibra (FDDI), interface de dados distribuídos por cobre (CDDI), Ethernet/IEEE 802.3, anel de Token/IEEE 802.5 e similares. As tecnologias WAN incluem, mas não se limitam a, links ponto a ponto, redes de comutação de circuito como redes digitais de serviços integrados (ISDN) e variações nos mesmos, redes de comutação de pacotes e linhas digitas de assinante (DSL).
[00118] Em vários aspectos, o sistema de computador 210 da Figura 10, o módulo de imageamento 238 e/ou sistema de visualização 208 e/ou o módulo de processador 232 das Figuras 9 a 10 podem compreender um processador de imagem, um motor de processamento de imagem, um processador de mídia ou qualquer processador de sinal digital (PSD) especializado usado para o processamento de imagens digitais. O processador de imagem pode empregar computação paralela com tecnologias de instrução única de múltiplos dados (SIMD) ou de múltiplas instruções de múltiplos dados (MIMD) para aumentar a velocidade e a eficiência. O motor de processamento de imagem digital pode executar uma série de tarefas. O processador de imagem pode ser um sistema em um circuito integrado com arquitetura de processador de múltiplos núcleos.
[00119] As conexões de comunicação referem-se ao hardware/software usado para conectar a interface de rede ao barramento. Embora a conexão de comunicação seja mostrada para clareza ilustrativa dentro do sistema de computador, ela também pode ser externa ao sistema de computador 210. O hardware/software necessário para a ligação à interface de rede inclui, apenas para fins ilustrativos, tecnologias internas e externas como modems, incluindo modems de série de telefone regulares, modems de cabo e modems DSL, adaptadores de ISDN e cartões Ethernet.
[00120] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos funcional de um aspecto de um controlador central de rede USB 300, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. No aspecto ilustrado, o dispositivo de controlador central de rede USB 300 usa um controlador central de circuito integrado TUSB2036 disponível junto à Texas Instrumentos. O controlador central de rede USB 300 é um dispositivo CMOS que fornece uma porta de transceptor USB a montante 302 e até três portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 em conformidade com a especificação USB 2.0. A porta de transceptor USB a montante 302 é uma porta-raiz de dados diferenciais que compreende um entrada de dados diferenciais "menos" (DM0) emparelhada com uma entrada de dados diferenciais "mais" (DP0). As três portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são portas de dados diferenciais, sendo que cada porta inclui saídas de dados diferenciais "mais" (DP1-DP3) emparelhadas com zaidas de dados diferenciais "menos" (DM1-DM3).
[00121] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 é implementado com uma máquina de estado digital em vez de um microcontrolador, e nenhuma programação de firmware é necessária. Os transceptores USB totalmente compatíveis são integrados no circuito para a porta do transceptor USB a montante 302 e todas as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308. As portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 suportam tanto os dispositivos de velocidade total como de baixa velocidade configurando automaticamente a taxa de varredura de acordo com a velocidade do dispositivo fixado às portas. O dispositivo de controlador central de rede USB 300 pode ser configurado em modo alimentado por barramento ou autoalimentado e inclui uma lógica de energia central 312 para gerenciar a potência.
[00122] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 inclui um motor de interface em série 310 (SIE). O SIE 310 é a extremidade frontal do hardware do controlador central de rede USB 300 e lida com a maior parte do protocolo descrito no capítulo 8 da especificação USB. O SIE 310 tipicamente compreende a sinalização até o nível da transação. As funções que ele maneja poderiam incluir: reconhecimento de pacote, sequenciamento de transação, SOP, EOP, RESET, e RESUME a detecção/geração de sinais, separação de relógio/dados, codificação/descodificação de dados não retorno a zero invertido (NRZI), geração e verificação de CRC (token e dados), geração e verificação/descodificação de pacote ID (PID), e/ou conversão série- paralelo/paralelo-série. O 310 recebe uma entrada de relógio 314 e é acoplado a uma circuito lógica suspender/retomar e temporizador de quadro 316 e um circuito de repetição controlador central 318 para controlar a comunicação entre a porta do transceptor USB a montante 302 e as portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 através dos circuitos lógicos das portas 320, 322, 324. O SIE 310 é acoplado a um decodificador de comando 326 através da interface lógica para controlar os comandos de uma EEPROM em série através de uma interface de EEPROM em série 330.
[00123] Em vários aspectos, o controlador central de rede USB 300 pode conectar 127 as funções configuradas em até seis camadas (níveis) lógicas a um único computador. Além disso, o controlador central de rede USB 300 pode conectar todos os periféricos com o uso de um cabo de quatro fios padronizado que fornece tanto comunicação como distribuição de potência. As configurações de potência são modos alimentados por barramento e autoalimentados. O controlador central de rede USB 300 pode ser configurado para suportar quatro modos de gerenciamento de potência: um controlador central alimentado por barramento, com gerenciamento de potência de porta individual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas, e o controlador central autoalimentado, com gerenciamento de energia de porta individual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas. Em um aspecto, com o uso de um cabo USB, o controlador central de rede de USB 300, a porta de transceptor USB a montante 302 é plugada em um controlador de hospedeiro USB, e as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são expostas para conectar dispositivos compatíveis de USB, e assim por diante. Hardware do instrumento cirúrgico
[00124] A Figura 12 ilustra um diagrama lógico de um módulo de um sistema de controle 470 de um instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. O sistema 470 compreende um circuito de controle. O circuito de controle inclui um microcontrolador 461 que compreende um processador 462 e uma memória 468. Um ou mais dos sensores 472, 474, 476, por exemplo, fornecem retroinformação em tempo real para o processador 462. Um motor 482, acionado por um acionador do motor 492, acopla operacionalmente um membro de deslocamento longitudinalmente móvel para acionar o elemento cortante da viga com perfil em I. Um sistema de rastreamento 480 é configurado para determinar a posição do membro de deslocamento longitudinalmente móvel. As informações de posição são fornecidas ao processador 462, que pode ser programado ou configurado para determinar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel bem como a posição de um membro de disparo, à barra de disparo e a um elemento cortante da viga com perfil em I. Motores adicionais podem ser fornecidos na interface do acionador de instrumento para controlar o disparo da viga com perfil em i, o deslocamento do tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento e a articulação. Uma tela 473 exibe uma variedade de condições de operação dos instrumentos e pode incluir funcionalidade de tela sensível ao toque para entrada de dados. As informações exibidas na tela 473 podem ser sobrepostas com imagens capturadas através de módulos de imageamento endoscópicos.
[00125] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o microcontrolador principal 461 pode ser um processador LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório em série de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória programável e apagável eletricamente só de leitura (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), e/ou um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.
[00126] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias à base de controladores, como TMS570 e RM4x conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00127] O microcontrolador 461 pode ser programado para realizar várias funções, como o controle preciso da velocidade e da posição dos sistemas de articulação e da faca. Em um aspecto, o microcontrolador 461 inclui um processador 462 e uma memória 468. O motor elétrico 482 pode ser um motor de corrente contínua (CC) escovado com uma caixa de câmbio e ligações mecânicas com um sistema de articulação ou bisturi. Em um aspecto, um acionador de motor 492 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto. Uma descrição detalhada de um sistema de posicionamento absoluto é feita na publicação de Pedido de Patente US n° 2017/0296213, intitulada SYSTEMS AND METHODS FOR
CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, publicada em 19 de outubro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00128] O microcontrolador 461 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição dos membros de deslocamento e sistemas de articulação. O microcontrolador 461 pode ser configurado para computar uma resposta no software do microcontrolador 461. A resposta computada é comparada a uma resposta medida do sistema real para se obter uma resposta "observada", que é usada para as decisões reais baseadas na realimentação. A resposta observada é um valor favorável e ajustado, que equilibra a natureza uniforme e contínua da resposta simulada com a resposta medida, o que pode detectar influências externas no sistema.
[00129] Em um aspecto, o motor 482 pode ser controlado pelo acionador de motor 492 e pode ser usado pelo sistema de disparo do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em várias formas, o motor 482 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua (CC)
escovado, com uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM, por exemplo. Em outras disposições, o motor 482 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O acionador de motor 492 pode compreender um acionador de ponte H que compreende transístores de efeito de campo (FETs), por exemplo. O motor 482 pode ser alimentado por um conjunto de alimentação montado de modo liberável no conjunto de empunhadura ou compartimento da ferramenta para fornecer poder de controle para o instrumento ou ferramenta cirúrgica. O conjunto de alimentação pode compreender uma bateria que pode incluir várias células de bateria conectadas em série, as quais podem ser usadas como a fonte de energia para energizar o instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em determinadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de alimentação podem ser substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de íons de lítio que podem ser acopláveis e separáveis do conjunto de alimentação.
[00130] O acionador de motor 492 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador 492 A3941 é um controlador de ponte inteira para uso com transístores de efeito de campo de óxido de metal semicondutor (MOSFET) de potência externa, de canal N, especificamente projetados para cargas indutivas, como motores de corrente contínua escovados. O acionador 492 compreende um regulador de bomba de carga único que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para baterias com tensão até 7 V e permite que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser empregado para fornecer a tensão ultrapassante à fornecida pela bateria necessária para os MOSFETs de canal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima permite a operação em corrente contínua (100% ciclo de trabalho). A ponte inteira pode ser acionada nos modos de queda rápida ou lenta usando diodos ou retificação sincronizada. No modo de queda lenta, a recirculação da corrente pode se dar por meio de FET do lado de cima ou do lado de baixo. Os FETs de energia são protegidos do efeito shoot-through por meio de resistores com tempo morto programável. Os diagnósticos integrados fornecem indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para proteger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto-circuito. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 compreendendo um sistema de posicionamento absoluto.
[00131] O sistema de rastreamento 480 compreende uma disposição de circuito de acionamento de motor controlado que compreende um sensor de posição 472 de acordo com um aspecto da presente invenção. O sensor de posição 472 para um sistema de posicionamento absoluto fornece um sinal de posição único que corresponde à localização de um membro de deslocamento. Em um aspecto, o membro de deslocamento representa um membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente de um conjunto redutor de engrenagem. Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa o membro de disparo, que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de deslocamento representa uma barra de disparo ou viga com perfil em I cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Consequentemente, como usado na presente invenção, o termo "membro de deslocamento" é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento ou ferramenta cirúrgica, como o membro de acionamento, o membro de disparo, a barra de disparo, a viga com perfil em I ou qualquer elemento que possa ser deslocado. Em um aspecto, o membro de acionamento longitudinalmente móvel é acoplado ao membro de disparo, à barra de disparo e à viga com perfil em I. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto pode, de fato, rastrear o deslocamento linear da viga com perfil em I mediante o rastreamento do deslocamento linear do membro de acionamento longitudinalmente móvel. Em vários outros aspectos, o membro de deslocamento pode ser acoplado a qualquer sensor de posição 472 adequado para medir o deslocamento linear. Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, o membro de disparo, a barra de disparo ou a viga com perfil em I, ou combinações dos mesmos, podem ser acoplados a qualquer sensor de deslocamento adequado. Os sensores de deslocamento linear podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato. Sensores de deslocamento linear podem compreender Transformadores Lineares Diferenciais Variáveis (LVDT), Transdutores Diferenciais de Relutância Variável (DVRT), um potenciômetro, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto móvel e uma série linearmente disposta em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de móveis, dispostos linearmente em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção óptico móvel que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série móvel de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, ou qualquer combinação dos mesmos.
[00132] O motor elétrico 482 pode incluir um eixo de acionamento giratório, que faz interface de modo operacional com um conjunto de engrenagem, que está montado em engate de acoplamento com um conjunto ou cremalheira de dentes de acionamento no membro de acionamento. Um elemento sensor pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de engrenagem de modo que uma única revolução do elemento sensor de posição 472 corresponda à alguma translação longitudinal linear do membro de deslocamento. Uma disposição de engrenagens e sensores pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição de cremalheira e pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de alimentação fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto e um indicador de saída pode exibir a saída do sistema de posicionamento absoluto. O membro de acionamento representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento formada na mesma para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente do conjunto redutor de engrenagem. O membro de deslocamento representa o membro de disparo longitudinalmente móvel, a barra de disparo, a viga com perfil em I ou combinações dos mesmos.
[00133] Uma única revolução do elemento sensor associado ao sensor de posição 472 é equivalente a um deslocamento linear longitudinal d1 do membro do deslocamento, onde d1 representa a distância linear longitudinal pela qual o membro de deslocamento se move do ponto "a" até o ponto "b" depois de uma única revolução do elemento sensor acoplado ao membro de deslocamento. A disposição do sensor pode ser conectada por meio de uma redução de engrenagem que resulta no sensor de posição 472 completando uma ou mais revoluções para o curso completo do membro de deslocamento. O sensor de posição 472 pode completar múltiplas revoluções para o curso completo do membro de deslocamento.
[00134] Uma série de chaves, onde n é um número inteiro maior que um, pode ser empregada sozinha ou em combinação com uma redução de engrenagem para fornecer um sinal de posição única para mais de uma revolução do sensor de posição 472. O estado das chaves é transmitido de volta ao microcontrolador 461 que aplica uma lógica para determinar um sinal de posição único correspondente ao deslocamento linear longitudinal d1 + d2 + … dn do membro de deslocamento. A saída do sensor de posição 472 é fornecida ao microcontrolador 461. Em várias modalidades, o sensor de posição 472 da disposição de sensor pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciômetro, ou uma série de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de posição de sinais ou valores.
[00135] O sensor de posição 472 pode compreender qualquer número de elementos de detecção magnética, como, por exemplo, sensores magnéticos classificados de acordo com se eles medem o campo magnético total ou os componentes vetoriais do campo magnético. As técnicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombeamento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresistência anisotrópica, magnetorresistência gigante, junções túnel magnéticas, magnetoimpedância gigante, compostos magnetostritivos/piesoelétricos, magnetodiodo, transístor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, dentre outros.
[00136] Em um aspecto, o sensor de posição 472 para o sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magnético. O sensor de posição 472 pode ser implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 472 fazer interface com o microcontrolador 461 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. O sensor de posição 472 é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro elementos de efeito em uma área do sensor de posição 472 localizada acima de um imã. Um ADC de alta resolução e um controlador inteligente de gerenciamento de potência são também fornecidos no circuito integrado. Um processador CORDIC (computador digital para rotação de coordenadas), também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa. A posição do ângulo, os bits de alarme e as informações de campo magnético são transmitidos através de uma interface de comunicação em série padrão, como uma interface periférica em série (SPI), para o microcontrolador 461. O sensor de posição 472 fornece 12 ou 14 bits de resolução. O sensor de posição 472 pode ser um circuito integrado AS5055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4 x 4 x 0,85 mm.
[00137] O sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto pode compreender e/ou ser programado para implementar um controlador de feedback, como um PID, feedback de estado, e controlador adaptável. Uma fonte de alimentação converte o sinal do controlador de feedback em uma entrada física para o sistema, nesse caso a tensão. Outros exemplos incluem uma PWM de tensão, corrente e força. Outros sensores podem ser providenciados a fim de medir os parâmetros do sistema físico além da posição medida pelo sensor de posição 472. Em alguns aspectos, os outros sensores podem incluir disposições de sensor conforme aquelas descritas na Patente US n° 9.345.481 intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, concedida em 24 de maio de 2016, que está incorporada por referência em sua totalidade neste documento; o Pedido de Patente US n° de série 2014/0263552, intitulado STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, publicado em 18 de setembro de 2014, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento; e o Pedido de Patente US n° de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAPTIVE
CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, submetido em 20 de junho de 2017, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento. Em um sistema de processamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto é acoplado a um sistema de captura de dados digitais onde a saída do sistema de posicionamento absoluto terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto pode compreender um circuito de comparação e combinação para combinar uma resposta computada com uma resposta medida através do uso de algoritmos, como uma média ponderada e um laço de controle teórico, que acionam a resposta calculada em direção à resposta medida. A resposta computada do sistema físico considera as propriedades, como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever quais serão os estados e saídas do sistema físico, sabendo-se a entrada.
[00138] O sistema de posicionamento absoluto fornece um posicionamento absoluto do membro deslocado sobre a ativação do instrumento sem que seja preciso recolher ou avançar o membro de acionamento longitudinalmente móvel para a posição de reinício (zero ou inicial), como pode ser requerido pelos codificadores convencionais giratórios que meramente contam o número de passos progressivos ou regressivos que o motor 482 percorreu para inferir a posição de um atuador dispositivo, barra de acionamento, bisturi, e congêneres.
[00139] Um sensor 474, como, por exemplo, um medidor de esforço ou um medidor de microesforço, está configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, como, por exemplo, a amplitude do esforço exercido sobre a bigorna durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa em relação à compressão do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462. Alternativamente, ou em adição ao sensor 474, um sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de fechamento aplicada pelo sistema de acionamento de fechamento à bigorna. O sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de disparo aplicada a uma viga com perfil em I em um curso de disparo do instrumento ou ferramenta cirúrgica. A viga com perfil em i é configurada para engatar um deslizador em cunha, que é configurado para mover para cima os acionadores de grampos para forçar os grampos a se deformarem em contato com uma bigorna. A viga com perfil em i inclui um gume cortante afiado que pode ser utilizado para separar tecido, à medida que a viga com perfil em i é avançada distalmente pela barra de disparo. Alternativamente, um sensor de corrente 478 pode ser utilizado para medir a corrente drenada pelo motor 482. A força necessária para avançar o membro de disparo pode corresponder à corrente drenada pelo motor 482, por exemplo. A força medida é convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.
[00140] Em uma forma, um sensor medidor de esforço 474 pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremidade. Um medidor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extremidade para medir a força aplicada ao tecido que está sendo tratado pelo atuador de extremidade. Um sistema para medir forças aplicadas ao tecido preso pelo atuador de extremidade compreende um sensor medidor de esforço 474, como, por exemplo, um medidor de microesforço, que é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, por exemplo. Em um aspecto, o sensor de medidor de esforço 474 pode medir a amplitude ou a magnitude do esforço exercido sobre um membro de garra de um atuador de extremidade durante uma operação de preensão, que pode ser indicativa da compressão do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462 de um microcontrolador
461. Um sensor de carga 476 pode medir a força usada para operar o elemento de faca, por exemplo, para cortar o tecido capturado entre a bigorna e o cartucho de grampos. Um sensor de campo magnético pode ser usado para medir a espessura do tecido capturado. A medição do sensor de campo magnético também pode ser convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.
[00141] As medições da compressão do tecido, da espessura do tecido e/ou da força necessária para fechar o atuador de extremidade no tecido, conforme respectivamente medido pelos sensores 474, 476, podem ser usadas pelo microcontrolador 461 para caracterizar a posição selecionada do membro de disparo e/ou o valor correspondente da velocidade do membro de disparo. Em um caso, uma memória 468 pode armazenar uma técnica, uma equação e/ou uma tabela de consulta que pode ser usada pelo microcontrolador 461 na avaliação.
[00142] O sistema de controle 470 do instrumento ou ferramenta cirúrgica também pode compreender circuitos de comunicação com fio ou sem fio para comunicação com o controlador central de comunicação de modular mostrado nas Figuras 8 a 11.
[00143] A Figura 13 ilustra um circuito de controle 500 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente invenção. O circuito de controle
500 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito de controle 500 pode compreender um microcontrolador que compreende um ou mais processadores 502 (por exemplo, microprocessador, microcontrolador) acoplado a ao menos um circuito de memória 504. O circuito de memória 504 armazena instruções executáveis em máquina que, quando executadas pelo processador 502, fazem com que o processador 502 execute instruções de máquina para implementar vários dos processos aqui descritos. O processador 502 pode ser qualquer um dentre inúmeros processadores de apenas um núcleo ou multinúcleo conhecidos na técnica. O circuito de memória 504 pode compreender mídia de armazenamento volátil e não volátil. O processador 502 pode incluir uma unidade de processamento de instruções 506 e uma unidade aritmética 508. A unidade de processamento de instrução pode ser configurada para receber instruções a partir do circuito de memória 504 da presente invenção.
[00144] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional 510 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente invenção. O circuito lógico combinacional 510 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O circuito lógico combinacional 510 pode compreender uma máquina de estado finito que compreende uma lógica combinacional 512 configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica em uma entrada 514, processar os dados pela lógica combinacional 512 e fornecer uma saída 516.
[00145] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial 520 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente invenção. O circuito lógico sequencial 520 ou a lógica combinacional 522 pode ser configurado para implementar o processo aqui descrito. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma máquina de estados finitos. O circuito lógico sequencial 520 pode compreender uma lógica combinacional 522, ao menos um circuito de memória 524, um relógio 529 e, por exemplo. O ao menos um circuito de memória 524 pode armazenar um estado atual da máquina de estados finitos. Em certos casos, o circuito lógico sequencial 520 pode ser síncrono ou assíncrono. A lógica combinacional 522 é configurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica de uma entrada 526, processar os dados pela lógica combinacional 522, e fornecer uma saída 528. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação de um processador (por exemplo, processador 502, Figura 13) e uma máquina de estados finitos para implementar vários processos da presente invenção. Em outros aspectos, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação de um circuito lógico combinacional (por exemplo, um circuito lógico combinacional 510, Figura 14) e o circuito lógico sequencial 520.
[00146] A Figura 16 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções. Em certos casos, um primeiro motor pode ser ativado para executar uma primeira função, um segundo motor pode ser ativado para executar uma segunda função, um terceiro motor pode ser ativado para executar uma terceira função, um quarto motor pode ser ativado para executar uma quarta função, e assim por diante. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 600 pode ser individualmente ativada para causar movimentos de disparo, fechamento, e/ou articulação no atuador de extremidade. Os movimentos de disparo, fechamento e/ou articulação podem ser transmitidos ao atuador de extremidade através de um conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.
[00147] Em certos casos, o sistema de instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de disparo 602. O motor de disparo 602 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de disparo 604, o qual pode ser configurado para transmitir movimentos de disparo gerados pelo motor 602 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar o elemento de viga com perfil em I. Em certos casos, os movimentos de disparo gerados pelo motor de disparo 602 podem fazer com que os grampos sejam implantados a partir do cartucho de grampos no tecido capturado pelo atuador de extremidade e/ou pelo gume cortante do elemento de viga com perfil em I para ser avançado a fim de cortar o tecido capturado, por exemplo. O elemento de viga com perfil em I pode ser retraído invertendo-se a direção do motor 602.
[00148] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um motor de fechamento 603. O motor de fechamento 603 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de fechamento 605 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 603 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar a bigorna e comprimir o tecido entre a bigorna e o cartucho de grampos. Os movimentos de fechamento podem fazer com que o atuador de extremidade mude de uma configuração aberta para uma configuração aproximada para capturar o tecido, por exemplo. O atuador de extremidade pode ser transicionado para uma posição aberta invertendo-se a direção do motor 603.
[00149] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um ou mais motores de articulação 606a, 606b, por exemplo. Os motores 606a, 606b podem ser operacionalmente acoplados aos conjuntos de acionamento do motor de articulação 608a, 608b, que podem ser configurados para transmitir movimentos de articulação gerados pelos motores 606a, 606b ao atuador de extremidade. Em certos casos, os movimentos de articulação podem fazer com que o atuador de extremidade seja articulado em relação ao conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.
[00150] Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser configurados para executar várias funções independentes. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser ativada individualmente ou separadamente para executar uma ou mais funções, enquanto outros motores permanecem inativos. Por exemplo, os motores de articulação 606a, 606b podem ser ativados para fazer com que o atuador de extremidade seja articulado, enquanto o motor de disparo 602 permanece inativo. Alternativamente, o motor de disparo 602 pode ser ativado para disparar a pluralidade de grampos, e/ou avançar o gume cortante, enquanto o motor de articulação 606 permanece inativo. Além disso, o motor de fechamento 603 pode ser ativado simultaneamente com o motor de disparo 602 para fazer com que o tubo de fechamento e o elemento de viga com perfil em I avancem distalmente, conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste documento.
[00151] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um módulo de controle comum 610 que pode ser usado com uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode acomodar um dentre a pluralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser acoplável à e separável da pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico individualmente. Em certos casos, uma pluralidade dos motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode compartilhar um ou mais módulos de controle comuns, como o módulo de controle comum 610. Em certos casos, uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode ser individualmente e seletivamente engatada ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre fazer interface com um dentre uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica para fazer interface com um outro dentre a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[00152] Em ao menos um exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre o engate operacional com os motores de articulação 606a, 606b, e o engate operacional com o motor de disparo 602 ou o motor de fechamento 603. Em ao menos um exemplo, conforme ilustrado na Figura 16, uma chave 614 pode ser movida ou transicionada entre uma pluralidade de posições e/ou estados. Na primeira posição 616, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao motor de disparo 602; em uma segunda posição 617, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle 610 ao motor de fechamento 603; em uma terceira posição 618a, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao primeiro motor de articulação 606a; e em uma quarta posição 618b, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao segundo motor de articulação 606b, por exemplo. Em certos casos, módulos de controle comum 610 separados podem ser acoplados eletricamente ao motor de disparo 602, ao motor de fechamento 603, e aos motores de articulação 606a, 606b ao mesmo tempo. Em certos casos, a chave 614 pode ser uma chave mecânica, uma chave eletromecânica, uma chave em estado sólido ou qualquer mecanismo de chaveamento adequado.
[00153] Cada um dentre os motores 602, 603, 606a, 606b pode compreender um sensor de torque para medir o torque de saída no eixo de acionamento do motor. A força em um atuador de extremidade pode ser detectada de qualquer maneira convencional, como por meio de sensores de força nos lados exteriores das garras ou por um sensor de torque do motor que aciona as garras.
[00154] Em vários casos, conforme ilustrado na Figura 16, o módulo de controle comum 610 pode compreender um acionador de motor 626 que pode compreender um ou mais FETs H-Bridge. O acionador do motor 626 pode modular a energia transmitida a partir de uma fonte de alimentação 628 a um motor acoplado ao módulo de controle comum 610, com base em uma entrada proveniente de um microcontrolador 620 (o "controlador"), por exemplo. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser usado para determinar a corrente drenada pelo motor, por exemplo, enquanto o motor está acoplado ao módulo de controle comum 610, conforme descrito acima.
[00155] Em certos exemplos, o microcontrolador 620 pode incluir um microprocessador 622 (o "processador") e uma ou mais mídias legíveis por computador não transitórias ou unidades de memória 624 (a "memória"). Em certos casos, a memória 624 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 622 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Em certos casos, uma ou mais dentre as unidades de memória 624 podem ser acopladas ao processador 622, por exemplo.
[00156] Em certos casos, a fonte de alimentação 628 pode ser usada para fornecer energia ao microcontrolador 620, por exemplo. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode compreender uma bateria (ou "pacote de bateria" ou "fonte de energia"), como uma bateria de íons de Li, por exemplo. Em certos casos, o pacote de bateria pode ser configurado para ser montado de modo liberável à empunhadura para fornecer energia ao instrumento cirúrgico 600. Várias células de bateria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de energia 628. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode ser substituível e/ou recarregável, por exemplo.
[00157] Em vários casos, o processador 622 pode controlar o acionador do motor 626 para controlar a posição, a direção de rotação e/ou a velocidade de um motor que está acoplado ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o processador 622 pode sinalizar ao acionador do motor 626 para parar e/ou desativar um motor que esteja acoplado ao módulo de controle comum 610. Deve-se compreender que o termo "processador", conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, microcontrolador ou outro dispositivo de computação básica adequado que incorpora as funções de uma unidade de processamento central de computador (CPU) em um circuito integrado ou, no máximo, alguns circuitos integrados. O processador é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, as processa de acordo com instruções armazenadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os processadores operam em números e símbolos representados no sistema binário de numerais.
[00158] Em um exemplo, o processador 622 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos casos, o microcontrolador 620 pode ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um núcleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória integrada do tipo flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, uma ROM interna carregada com o software StellarisWare®, EEPROM de 2 KB, um ou mais módulos de PWM, um ou mais análogos de QEI, um ou mais ADCs de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis para a folha de dados do produto. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo 4410. Consequentemente, a presente invenção não deve ser limitada nesse contexto.
[00159] Em certos casos, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar cada um dos motores do instrumento cirúrgico 600 que são acopláveis ao módulo de controle comum 610. Por exemplo, a memória 624 pode incluir instruções de programa para controlar o motor de disparo 602, o motor de fechamento 603 e os motores de articulação 606a, 606b. Tais instruções de programa podem fazer com que o processador 622 controle as funções de disparo, fechamento e articulação de acordo com as entradas a partir dos algoritmos ou programas de controle do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[00160] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores como, por exemplo, sensores 630, podem ser utilizados para alertar o processador 622 quanto às instruções de programa que precisam ser utilizadas em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 630 podem alertar o processador 622 para usar as instruções de programa associadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremidade. Em certos casos, os sensores 630 podem compreender sensores de posição que podem ser utilizados para detectar a posição da chave 614, por exemplo. Consequentemente, o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao disparo da viga com perfil em I do atuador de extremidade mediante a detecção, através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na primeira posição 616; o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao fechamento da bigorna mediante a detecção através dos sensores 630, por exemplo, de que a chave 614 está na segunda posição 617; e o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas com a articulação do atuador de extremidade mediante detecção através dos sensores 630, por exemplo, que a chave 614 está na terceira ou quarta posição 618a, 618b.
[00161] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 700 configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita neste documento, de acordo com um aspecto dessa descrição. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode ser programado ou configurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de deslocamento, o deslocamento distal/proximal de um tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento e articulação, quer com uma única ou múltiplas ligações de acionamento de articulação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 700 pode ser programado ou configurado para controlar individualmente um membro de disparo, um membro de fechamento, um membro de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação. O instrumento cirúrgico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar membros de disparo acionados por motor, membros de fechamento, membros de eixo de acionamento e/ou um ou mais membros de articulação.
[00162] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar uma bigorna 716 e uma porção de viga com perfil em I 714 (incluindo um gume cortante afiado) de um atuador de extremidade 702, um cartucho de grampos 718 removível, um eixo de acionamento 740 e um ou mais membros de articulação 742a, 742b através de uma pluralidade de motores 704a a 704e. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer retroinformação sobre a posição da viga com perfil em I 714 ao circuito de controle 710. Outros sensores 738 podem ser configurados para fornecer retroinformação ao circuito de controle 710. Um temporizador/contador 731 fornece informações de temporização e contagem ao circuito de controle 710. Uma fonte de energia 712 pode ser fornecida para operar os motores 704a a 704e e um sensor de corrente 736 fornece retroinformação de corrente do motor ao circuito de controle 710. Os motores 704a a 704e podem ser operados individualmente pelo circuito de controle 710 em um controle de retroinformação de circuito aberto ou circuito fechado.
[00163] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar instruções que fazem com que o processador ou processadores executem uma ou mais tarefas. Em um aspecto, um temporizador/contador 731 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 710 para correlacionar a posição da viga com perfil em I 714, conforme determinado pelo sensor de posição 734, com a saída do temporizador/contador 731 de modo que o circuito de controle 710 possa determinar a posição da viga com perfil em I 714 em um tempo específico (t) em relação a uma posição inicial ou o tempo (t) quando a viga com perfil em I 714 está em uma posição específica em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 731 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos ou cronometrar eventos externos.
[00164] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode ser programado para controlar funções do atuador de extremidade 702 com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 710 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 710 pode ser programado para selecionar um programa de controle de disparo ou programa de controle de fechamento com base nas condições do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade inferior e/ou com potência mais baixa. Quando um o tecido mais fino está presente, o circuito de controle 710 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência. Um programa de controle de fechamento pode controlar a força de fechamento aplicada ao tecido pela bigorna 716. Outros programas de controle controlam a rotação do eixo de acionamento 740 e dos membros de articulação 742a, 742b.
[00165] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode gerar sinais de ponto de ajuste do motor. Os sinais de ponto de ajuste do motor podem ser fornecidos a vários controladores de motor 708a a 708e. Os controladores de motor 708a a 708e podem compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer sinais de acionamento do motor aos motores 704a a 704e para acionar os motores 704a a 704e conforme descrito aqui. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos de corrente contínua com escova. Por exemplo, a velocidade dos motores 704a a 704e pode ser proporcional aos respectivos sinais de acionamento do motor. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos CC sem escovas, e os respectivos sinais de acionamento do motor podem compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator dos motores 704a a 704e. Além disso, em alguns exemplos, os controladores de motor 708a a 708e podem ser omitidos e o circuito de controle 710 pode gerar diretamente os sinais de acionamento do motor.
[00166] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode operar inicialmente cada um dos motores 704a a 704e em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base na resposta do instrumento cirúrgico robótico 700 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 710 pode selecionar um programa de controle de disparo em uma configuração de circuito fechado. A resposta do instrumento pode incluir uma tradução da distância do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida a um dos motores 704a a 704e durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 710 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante uma porção do curso de circuito fechado, o circuito de controle 710 pode modular um dos motores 704a a 704e com base na translação dos dados que descrevem uma posição do membro de deslocamento em circuito fechado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade constante.
[00167] Em um aspecto, os motores 704a a 704e podem receber energia de uma fonte de energia 712. A fonte de alimentação 712 pode ser uma fonte de energia CC acionada por uma fonte de alimentação de corrente principal alternada, uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. Os motores 704a a 704e podem ser mecanicamente acoplados a elementos mecânicos individuais móveis como a viga com perfil em I 714, a bigorna 716, o eixo de acionamento 740, a articulação 742a e a articulação 742b, através das respectivas transmissões 706a a 706e. As transmissões 706a a 706e podem incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar os motores 704a a 704e aos elementos mecânicos móveis. Um sensor de posição 734 pode detectar uma posição da viga com perfil em I 714. O sensor de posição 734 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em I
714. Em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 710 conforme a viga com perfil em I 714 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 710 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em I 714. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em I 714. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode ser omitido. Quando qualquer um dentre os motores 704a a 704e for um motor de passo, o circuito de controle 710 pode rastrear a posição da viga com perfil em I 714 agregando o número e a direção das etapas que o motor 704 foi instruído a executar. O sensor de posição 734 pode estar situado no atuador de extremidade 702 ou em qualquer outra porção do instrumento. As saídas de cada um dos motores 704a a 704e incluem um sensor de torque 744a a 744e para detectar força e possuem um codificador para detectar a rotação do eixo de acionamento.
[00168] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de disparo como a porção da viga com perfil em I 714 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708a, o qual fornece um sinal de acionamento para o motor 704a. O eixo de acionamento de saída do motor 704a é acoplado a um sensor de torque 744a. O sensor de torque 744a é acoplado a uma transmissão 706a que é acoplada à viga com perfil em I 714. A transmissão 706a compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos e um membro de disparo para controlar distal e proximalmente o movimento da viga com perfil em I 714 ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702. Em um aspecto, o motor 704a pode ser acoplado ao conjunto de engrenagem de faca, que inclui um conjunto de redução de engrenagem de faca que inclui uma primeira engrenagem de acionamento de faca e uma segunda engrenagem de acionamento de faca. Um sensor de torque 744a fornece um sinal de retroinformação da força de disparo para o circuito de controle 710. O sinal de força de disparo representa a força necessária para disparar ou deslocar a viga com perfil em I 714. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição da viga com perfil em I 714 ao longo do curso de disparo ou da posição do membro de disparo como um sinal de retroinformação ao circuito de controle 710. O atuador de extremidade 702 pode incluir sensores adicionais 738 configurados para fornecer sinais de retroinformação para o circuito de controle 710. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de disparo ao controle do motor 708a. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 704a pode acionar o membro de disparo distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 702 a partir de uma posição proximal inicial do curso para uma posição distal terminal do curso em relação à posição inicial de curso. À medida que o membro de disparo translada distalmente, uma viga com perfil em I 714, com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, avança distalmente para cortar o tecido situado entre o cartucho de grampos 718 e a bigorna 716.
[00169] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para acionar um membro de fechamento, como a porção de bigorna 716 do atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor a um controle do motor 708b, que fornece um sinal de acionamento ao motor 704b. O eixo de saída do motor 704b é acoplado a um sensor de torque 744b. O sensor de torque 744b é acoplado a uma transmissão 706b que é acoplada à bigorna 716. A transmissão 706b compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos e um membro de fechamento, para controlar o movimento da bigorna 716 entre as posições aberta e fechada. Em um aspecto, o motor 704b é acoplado a um conjunto de engrenagem de fechamento, que inclui um conjunto de engrenagem de redução de fechamento que é suportado em engate engrenado com a roda dentada de fechamento. O sensor de torque 744b fornece um sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação de força de fechamento representa a força de fechamento aplicada à bigorna 716. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738 no atuador de extremidade 702 podem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento ao circuito de controle 710. A bigorna pivotante 716 está posicionada em oposição ao cartucho de grampos 718. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de fechamento ao controle do motor 708b. Em resposta ao sinal de fechamento, o motor 704b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718.
[00170] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de acionamento 740, para girar o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor a um controle do motor 708c, que fornece um sinal de acionamento ao motor 704c. O eixo de acionamento de saída do motor 704c é acoplado a um sensor de torque 744c. O sensor de torque 744c é acoplado a uma transmissão 706c que é acoplada ao eixo 740. A transmissão 706c compreende elementos mecânicos móveis, como elementos rotativos, para controlar a rotação do eixo de acionamento 740 no sentido horário ou no sentido anti- horário até e acima de 360°. Em um aspecto, o motor 704c é acoplado ao conjunto de transmissão giratório, que inclui um segmento de engrenagem de tubo que é formado sobre (ou fixado a) a extremidade proximal do tubo de fechamento proximal para engate operável por um conjunto de engrenagem rotacional que é suportado operacionalmente na placa de montagem de ferramenta. O sensor de torque 744c fornece um sinal de retroinformação de força de rotação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de rotação representa a força de rotação aplicada ao eixo de acionamento 740. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738, como um codificador de eixo de acionamento, podem fornecer a posição rotacional do eixo de acionamento 740 ao circuito de controle 710.
[00171] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para articular o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor a um controle do motor 708d, que fornece um sinal de acionamento ao motor 704d. O eixo de acionamento de saída do motor 704d é acoplado a um sensor de torque 744d. O sensor de torque 744d é acoplado a uma transmissão 706d que é acoplada a um membro de articulação 742a. A transmissão 706d compreende elementos mecânicos móveis, como elementos de articulação, para controlar a articulação do atuador de extremidade 702 ± 65°. Em um aspecto, o motor 704d é acoplada a uma porca de articulação, que é assentada de modo giratório sobre a porção de extremidade proximal da porção de coluna distal e é acionada de modo giratória na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação. O sensor de torque 744d fornece um sinal de retroinformação da força de articulação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de articulação representa a força de articulação aplicada ao atuador de extremidade 702. Os sensores 738, como um codificador de articulação, pode fornecer a posição de articulação do atuador de extremidade 702 para o circuito de controle 710.
[00172] Em um outro aspecto, a função de articulação do sistema cirúrgico robótico 700 pode compreender dois membros ou ligações, de articulação 742a, 742b. Esses membros de articulação 742a, 742b são acionados por discos separados na interface do robô (a cremalheira), que são acionados pelos dois motores 708d, 708e. Quando o motor de disparo separado 704a é fornecido, cada uma das ligações de articulação 742a, 742b pode ser antagonicamente acionada em relação à outra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à cabeça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articulação 742a, 742b se fixam à cabeça em um raio fixo quando a cabeça é girada. Consequentemente, a vantagem mecânica do link de empurrar e puxar se altera quando a cabeça é girada. Esta alteração na vantagem mecânica pode ser mais pronunciada com outros sistemas de acionamento da ligação de articulação.
[00173] Em um aspecto, o um ou mais motores 704a a 704e podem compreender um motor CC com escovas com uma caixa de câmbio e ligações mecânicas a um membro de disparo, membro de fechamento ou membro de articulação. Um outro exemplo inclui motores elétricos 704a a 704e que operam os elementos mecânicos móveis como o membro de deslocamento, as ligações de articulação, o tubo de fechamento e o eixo de acionamento. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que age em oposição a um dos motores elétricos 704a a 704e. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[00174] Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto. Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode compreender um sistema de posicionamento magnético giratório absoluto implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 734 pode fazer interface com o circuito de controle 710 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.
[00175] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 738. Os sensores 738 podem ser posicionados no atuador de extremidade 702 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico robótico 700 para medir a vários parâmetros derivados como a distância de vão em relação ao tempo, a compressão do tecido em relação ao tempo, e deformação da bigorna em relação ao tempo. Os sensores 738 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, uma célula de carga, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor de torque, um sensor indutivo como um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 702. Os sensores 738 podem incluir um ou mais sensores. Os sensores 738 podem estar situados na plataforma do cartucho de grampos 718 para determinar a localização do tecido com o uso de eletrodos segmentados. Os sensores de torque 744a a 744e podem ser configurados para detectar força como força de disparo, força de fechamento, e/ou força de articulação, entre outros. Consequentemente, o circuito de controle 710 pode detectar (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua posição, (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posição, (3) qual porção do cartucho de grampos 718 tem tecido nele, e (4) a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.
[00176] Em um aspecto, o um ou mais sensores 738 podem compreender um medidor de esforço, como, por exemplo, um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 716 durante uma condição pinçada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 738 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718. Os sensores 738 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00177] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser implementados como uma ou mais chaves de limite, dispositivos eletromecânicos, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos magneto-resistivos (MR) dispositivos magneto-resistivos gigantes (GMR), magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 738 podem ser implementados como chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar e similares). Em outras implementações, os sensores 738 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros e sensores de inércia, entre outros.
[00178] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 738 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e a bigorna 716 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento na bigorna 716. As forças exercidas sobre a bigorna 716 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 716 e o cartucho de grampos 718. O um ou mais sensores 738 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 738 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão pelo processador do circuito de controle 710. O circuito de controle 710 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716.
[00179] Em um aspecto, um sensor de corrente 736 pode ser usado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 704a a 704e. A força necessária para avançar qualquer dos elementos mecânicos móveis, como a viga com perfil em I 714, corresponde à corrente drenada por um dos motores 704a a 704e. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 710. O circuito de controle 710 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover uma viga com perfil em I 714 no atuador de extremidade 702 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, quadrático linear (LQR) e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo. Detalhes adicionais são revelados no Pedido de Patente US n° de série 15/636.829, intitulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00180] A Figura 18 ilustra um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico 750 programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento de acordo com um aspecto da presente invenção. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 750 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 764. O instrumento cirúrgico 750 compreende um atuador de extremidade 752 que pode compreender uma bigorna 766, uma viga com perfil em I 764 (incluindo um gume cortante afiado) e um cartucho de grampos removível 768.
[00181] A posição, o movimento, o deslocamento e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em I 764, podem ser medidos por um sistema de posicionamento absoluto, uma disposição de sensor e um sensor de posição 784. Como a viga com perfil em I 764 é acoplada a um membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição da viga com perfil em I 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que emprega o sensor de posição 784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em I 764 podem ser obtidos pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 764. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou os processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em I 764, da maneira descrita. Em um aspecto, um temporizador/contador 781 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 760 para correlacionar a posição da viga com perfil em I 764 conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/contador 781 de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posição da viga com perfil em I 764 em um tempo específico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos eternos.
[00182] O circuito de controle 760 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 772. O sinal do ponto de ajuste do motor 772 pode ser fornecido a um controlador do motor 758. O controlador do motor 758 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 774 ao motor 754 para acionar o motor 754, conforme descrito na presente invenção. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor CC com motor elétrico CC escovado. Por exemplo, a velocidade do motor 754 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 774. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor elétrico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor
774 pode compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.
[00183] O motor 754 pode receber energia de uma fonte de energia
762. A fonte de energia 762 pode ser ou incluir uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. O motor 754 pode ser mecanicamente acoplado à viga com perfil em I 764 por meio de uma transmissão 756. A transmissão 756 pode incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 754 à viga com perfil em I 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição da viga com perfil em I 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em I
764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 760 conforme a viga com perfil em I 764 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em I 764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em I 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 for um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição da viga com perfil em I 764 agregando o número e a direção das etapas que o motor 754 foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 752 ou em qualquer outra porção do instrumento.
[00184] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 752 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 750 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em relação ao tempo e esforço da bigorna em relação ao tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 752. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.
[00185] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medidor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 766 durante uma condição de preensão. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 788 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00186] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 766 por um sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre um tubo de fechamento e a bigorna 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fechamento à bigorna 766. As forças exercidas sobre a bigorna 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por um processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766.
[00187] Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar a viga com perfil em I 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[00188] O circuito de controle 760 pode ser configurado para simular a resposta do sistema real do instrumento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover uma viga com perfil em I 764 no atuador de extremidade 752 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos controladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, LQR, e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.
[00189] O sistema de acionamento real do instrumento cirúrgico 750 é configurado para acionar o membro de deslocamento, o membro de corte ou a viga com perfil em I 764 por um motor CC com escovas com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de articulação e/ou faca. Um outro exemplo é o motor elétrico 754 que opera o membro de deslocamento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser chamada de arrasto, que age em oposição ao motor elétrico 754. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[00190] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um instrumento cirúrgico 750 que compreende um atuador de extremidade 752 com implementos cirúrgicos de grampeamento e corte acionados por motor. Por exemplo, um motor 754 pode acionar um membro de deslocamento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752. O atuador de extremidade 752 pode compreender uma bigorna pivotante 766 e, quando configurada para o uso, uma lâmina ultrassônica 768 posicionada oposta à bigorna 766. Um médico pode segurar o tecido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768, conforme descrito na presente invenção. Quando pronto para usar o instrumento 750, o médico pode fornecer um sinal de disparo, por exemplo, pressionando um gatilho do instrumento 750. Em resposta ao sinal de disparo, o motor 754 pode acionar o membro de deslocamento distalmente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 752 a partir de uma posição de início de curso proximal para uma posição de fim de curso distal da posição de início de curso. À medida que o membro de deslocamento se desloca distalmente, uma viga com perfil em I 764 com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal pode cortar o tecido entre o cartucho de grampos 768 e a bigorna 766.
[00191] Em vários exemplos, o instrumento cirúrgico 750 pode compreender um circuito de controle 760 programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 764, por exemplo, com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 760 pode ser programado para detectar direta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760 pode ser programado para selecionar um programa de controle de disparo com base nas condições do tecido. Um programa de controle de disparo pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle de disparo podem ser selecionados para melhor tratar as diferentes condições do tecido. Por exemplo, quando um tecido mais espesso está presente, o circuito de controle 760 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 760 pode ser programado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade mais alta e/ou com maior potência.
[00192] Em alguns exemplos, o circuito de controle 760 pode, inicialmente, operar o motor 754 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do instrumento 750 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 760 pode selecionar um programa de controle de disparo. A resposta do instrumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 754 durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 760 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 760 pode modular o motor 754 com base nos dados de translação que descrevem uma posição do membro de deslocamento em uma maneira de circuito fechado para transladar o membro de deslocamento em uma velocidade constante. Detalhes adicionais são revelados no Pedido de Patente US n° de série 15/720.852, intitulado SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de setembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00193] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 790 configurado para controlar várias funções de acordo com um aspecto da presente invenção. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 790 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 764. O instrumento cirúrgico 790 compreende um atuador de extremidade 792 que pode compreender uma bigorna 766, uma viga com perfil em I 764 e um cartucho de grampos removível 768 que pode ser intercambiado com um cartucho de RF 796 (mostrado em linha tracejada).
[00194] Em um aspecto, os sensores 788 podem ser implementados como uma chave limite, dispositivo eletromecânico, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos de RM, dispositivos GMR, magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores 638 podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar e similares). Em outras implementações, os sensores 788 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia e, entre outros.
[00195] Em um aspecto, o sensor de posição 784 pode ser implementado como um sistema de posicionamento absoluto, que compreende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único AS5055EQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 784 pode fazer interface com o circuito de controle 760 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.
[00196] Em um aspecto, a viga com perfil em I 764 pode ser implementada como um membro de faca que compreende um corpo de faca que suporta operacionalmente uma lâmina de corte de tecido no mesmo e pode incluir adicionalmente abas ou recursos de engate de bigorna e recursos de engate de canal ou uma base. Em um aspecto, o cartucho de grampos 768 pode ser implementado como um cartucho de prendedores cirúrgicos padrão (mecânico). Em um aspecto, o cartucho de RF 796 pode ser implementado como um cartucho de RF. Estas e outras disposições de sensores são descritas no Pedido de Patente US de propriedade comum n° de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES
FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, depositado em 20 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00197] A posição, o movimento, o deslocamento e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em I 764, podem ser medidos por um sistema de posicionamento absoluto, uma disposição de sensor e um sensor de posição representado como o sensor de posição 784. Como a viga com perfil em I 764 é acoplada ao membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição da viga com perfil em I 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que emprega o sensor de posição 784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em I 764 podem ser obtidos pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como a viga com perfil em I 764, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou os processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em I 764, da maneira descrita. Em um aspecto, um temporizador/contador 781 fornece um sinal de saída, como o tempo decorrido ou uma contagem digital, ao circuito de controle 760 para correlacionar a posição da viga com perfil em I 764 conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/contador 781 de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posição da viga com perfil em I 764 em um tempo específico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos eternos.
[00198] O circuito de controle 760 pode gerar um sinal de ponto de ajuste do motor 772. O sinal do ponto de ajuste do motor 772 pode ser fornecido a um controlador do motor 758. O controlador do motor 758 pode compreender um ou mais circuitos configurados para fornecer um sinal de acionamento do motor 774 ao motor 754 para acionar o motor 754, conforme descrito na presente invenção. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor CC com motor elétrico CC escovado. Por exemplo, a velocidade do motor 754 pode ser proporcional ao sinal de acionamento do motor 774. Em alguns exemplos, o motor 754 pode ser um motor elétrico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor 774 pode compreender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de estator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do motor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.
[00199] O motor 754 pode receber energia de uma fonte de energia
762. A fonte de energia 762 pode ser ou incluir uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. O motor 754 pode ser mecanicamente acoplado à viga com perfil em I 764 por meio de uma transmissão 756. A transmissão 756 pode incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar o motor 754 à viga com perfil em I 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição da viga com perfil em I 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indiquem uma posição da viga com perfil em I
764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 760 conforme a viga com perfil em I 764 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em I 764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em I 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 for um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição da viga com perfil em I 764 agregando o número e a direção das etapas que o motor foi instruído a executar. O sensor de posição 784 pode estar situado no atuador de extremidade 792 ou em qualquer outra porção do instrumento.
[00200] O circuito de controle 760 pode estar em comunicação com um ou mais sensores 788. Os sensores 788 podem ser posicionados no atuador de extremidade 792 e adaptados para funcionar com o instrumento cirúrgico 790 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em relação ao tempo e esforço da bigorna em relação ao tempo. Os sensores 788 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 792. Os sensores 788 podem incluir um ou mais sensores.
[00201] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medidor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 766 durante uma condição de preensão. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 788 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado entre os mesmos.
[00202] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre um tubo de fechamento e a bigorna 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fechamento à bigorna 766. As forças exercidas sobre a bigorna 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de preensão por uma porção do processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna
766.
[00203] Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar a viga com perfil em I 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[00204] Uma fonte de energia de RF 794 é acoplada ao atuador de extremidade 792 e é aplicada ao cartucho de RF 796 quando o cartucho de RF 796 é carregado no atuador de extremidade 792 no lugar do cartucho de grampos 768. O circuito de controle 760 controla o fornecimento da energia de RF para o cartucho de RF 796.
[00205] Detalhes adicionais são revelados no Pedido de Patente US n° de série 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, depositado em 28 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Hardware do gerador
[00206] A Figura 20 é um diagrama de blocos simplificado de um gerador 800 configurado para fornecer sintonia sem indutor, entre outros benefícios. Detalhes adicionais do gerador 800 são descritos na Patente US n° 9.060.775, intitulada SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES, concedida em 23 de junho de 2015, que está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade. O gerador 800 pode compreender um estágio isolado do paciente 802 em comunicação com um estágio não isolado 804 por meio de um transformador de potência 806. Um enrolamento secundário 808 do transformador de potência 806 está contido no estágio isolado 802 e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento 810a, 810b, 810c a fim de entregar sinais de acionamento a diferentes instrumentos cirúrgicos, como, por exemplo, um instrumento cirúrgico ultrassônico, um instrumento eletrocirúrgico de RF e um instrumento cirúrgico multifuncional que inclui modos de energia ultrassônica e de RF que podem ser liberados sozinhos ou simultaneamente. Em particular, as saídas de sinal de acionamento 810a e 810c podem fornecer um sinal de acionamento ultrassônico (por exemplo, um sinal de acionamento de valor quadrático médio (RMS) de 420 V) a um instrumento cirúrgico ultrassônico, e as saídas de sinal de acionamento 810b e 810c podem fornecer um sinal de acionamento eletrocirúrgico de RF (por exemplo, um sinal de acionamento de RMS de 100 V) a um instrumento eletrocirúrgico de RF, com a saída de sinal de acionamento 810b correspondendo à derivação central do transformador de potência 806.
[00207] Em certas formas, os sinais de acionamento ultrassônicos e eletrocirúrgicos podem ser fornecidos simultaneamente a instrumentos cirúrgicos distintos e/ou a um único instrumento cirúrgico, como o instrumento cirúrgico multifuncional, com a capacidade de fornecer tanto energia ultrassônica quanto eletrocirúrgica ao tecido. Será observado que o sinal eletrocirúrgico fornecido tanto pelo instrumento eletrocirúrgico dedicado quanto pelo instrumento combinado multifuncional eletrocirúrgico/ultrassônico podem ser tanto um sinal de nível terapêutico quanto subterapêutico, onde o sinal subterapêutico pode ser usado, por exemplo, para monitorar o tecido ou as condições dos instrumentos e fornecer retroinformação ao gerador. Por exemplo, os sinais de RF e ultrassônico podem ser fornecidos separadamente ou simultaneamente a partir de um gerador com uma única porta de saída a fim de fornecer o sinal de saída desejado ao instrumento cirúrgico, conforme será discutido em maiores detalhes abaixo. Consequentemente, o gerador pode combinar as energias eletrocirúrgica de RF e ultrassônica e fornecer as energias combinadas ao instrumento eletrocirúrgico/ultrassônico multifuncional. Eletrodos bipolares podem ser colocados em uma ou em ambas as garras do atuador de extremidade. Uma garra pode ser acionada por energia ultrassônica em adição à energia eletrocirúrgica de RF, funcionando simultaneamente. A energia ultrassônica pode ser empregada para realizar dissecção do tecido, enquanto a energia eletrocirúrgica de RF pode ser empregada para vedante de vasos.
[00208] O estágio não isolado 804 pode compreender um amplificador de potência 812 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 814 do transformador de potência 806. Em certas formas, o amplificador de potência 812 pode compreender um amplificador do tipo empurra e puxa. Por exemplo, o estágio não isolado 804 pode conter adicionalmente um dispositivo lógico 816 para fornecer uma saída digital a um conversor digital para analógico ("DAC" - digital- to-analog converter) 818 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 812. Em certas formas, o dispositivo lógico 816 pode compreender uma matriz de portas programável ("PGA" - programmable gate array), um FPGA, um dispositivo lógico programável ("PLD" - programmable logic device), entre outros circuitos lógicos, por exemplo. O dispositivo lógico 816, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 812 através do circuito DAC 818, pode, portanto, controlar qualquer um dentre vários parâmetros (por exemplo, frequência, formato da forma de onda, amplitude da forma de onda) de sinais de acionamento que aparecem nas saídas de sinal de acionamento 810a, 810b e 810c. Em certos formas e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico 816, em conjunto com um processador (por exemplo, um PSD discutido abaixo), pode implementar um certo número de algoritmos de controle baseados em PSD e/ou outros algoritmos de controle para controlar parâmetros da saída de sinais de acionamento pelo gerador 800.
[00209] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 812 por um regulador de modo de chave 820, por exemplo, um conversor de potência. Em certas formas, o regulador de modo de chave 820 pode compreender um regulador ajustável de antagônico, por exemplo. O estágio não isolado 804 pode compreender, ainda, um primeiro processador 822 que, em uma forma, pode compreender um processador de PSD como um dispositivo analógico ADSP-21469 SHARC DSP, disponível junto à Analog Devices, Norwood, MA, EUA, por exemplo, embora em várias formas, qualquer processador adequado pode ser utilizado. Em certas formas, o processador de PSD 822 pode controlar a operação do regulador de modo de chave 820 responsivo a dados de retroinformação de tensão recebidos do amplificador de potência 812 pelo processador de PSD 822 através de um circuito ADC 824. Em uma forma, por exemplo, o processador de PSD 822 pode receber como entrada, através do circuito ADC 824, o envelope de forma de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) que é amplificado pelo amplificador de potência 812. O processador de PSD 822 pode, então, controlar o regulador de modo de chave 820 (por exemplo, através de uma saída de modulação por largura de pulso) de modo que a tensão de trilho provida ao amplificador de potência 812 siga o envelope de forma de onda do sinal amplificado. Modulando-se dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 812 com base no envelope de forma de onda, a eficiência do amplificador de potência 812 pode ser significativamente aprimorada em relação a esquemas de amplificador de tensão de trilho fixo.
[00210] Em certas formas, o dispositivo lógico 816, em conjunto com o processador de PSD 822, pode implementar um circuito de síntese digital como um esquema de controle com sintetizador digital direto para controlar o formato da forma de onda, a frequência e/ou a amplitude dos sinais de acionamento emitidos pelo gerador 800. Em uma forma, por exemplo, o dispositivo lógico 816 pode implementar um algoritmo de controle de DDS mediante a recuperação de amostras de forma de onda armazenadas em uma tabela de pesquisa ("LUT" - look-up table) atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em um FPGA. Esse algoritmo de controle é particularmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ultrassônico, como um transdutor ultrassônico, pode ser acionado por uma corrente senoidal limpa em sua frequência de ressonância. Como outras frequências podem excitar ressonâncias parasíticas, minimizar ou reduzir a distorção total da corrente da ramificação de movimento pode correspondentemente minimizar ou reduzir os efeitos indesejáveis da ressonância. Como o formato de forma de onda de uma saída de sinal de acionamento pelo gerador 800 sofre o impacto de várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 806, o amplificador de potência 812), dados de retroinformação de tensão e corrente com base no sinal de acionamento podem ser fornecidos a um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador de PSD 822, que compensa a distorção mediante a pré-distorção ou modificação adequada das amostras de forma de onda armazenadas na LUT de maneira dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Em uma forma, a quantidade ou o grau de pré-distorção aplicada às amostras da LUT pode ser baseada no erro entre uma corrente da ramificação de movimento computadorizada e um forma de onda de corrente desejado, sendo que o erro é determinado em uma base de amostra por amostra. Dessa maneira, as amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento, podem resultar em um sinal de acionamento da ramificação de movimento que tem a forma de onda desejada (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico. Em tais formas, as amostras de forma de onda de LUT não irão, portanto, representar a forma de onda desejada do sinal de acionamento, mas sim a forma de onda que é necessária para, por fim, produzir a forma de onda desejado do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.
[00211] O estágio não isolado 804 pode compreender adicionalmente um primeiro circuito ADC 826 e um segundo circuito ADC 828 acoplados à saída do transformador de potência 806 por meio dos respectivos transformadores de isolamento, 830 e 832, para amostrar respectivamente a tensão e a corrente de sinais de acionamento emitidos pelo gerador 800. Em certas formas, os circuitos ADC 826 e 828 podem ser configurados para amostragem em altas velocidades (por exemplo, amostras de 80 mega por segundo ("MSPS" - mega samples per second)) para permitir a sobreamostragem dos sinais de acionamento.
Em uma forma, por exemplo, a velocidade de amostragem dos circuitos ADC 826 e 828 pode permitir uma sobreamostragem de aproximadamente 200x (dependendo da frequência) dos sinais de acionamento.
Em certas formas, as operações de amostragem do circuito ADC 826 e 828 podem ser realizadas por um único circuito ADC que recebe sinais de entrada de tensão e corrente por meio de um multiplexador bidirecional.
O uso de amostragem em alta velocidade nas formas do gerador 800 pode permitir, entre outras coisas, o cálculo da corrente complexa que flui através da ramificação de movimento (que pode ser usada em certas formas para implementar o controle de formato de forma de onda baseado em DDS descrito acima), a filtragem digital acurada dos sinais amostrados e o cálculo do consumo real de energia com alto grau de precisão.
Os dados de retroinformação sobre tensão e corrente emitidos pelos circuitos ADC 826 e 828 podem ser recebidos e processados (por exemplo, armazenamento temporário do tipo primeira-entrada-primeira-saída (FIFO), multiplexador) pelo dispositivo lógico 816 e armazenados em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, por meio do processador 822. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para pré-distorção ou modificação de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e contínua.
Em certas formas, isso pode requerer que cada par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, uma amostra da LUT correspondente que foi fornecida pelo dispositivo lógico 816 quando o par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente foi capturado. A sincronização das amostras da LUT com os dados de retroinformação sobre tensão e corrente dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção.
[00212] Em certas formas, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados para controlar a frequência e/ou a amplitude (por exemplo, amplitude de corrente) dos sinais de acionamento. Em uma forma, por exemplo, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados para determinar a fase da impedância. A frequência do sinal de acionamento pode, então, ser controlada para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0°), minimizando ou reduzindo, assim, os efeitos da distorção harmônica e acentuando correspondentemente a exatidão da medição da fase de impedância. A determinação da impedância de fase e um sinal de controle da frequência podem ser implementados no processador de PSD 822, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada em um algoritmo de controle de DDS implementado pelo dispositivo lógico programável 816.
[00213] Em outra forma, por exemplo, os dados de retroinformação da corrente podem ser monitorados de modo a manter a amplitude de corrente do sinal de acionamento em um ponto de ajuste da amplitude de corrente. O ponto de ajuste da amplitude de corrente pode ser especificado diretamente ou determinado indiretamente com base nos pontos de ajuste especificados para amplitude de tensão e potência. Em certas formas, o controle da amplitude de corrente pode ser implementado pelo algoritmo de controle, como um algoritmo de controle proporcional-integral-derivado ("PID" - proportional–integral–
derivative), no processador de PSD 822. As variáveis controladas pelo algoritmo de controle para controlar adequadamente a amplitude de corrente do sinal de acionamento podem incluir, por exemplo, a alteração de escala das amostras de forma de onda de LUT armazenadas no dispositivo lógico 816 e/ou a tensão de saída em escala total do circuito DAC 818 (que fornece a entrada no amplificador de potência 812) por meio de um circuito DAC 834.
[00214] O estágio não isolado 804 pode compreender adicionalmente um segundo processador 836 para fornecer, entre outras coisas, a funcionalidade da interface de usuário (UI). Em uma forma, o processador de UI 836 pode compreender um processador Atmel AT91SAM9263 com um núcleo ARM 926EJ-S, disponível junto à Atmel Corporation, de San Jose, CA, EUA, por exemplo. Exemplos de funcionalidade de UI suportada pelo processador 836 podem incluir retroinformação audível e visual do usuário, comunicação com dispositivos periféricos (por exemplo, através de uma interface de USB), comunicação com a chave de pedal, comunicação com um dispositivo de entrada (por exemplo, uma tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída (por exemplo, um alto-falante). O processador de UI 836 pode se comunicar com o processador de PSD 822 e o dispositivo lógico 816 (por exemplo, via barramentos de SPI). Embora o processador de UI 836 possa primariamente suportar a funcionalidade de UI, ele pode também se coordenar com o processador de PSD 822 para implementar a mitigação de riscos em certas formas. Por exemplo, o processador de UI 836 pode ser programado para monitorar vários aspectos das informações inseridas pelo usuário e/ou outras entradas (por exemplo, entradas pela tela sensível ao toque, entradas de chave de pedal, entradas do sensor de temperatura) e pode desabilitar a saída de acionamento do gerador 800 quando uma condição de erro é detectada.
[00215] Em certas formas, tanto o processador de PSD 822 como o processador de UI 836 podem, por exemplo, determinar e monitorar o estado operacional do gerador 800. Para o processador de PSD 822, o estado operacional do gerador 800 pode determinar, por exemplo, quais processos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador de PSD 822. Para o processador de UI 836, o estado operacional do gerador 800 pode determinar, por exemplo, quais elementos de uma UI (por exemplo, telas de exibição, sons) são apresentados a um usuário. Os respectivos processadores de UI e PSD 822 e 836 podem manter independentemente o estado operacional atual do gerador 800, bem como reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador de PSD 822 pode funcionar como o mestre nessa relação e pode determinar quando devem ocorrer as transições entre os estados operacionais. O processador de UI 836 pode estar ciente das transições válidas entre estados operacionais e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador de PSD 822 instrui o processador de UI 836 a fazer a transição para um estado específico, o processador de UI 836 pode verificar que a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador de UI 836, o processador de UI 836 pode fazer com que o gerador 800 entre em um modo de falha.
[00216] A plataforma não isolada 804 pode conter, ainda, um controlador 838 para monitoramento de dispositivos de entrada (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 800, uma tela sensível ao toque capacitiva). Em certas formas, o controlador 838 pode compreender pelo menos um processador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador de UI
836. Em uma forma, por exemplo, o controlador 838 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Meg168 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar as informações inseridas pelo usuário através de um ou mais sensores de toque capacitivos. Em uma forma, o controlador 838 pode compreender um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um controlador de tela sensível ao toque QT5480, disponível junto à Atmel) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque a partir de uma tela sensível ao toque capacitiva.
[00217] Em certas formas, quando o gerador 800 está em um estado "desligado", o controlador 838 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimentação do gerador 800, como a fonte de alimentação 854 discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 838 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado sobre um painel frontal do gerador 800) para ligar e desligar o gerador 800. Quando o gerador 800 está no estado desligado, o controlador 838 pode despertar a fonte de alimentação (por exemplo, possibilitar o funcionamento de um ou mais conversores de tensão CC/CC 856 da fonte de alimentação 854) se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" por um usuário. O controlador 838 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 800 para um estado "ligado". Por outro lado, o controlador 838 pode iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 800 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" quando o gerador 800 estiver no estado ligado. Em certas formas, por exemplo, o controlador 838 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" ao processador de UI 836 que, por sua vez, implementa a sequência de processo necessária para fazer a transição do gerador 800 para o estado desligado. Em tais formas, o controlador 838 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 800 após seu estado ligado ter sido estabelecido.
[00218] Em certas formas, o controlador 838 pode fazer com que o gerador 800 forneça retroinformação audível ou outra retroinformação sensorial para alertar o usuário que foi iniciada uma sequência de ligar ou desligar. Esse tipo de alerta pode ser fornecido no início de uma sequência de ligar ou desligar, e antes do início de outros processos associados à sequência.
[00219] Em certas formas, o estágio isolado 802 pode compreender um circuito de interface de instrumento 840 para, por exemplo, oferecer uma interface de comunicação entre um circuito de controle de um instrumento cirúrgico (por exemplo, um circuito de controle que compreende chaves de empunhadura) e componentes do estágio não isolado 804, como, por exemplo, o dispositivo lógico 816, o processador de PSD 822 e/ou o processador de UI 836. O circuito de interface de instrumento 840 pode trocar informações com componentes do estágio não isolado 804 por meio de um enlace de comunicação que mantém um grau adequado de isolamento elétrico entre os estágios isolados e não isolados 802 e 804 como, por exemplo, um enlace de comunicação baseado em IR. A potência pode ser fornecida ao circuito de interface de instrumento 840 com o uso, por exemplo, de um regulador de tensão de baixa queda alimentado por um transformador de isolamento acionado a partir do estágio não isolado 804.
[00220] Em uma forma, o circuito de interface de instrumento 840 pode compreender um circuito lógico 842 (por exemplo, um circuito lógico, um circuito lógico programável, PGA, FPGA, PLD) em comunicação com um circuito de condicionamento de sinal 844. O circuito de condicionamento de sinal 844 pode ser configurado para receber um sinal periódico do circuito lógico 842 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação bipolar que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, usando-se uma fonte de corrente bipolar alimentada por um amplificador diferencial. O sinal de interrogação pode ser comunicado a um circuito de controle de instrumento cirúrgico (por exemplo, mediante o uso de um par condutor em um cabo que conecta o gerador 800 ao instrumento cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou uma configuração do circuito de controle. O circuito de controle pode compreender inúmeras chaves, resistores e/ou diodos para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, retificação) do sinal de interrogação de modo que um estado ou uma configuração do circuito de controle seja discernível de modo inequívoco com base nessa uma ou mais características. Em uma forma, por exemplo, o circuito de condicionamento de sinal 844 pode compreender um circuito ADC para geração de amostras de um sinal de tensão que aparece ao longo de entradas do circuito de controle que resultam da passagem do sinal de interrogação através das mesmas. O instrumento lógico 842 (ou um componente do estágio não isolado 804) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras do circuito ADC.
[00221] Em uma forma, o circuito de interface de instrumento 840 pode compreender uma primeira interface de circuito de dados 846 para possibilitar a troca de informações entre o circuito lógico 842 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 840) e um primeiro circuito de dados disposto em um instrumento cirúrgico ou de outro modo associado ao mesmo. Em certas formas, por exemplo, um primeiro circuito de dados pode estar disposto em um fio integralmente fixado a uma empunhadura ou em um adaptador do instrumento cirúrgico para fazer a interface entre um tipo ou modelo específico de instrumento cirúrgico e o gerador 800. O primeiro circuito de dados pode ser implantado de qualquer maneira adequada e pode se comunicar com o gerador de acordo com qualquer protocolo adequado, incluindo,
por exemplo, conforme descrito aqui com relação ao primeiro circuito de dados. Em certas formas, o primeiro circuito de dados pode compreender um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo EEPROM. Em certas formas, a primeira interface de circuito de dados 846 pode ser implementada separadamente do circuito lógico 842 e compreende um conjunto de circuitos adequado (por exemplo, dispositivos lógicos distintos, um processador) para possibilitar a comunicação entre o circuito lógico 842 e o primeiro circuito de dados. Em outras formas, a primeira interface de circuito de dados 846 pode ser integral ao circuito lógico 842.
[00222] Em certas formas, o primeiro circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número de série, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Essas informações podem ser lidas pelo circuito de interface do instrumento 840 (por exemplo, pelo circuito lógico 842), transferidas para um componente do estágio não isolado 804 (por exemplo, para o dispositivo lógico 816, processador PSD 822 e/ou processador de UI 836) para apresentação a um usuário por meio de um dispositivo de saída e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 800. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao primeiro circuito de dados para armazenamento no mesmo através da primeira interface do circuito de dados 846 (por exemplo, usando-se o circuito lógico 842). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou tempos de seu uso.
[00223] Conforme discutido anteriormente, um instrumento cirúrgico pode ser removível de uma empunhadura (por exemplo, o instrumento cirúrgico multifuncional pode ser removível da empunhadura) para promover a intercambiabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores convencionais podem ser limitados em sua capacidade para reconhecer configurações de instrumento específicas sendo usadas, bem como para otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. A adição de circuitos de dados legíveis a instrumentos cirúrgicos para resolver essa questão é problemática de um ponto de vista de compatibilidade, porém. Por exemplo, projetar um instrumento cirúrgico para que permaneça retrocompatível com geradores desprovidos da indispensável funcionalidade de leitura de dados pode ser pouco prático devido, por exemplo, a esquemas de sinalização diferentes, complexidade do design e custo. As formas de instrumentos aqui discutidas contemplam essas preocupações mediante o uso de circuitos de dados que podem ser implementados em instrumentos cirúrgicos existentes, economicamente e com mínimas alterações de design para preservar a compatibilidade dos instrumentos cirúrgicos com as plataformas de gerador atuais.
[00224] Adicionalmente, as formas do gerador 800 podem possibilitar a comunicação com circuitos de dados baseados em instrumento. Por exemplo, o gerador 800 pode ser configurado para se comunicar com um segundo circuito de dados contido em um instrumento (por exemplo, o instrumento cirúrgico multifuncional). Em algumas formas, o segundo circuito de dados pode ser implementado de maneira similar àquela do primeiro circuito de dados aqui descrito. O circuito de interface de instrumento 840 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 848 para possibilitar essa comunicação. Em uma forma, a segunda interface de circuito de dados 848 pode compreender uma interface digital de três estados, embora outras interfaces também possam ser usadas. Em certas formas, o segundo circuito de dados pode ser geralmente qualquer circuito para transmissão e/ou recepção de dados. Em uma forma, por exemplo, o segundo circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao instrumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número de série, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações.
[00225] Em algumas formas, o segundo circuito de dados pode armazenar informações sobre as propriedades ultrassônicas e/ou eletrônicas de um transdutor ultrassônico associado, atuador de extremidade ou sistema de acionamento ultrassônico. Por exemplo, o primeiro circuito de dados pode indicar um coeficiente angular de frequência de inicialização, conforme descrito aqui. Adicional ou alternativamente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao segundo circuito de dados para armazenamento no mesmo através da segunda interface de circuito de dados 848 (por exemplo, com o uso do circuito lógico 842). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento foi usado e/ou a datas e/ou tempos de seu uso. Em certas formas, o segundo circuito de dados pode transmitir os dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instrumento). Em certas formas, o segundo circuito de dados pode receber dados a partir do gerador 800 e fornecer uma indicação a um usuário (por exemplo, uma indicação por diodo emissor de luz ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.
[00226] Em certas formas, o segundo circuito de dados e a segunda interface de circuito de dados 848 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o circuito lógico 842 e o segundo circuito de dados possa ser efetuada sem a necessidade de se fornecer condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um cabo que conecta uma empunhadura ao gerador 800). Em uma forma, por exemplo, as informações podem ser comunicadas de e para o segundo circuito de dados com o uso de um esquema de comunicação por barramento de um fio implementado na fiação existente, como um dos condutores utilizados que transmitem sinais de interrogação a partir do circuito de condicionamento de sinal 844 para um circuito de controle em um cabo. Dessa maneira, são minimizadas ou reduzidas as alterações ou modificações ao design do dispositivo cirúrgico que possam, de outro modo, ser necessárias. Além disso, devido ao fato de que diferentes tipos de comunicações implementados em um canal físico comum podem ser separados com base em frequência, a presença de um segundo circuito de dados pode ser "invisível" a geradores que não têm a indispensável funcionalidade de leitura de dados, o que, portanto, permite a retrocompatibilidade do instrumento cirúrgico.
[00227] Em certas formas, o estágio isolado 802 pode compreender ao menos um capacitor de bloqueio 850-1 conectado à saída do sinal de acionamento 810b para impedir a passagem de corrente contínua para um paciente. Um único capacitor de bloqueio pode ser necessário para estar de acordo com os regulamentos e padrões médicos, por exemplo. Embora falhas em designs com um só capacitor sejam relativamente incomuns, esse tipo de falha pode, ainda assim, ter consequências negativas. Em uma forma, um segundo capacitor de bloqueio 850-2 pode ser fornecido em série com o capacitor de bloqueio 850-1, com dispersão de corrente de um ponto entre os capacitores de bloqueio 850-1 e 850-2 sendo monitorado, por exemplo, por um circuito ADC 852 para amostragem de uma tensão induzida por corrente de dispersão. As amostras podem ser recebidas, por exemplo, pelo circuito lógico 842. As mudanças com base na corrente de dispersão (conforme indicado pelas amostras de tensão), o gerador 800 pode determinar quando pelo menos um dos capacitores de bloqueio 850-1, 850-2 falhou, oferecendo, assim, um benefício em relação a designs de capacitor único que têm um único ponto de falha.
[00228] Em certas formas, o estágio não isolado 804 pode compreender uma fonte de alimentação 854 para fornecer potência em CC com tensão e corrente adequadas. A fonte de alimentação pode compreender, por exemplo, uma fonte de alimentação de 400 W para entregar uma tensão do sistema de 48 VDC. A fonte de alimentação 854 pode compreender adicionalmente um ou mais conversores de tensão CC/CC 856 para receber a saída da fonte de alimentação para gerar saídas de CC nas tensões e correntes exigidas pelos vários componentes do gerador 800. Conforme discutido acima em relação ao controlador 838, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 856 podem receber uma entrada do controlador 838 quando a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" por um usuário é detectada pelo controlador 838 para possibilitar o funcionamento, ou o despertar, dos conversores de tensão CC/CC 856.
[00229] A Figura 21 ilustra um exemplo de um gerador 900, que é uma forma do gerador 800 (Figura 20). O gerador 900 é configurado para fornecer múltiplas modalidades de energia a um instrumento cirúrgico. O gerador 900 fornece sinais ultrassônicos e de RF para fornecer energia a um instrumento cirúrgico, independentemente ou simultaneamente. Os sinais ultrassônicos e de RF podem ser fornecidos sozinhos ou em combinação e podem ser fornecidos simultaneamente. Conforme indicado acima, ao menos uma saída de gerador pode fornecer múltiplas modalidades de energia (por exemplo, ultrassônica, bipolar ou monopolar de RF, de eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras) através de uma única porta, e esses sinais podem ser fornecidos separadamente ou simultaneamente ao atuador de extremidade para tratar tecido.
[00230] O gerador 900 compreende um processador 902 acoplado a um gerador de forma de onda 904. O processador 902 e o gerador de forma de onda 904 são configurados para gerar diversas formas de onda de sinal com base em informações armazenadas em uma memória acoplada ao processador 902, não mostrada a título de clareza da descrição. As informações digitais associadas com uma forma de onda são fornecidas ao gerador de forma de onda 904 que inclui um ou mais circuitos DAC para converter a entrada digital em uma saída analógica. A saída analógica é alimentada a um amplificador 1106 para condicionamento e amplificação de sinal. A saída condicionada e amplificada do amplificador 906 é acoplada a um transformador de potência 908. Os sinais são acoplados pelo transformador de potência 908 ao lado secundário, que está no lado de isolamento de paciente. Um primeiro sinal de uma primeira modalidade de energia é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA1 e RETORNO. Um segundo sinal de uma segunda modalidade de energia é acoplado por um capacitor 910 e é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA2 e RETORNO. Será reconhecido que mais do que duas modalidades de energia podem ser emitidas e, portanto, o subscrito "n" pode ser usado para designar que até n terminais ENERGIAn podem ser fornecidos, em que n é um número inteiro positivo maior que 1. Também será reconhecido que até "n" trajetórias de retorno, RETORNOn podem ser fornecidas sem que se afaste do escopo da presente invenção.
[00231] Um primeiro circuito de detecção de tensão 912 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA1 e a trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um segundo circuito de detecção de tensão 924 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA2 e a trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um circuito de detecção de corrente 914 está disposto em série com a perna RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908 conforme mostrado para medir a corrente de saída para qualquer modalidade de energia. Se diferentes trajetórias de retorno são fornecidas para cada modalidade de energia, então um circuito de detecção de corrente separado seria fornecido em cada perna de retorno. As saídas do primeiro e do segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas aos respectivos transformadores de isolamento 916, 922, e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida a outro transformador de isolamento 918. As saídas dos transformadores de isolamento 916, 928, 922 no lado primário do transformador de potência 908 (lado não isolado do paciente) são fornecidas a um ou mais circuitos ADC 926. A saída digitalizada do circuito ADC 926 é fornecida ao processador 902 para processamento e computação adicionais. As tensões de saída e as informações de realimentação de corrente de saída podem ser empregadas para ajustar a tensão de saída e a corrente fornecida para o instrumento cirúrgico, e para computar a impedância de saída, entre outros parâmetros. As comunicações de entrada/saída entre o processador 902 e os circuitos isolados do paciente são fornecidas através de um circuito de interface 920. Os sensores podem, também, estar em comunicação elétrica com o processador 902 por meio do circuito de interface 920.
[00232] Em um aspecto, a impedância pode ser determinada pelo processador 902 dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 acoplado nos terminais identificados como ENERGIA1/RETORNO ou do segundo circuito de detecção de tensão 924 acoplado nos terminais identificados como ENERGIA2/RETORNO pela saída do circuito de detecção de corrente 914 disposto em série com a perna de RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908. As saídas do primeiro e segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas para separar os isolamentos transformadores 916, 922 e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida para um outro transformador de isolamento 916. As medições de detecção de tensão e corrente digitalizadas do circuito ADC 926 são fornecidas ao processador 902 para computar a impedância. Como um exemplo, a primeira modalidade de energia ENERGIA1 pode ser a energia ultrassônica e a segunda modalidade de energia ENERGIA2 pode ser a energia de RF. No entanto, além das modalidades de energia de RF ultrassônica e bipolar ou monopolar, outras modalidades de energia incluem eletroporação irreversível e/ou reversível e/ou energia de micro-ondas, entre outras. Além disso, embora o exemplo ilustrado na Figura 21 mostre uma única trajetória de retorno RETORNO que pode ser fornecida para duas ou mais modalidades de energia, em outros aspectos, várias trajetórias de retorno RETORNOn podem ser fornecidas para cada modalidade de energia ENERGIAn. Assim, como aqui descrito, a impedância do transdutor ultrassônico pode ser medida dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 pelo circuito de detecção de corrente 914 e a impedância de tecido pode ser medida dividindo-se a saída do segundo circuito de detecção de tensão 924 pelo circuito de detecção de corrente 914.
[00233] Conforme mostrado na Figura 21, o gerador 900 compreendendo ao menos uma porta de saída pode incluir um transformador de potência 908 com uma única saída e com múltiplas derivações para fornecer potência sob a forma de uma ou mais modalidades de energia, como ultrassônica, RF bipolar ou monopolar, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras, por exemplo, ao atuador de extremidade dependendo do tipo de tratamento de tecido que é executado. Por exemplo, o gerador
900 pode fornecer energia com maior tensão e menor corrente para conduzir um transdutor ultrassônico, com menor tensão e maior corrente para conduzir eletrodos de RF para vedar o tecido ou com uma forma de onda de coagulação para coagulação pontual usando eletrodos eletrocirúrgicos RF monopolar ou bipolar. A forma de onda de saída do gerador 900 pode ser orientada, chaveada ou filtrada para fornecer a frequência ao atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. A conexão de um transdutor ultrassônico à saída do gerador 900 estaria, de preferência, localizada entre a saída identificada como ENERGIA1 e o RETORNO, conforme mostrado na Figura 21. Em um exemplo, uma conexão de eletrodos bipolares de RF à saída do gerador 900 estaria, de preferência, localizada entre a saída identificada como ENERGIA2 e o RETORNO. No caso de saída monopolar, as conexões preferenciais seriam eletrodo ativo (por exemplo, feixe luminoso ou outra sonda) para a saída ENERGIA2 e um bloco de retorno adequado conectada à saída RETORNO.
[00234] Detalhes adicionais são revelados na publicação de Pedido de Patente US n° 2017/0086914 intitulada TECHNIQUES FOR
OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING
ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, que foi publicada em 30 de março de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[00235] Conforme usado ao longo desta descrição, o termo "sem fio" e seus derivados podem ser usados para descrever circuitos, dispositivos, sistemas, métodos, técnicas, canais de comunicação etc., que podem comunicar dados através do uso de radiação eletromagnética modulada através de um meio não sólido. O termo não implica que os dispositivos associados não contêm quaisquer fios, embora em alguns aspectos eles podem não ter. O módulo de comunicação pode implementar qualquer de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), Ev- DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, derivados de Ethernet dos mesmos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que são designados como 3G, 4G, 5G, e além. O módulo de computação pode incluir uma pluralidade de módulos de comunicação. Por exemplo, um primeiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO e outros.
[00236] Como usado na presente invenção um processador ou unidade de processamento é um circuito eletrônico que executa operações em alguma fonte de dados externa, geralmente a memória ou algum outro fluxo de dados. O termo é usado na presente invenção para se referir ao processador central (unidade de processamento central) em um sistema ou sistemas de computador (especificamente sistemas em um chip (SoCs)) que combinam vários "processadores" especializados.
[00237] Como usado aqui, um sistema em um chip ou sistema no chip (SoC ou SOC) é um circuito integrado (também conhecido como um "IC" ou "chip") que integra todos os componentes de um computador ou outros sistemas eletrônicos. Pode conter funções digitais, analógicas, misturadas e frequentemente de radiofrequência — todos sobre um único substrato. Um SoC integra um microcontrolador (ou microprocessador) com periféricos avançados como unidade de processamento gráfico (GPU), módulo Wi-Fi, ou coprocessador. Um SoC pode ou não conter memória interna.
[00238] Como usado aqui, um microcontrolador ou controlador é um sistema que integra um microprocessador com circuitos periféricos e memória. Um microcontrolador (ou MCU para unidade do microcontrolador) pode ser implementado como um computador pequeno em um único circuito Integrado. Pode ser similar a um SoC; um SoC pode incluir um microcontrolador como um de seus componentes. Um microcontrolador pode conter uma ou mais unidades de processamento de núcleo (CPUs) juntamente com memória e periféricos de entrada/saída programáveis. A memória do programa na forma de RAM ferroelétrica, NOR flash ou ROM OTP também é muitas vezes incluída no chip, bem como uma pequena quantidade de RAM. Os microcontroladores podem ser usados para aplicações integradas, em contraste com os microprocessadores usados em computadores pessoais ou outras aplicações de propósitos gerais que consiste em vários circuitos integrados distintos.
[00239] Como usado na presente invenção, o termo controlador ou microcontrolador pode ser um dispositivo de chip ou IC (circuito integrado) independente que faz interface com um dispositivo periférico. Essa pode ser uma ligação entre duas partes de um computador ou um controlador em um dispositivo externo que gerencia a operação de (e conexão com) daquele dispositivo.
[00240] Qualquer dos processadores ou microcontrolador na presente invenção pode ser qualquer implementado por qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo, que compreende uma memória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWare®, memória só de leitura programável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.
[00241] Em um aspecto, o processador pode compreender um controlador de segurança que compreende duas famílias com base em controlador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Hercules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[00242] Os dispositivos modulares incluem os módulos (conforme descrito em conexão com Figuras 3 e 9, por exemplo) que são recebíveis dentro de um controlador cirúrgico central e os dispositivos ou instrumentos cirúrgicos que podem ser conectados aos vários módulos a fim de conectar ou emparelhar com o controlador cirúrgico central correspondente. Os dispositivos modulares incluem, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, dispositivos de imageamento médicos, dispositivos de sucção/irrigação, evacuadores de fumaça, geradores de energia, ventiladores, insufladores e exibições. Os dispositivos modulares aqui descritos podem ser controlados por algoritmos de controle. Os algoritmos de controle podem ser executados no dispositivo modular em si, no controlador cirúrgico central ao qual o dispositivo modular específico está emparelhado, ou tanto no dispositivo modular quanto no controlador cirúrgico central (por exemplo, através de uma arquitetura de computação distribuída). Em algumas exemplificações, os algoritmos de controle dos dispositivos modulares controlam os dispositivos com base nos dados detectados pelo próprio dispositivo modular (isto é, por sensores em, sobre ou conectados ao dispositivo modular). Esses dados podem ser relacionados ao paciente sendo operado (por exemplo, propriedades de tecido ou pressão de insuflação) ou ao dispositivo modular em si (por exemplo, a taxa na qual uma faca está sendo avançada, a corrente do motor, ou os níveis de energia). Por exemplo, um algoritmo de controle para um instrumento de grampeamento e corte cirúrgico pode controlar a taxa na qual o motor do instrumento aciona sua faca através do tecido de acordo com a resistência encontrada pela faca à medida que avança. Gestão e coleta de dados
[00243] Em um aspecto, o controlador cirúrgico central fornece recursos de armazenamento de dados. O armazenamento de dados inclui a criação e o uso de dados autodescritivos incluindo recursos de identificação, gestão de conjuntos de dados redundantes e armazenamento dos dados em uma maneira de conjuntos de dados emparelhados que podem ser agrupados por cirurgia, mas não necessariamente vinculados com as datas e os cirurgiões reais das cirurgias para manter o anonimato dos dados. A seguinte descrição incorpora por referência todas as técnicas de processamento de hardware e software do sistema analítico do "controlador central" e da "nuvem" para implementar as técnicas de gestão e coleta de dados específicas aqui descritas, conforme incorporado por referência à presente invenção. As Figuras 22 a 41 serão descritas no contexto do ambiente do sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206 descrito com relação às Figuras 1 a 11 e instrumentos e geradores inteligentes descritos com relação às Figuras 12 a 21. Interação de registro médico eletrônico (RME)
[00244] A Figura 22 é um diagrama 4000 que ilustra uma técnica para interagir com uma base de dados de registro médico eletrônico (RME) 4002, de acordo com um aspecto da presente invenção. Em um aspecto, a presente invenção fornece um método para incorporar uma chave 4004 dentro da base de dados de RME 4002 situada dentro da instalação hospitalar ou médica. Uma barreira de dados 4006 é fornecida para preservar a privacidade dos dados do paciente e possibilita que a reintegração dos pares de dados extraídos e isolados, conforme descrito mais adiante neste documento, a partir do controlador cirúrgico central 106, 206 ou da nuvem 104, 204 seja reagrupada. Um diagrama esquemático do controlador cirúrgico central 206 é descrita de modo geral nas Figuras 1 a 11 e, em particular, nas Figuras 9 a 10. Portanto, na descrição da Figura 22, o leitor é guiado até as Figuras 1 a 11 e, em particular, as Figuras 9 a 10 para quaisquer detalhes de implementação do controlador cirúrgico central 206 que possam ser aqui omitidos para concisão e clareza da descrição. Retornando para a Figura 22, o método permite que os usuários tenham acesso total a todos os dados coletados durante um procedimento cirúrgico e às informações do paciente armazenadas sob a forma de registros médicos eletrônicos 4012. Os dados reagrupados podem ser exibidos em um monitor 4010 acoplado ao controlador cirúrgico central 206 ou em monitores cirúrgicos secundários, mas não são permanentemente armazenados em nenhum dispositivo de armazenamento do controlador cirúrgico central 248. Os dados reagrupados são temporariamente armazenados em um dispositivo de armazenamento 248 localizado no controlador cirúrgico central 206 ou na nuvem 204 e são apagados no final de seu uso e sobrescritos para assegurar que não possam ser recuperados. A chave 4004 na base de dados de RME 4002 é usada para reintegrar dados anonimizados do controlador central novamente em dados de registros médicos eletrônicos 4012 completamente integrados.
[00245] Conforme mostrado na Figura 22, a base de dados de RME 4002 está situada dentro da barreira de dados hospitalar 4006. A base de dados de RME 4002 pode ser configurada para armazenar, recuperar e gerenciar matrizes associativas ou outras estruturas de dados conhecidas hoje como dicionário ou hash. Os dicionários contêm uma coleção de objetos, ou registros, que por sua vez têm muitos campos diferentes dentro deles, cada um deles contendo dados. Os registros médicos eletrônicos 4012 do paciente podem ser armazenados e recuperados usando uma chave 4004 que identifica de modo inequívoco o registro médico eletrônico 4012 do paciente, e é usada para encontrar rapidamente os dados da base de dados de RME 4002 RME. O sistema de base de dados de RME chave-valor 4002 trata os dados como uma coleção opaca única que pode ter diferentes campos para cada registro.
[00246] As informações da base de dados de RME 4002 podem ser transmitidas para o controlador cirúrgico central 206 e os dados dos registros médicos eletrônicos 4012 do paciente são editados e extraídos antes de serem enviados para um sistema analítico baseado no controlador central 206 ou na nuvem 204. Um arquivo de dados anônimos 4016 é criado editando-se os dados pessoais do paciente e extraindo-se os dados relevantes 4018 do registro médico eletrônico do paciente 4012. Para uso na presente invenção, o processo de edição inclui apagar ou remover as informações pessoais do paciente do registro médico eletrônico 4012 para criar um registro editado que inclui apenas os dados anônimos do paciente. Um registro editado é um registro que teve as informações confidenciais do paciente apagadas.
Os dados não editados podem ser apagados 4019. Os dados relevantes do paciente 4018 podem ser aqui chamados de dados editados/extraídos 4018. Os dados relevantes do paciente 4018 são usados por mecanismos de processamento do controlador cirúrgico central 206 ou da nuvem 204 para fins analíticos e podem ser armazenados no dispositivo de armazenamento 248 do controlador cirúrgico central 206 ou podem ser armazenados no dispositivo de armazenamento 205 do sistema analítico baseado em nuvem 204. O arquivo de dados anônimos 4016 do controlador cirúrgico central pode ser reconstruído com o uso de uma chave 4004 armazenada na base de dados de RME 4002 para reintegrar o arquivo de dados anônimos 4016 do controlador cirúrgico central de volta no registro médico eletrônico 4012 do paciente totalmente integrado.
Os dados relevantes do paciente 4018 que são usados em processos de análise podem incluir informações como os diagnósticos de enfisema do paciente, tratamento pré-operatório (por exemplo, quimioterapia, radiação, anticoagulantes, medicação de pressão arterial, etc.), as pressões sanguíneas típicas, ou quaisquer dados que por si só não podem ser usados para determinar a identidade do paciente.
Os dados 4020 a serem editados incluem informações pessoais removidas do registro médico eletrônico 4012 do paciente, podem incluir idade, empregador, o índice de massa corporal (IMC), ou quaisquer dados que possam ser usados para determinar a identidade do paciente.
O controlador cirúrgico central 206 cria um número de ID de procedimento anônimo exclusivo (por exemplo, 380i4z), por exemplo, conforme descrito na Figura 23. Dentro da base de dados de RME 4002 localizada na barreira de dados hospitalar 4006, o controlador cirúrgico central 206 pode reunir os dados no arquivo de dados anônimos 4016 armazenados no dispositivo de armazenamento 248 do controlador cirúrgico central 206 com os dados no registro médico eletrônico 4012 do paciente armazenados na base de dados de RME 4002 para análise do cirurgião. O controlador cirúrgico central 206 exibe o registro médico eletrônico 4012 combinado do paciente em uma tela ou um monitor 4010 acoplado ao controlador cirúrgico central 206. Por fim, os dados não editados são apagados 4019 do armazenamento 248 do controlador cirúrgico central
206. Criação de uma barreira de dados hospitalar dentro da qual os dados dos controladores cirúrgicos centrais podem ser comparados com o uso de dados não anonimizados e fora da qual os dados devem ser eliminados
[00247] Em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206, conforme descrito nas Figuras 9 e 10, por exemplo, sendo que o controlador cirúrgico central 206 compreende um processador 244; e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para interrogar um instrumento cirúrgico 235, recuperar um primeiro conjunto de dados a partir do instrumento cirúrgico 235, interrogar um dispositivo de imageamento médico 238, recuperar um segundo conjunto de dados a partir do dispositivo de imageamento médico 238, associar o primeiro e o segundo conjuntos de dados com uma chave e transmitir o primeiro e o segundo conjuntos de dados associados a uma rede remota, por exemplo, a nuvem 204, fora do controlador cirúrgico central 206. O instrumento cirúrgico 235 é uma primeira fonte de dados do paciente e o primeiro conjunto de dados está associado a um procedimento cirúrgico. O dispositivo de imageamento médico 238 é uma segunda fonte de dados do paciente e o segundo conjunto de dados está associado a um resultado do procedimento cirúrgico. O primeiro e o segundo registos de dados são identificados de modo inequívoco pela chave.
[00248] Em um outro aspecto, o controlador cirúrgico central 206 fornece uma memória 249 que armazena instruções executáveis pelo processador 244 para recuperar o primeiro conjunto de dados com o uso da chave, anonimizar o primeiro conjunto de dados, recuperar o segundo conjunto de dados usando a chave, anonimizar o segundo conjunto de dados, emparelhar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados e determinar a taxa de sucesso dos procedimentos cirúrgicos agrupados pelo procedimento cirúrgico com base no primeiro e no segundo conjuntos de dados anonimizados emparelhados.
[00249] Em um outro aspecto, o controlador cirúrgico central 206 fornece uma memória 249 que armazena instruções executáveis pelo processador 244 para recuperar o primeiro conjunto de dados anonimizados, recuperar o segundo conjunto de dados anonimizados e reintegrar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados com o uso da chave.
[00250] Em um outro aspecto, o primeiro e o segundo conjuntos de dados definem uma primeira e uma segunda cargas úteis de dados nos respectivos primeiro e segundo pacotes de dados.
[00251] Em vários aspectos, a presente invenção fornece um circuito de controle para associar o primeiro e o segundo conjuntos de dados com uma chave conforme descrito acima. Em vários aspectos, a presente invenção fornece uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina associe o primeiro e o segundo conjuntos de dados com uma chave conforme descrito acima.
[00252] Durante um procedimento cirúrgico, seria desejável monitorar os dados associados ao procedimento cirúrgico para possibilitar a configuração e a operação dos instrumentos usados durante o procedimento para otimizar os resultados cirúrgicos. O desafio técnico é para recuperar os dados de uma maneira que mantenha o anonimato do paciente para manter a privacidade dos dados associados ao paciente. Os dados podem ser usados para conglomeração com outros dados sem individualização dos dados.
[00253] Uma solução fornece um controlador cirúrgico central 206 para interrogar uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente 4002 para os dados dos registros médicos eletrônicos 4012, extrair os dados desejáveis ou relevantes do paciente 4018 do registro médico eletrônico do paciente 4012 e editar quaisquer informações pessoais que poderiam ser usados para identificar o paciente. A técnica de edição remove qualquer informação que possa ser usada para correlacionar os dados relevantes do paciente extraídos 4018 a um paciente, uma cirurgia ou um tempo específico. O controlador cirúrgico central 206 e os instrumentos 235 acoplados ao controlador cirúrgico central 206 podem, então, ser configurados e operados com base nos dados relevantes do paciente extraídos 4018.
[00254] Conforme revelado em conexão com a Figura 22, extrair (ou remover) os dados relevantes do paciente 4018 de um registro médico eletrônico do paciente 4012 enquanto se edita quaisquer informações que possam ser usadas para correlacionar o paciente à cirurgia ou um horário agendado da cirurgia possibilita que os dados relevantes do paciente 4018 sejam anonimizados. O arquivo de dados anônimos 4016 podem, então, ser enviados para a nuvem 204 para agregação, processamento e manipulação. O arquivo de dados anônimos 4016 pode ser usado para configurar o instrumento cirúrgico 235 ou qualquer um dos módulos mostrados nas Figuras 9 e 10 ou o controlador cirúrgico central 206 durante a cirurgia com base no arquivo de dados anônimos extraído 4016.
[00255] Em um aspecto, uma barreira de dados hospitalares 4006 é criada de modo que dentro da barreira de dados 4006 os dados de vários controladores cirúrgicos centrais 206 possam ser comparados com o uso de dados não anonimizados e não editados, e fora da barreira de dados 4006 os dados de vários controladores cirúrgicos centrais 206 são extraídos para manter o anonimato e proteger a privacidade do paciente e do cirurgião. Esse aspecto é adicionalmente discutido em conjunto com a Figura 26.
[00256] Em um aspecto, os dados de um controlador cirúrgico central 206 podem ser trocados entre controladores cirúrgicos centrais 206 (por exemplo, de controlador cirúrgico central para controlador cirúrgico central, de chave para chave ou de roteador para roteador) para fornecer uma análise hospitalar e exibição dos dados. A Figura 1 mostra um exemplo de múltiplos controladores centrais 106 um em comunicação com o outro e com a nuvem 104. Esse aspecto também é adicionalmente discutido em conjunto com a Figura 26.
[00257] Em um outro aspecto, uma medida de tempo artificial é substituída por um relógio de tempo real para todas as informações armazenadas internamente dentro de um instrumento 235, um robô localizado em um controlador central robótico 222, um controlador cirúrgico central 206 e/ou um equipamento computadorizado hospitalar. Os dados anonimizados, que podem incluir dados anonimizados do paciente e do cirurgião, são transmitidos para o servidor 213 na nuvem 204 e são armazenados no dispositivo de armazenamento da nuvem 205 acoplado ao servidor 213. A substituição de um relógio de tempo real artificial possibilita a anonimização dos dados do paciente e dos dados do cirurgião enquanto mantém a continuidade dos dados. Em um aspecto, o instrumento 235, o controlador central robótico 222, o controlador cirúrgico central 206 e/ou a nuvem 204 são configurados para obscurecer a identificação (ID) do paciente ao mesmo tempo que mantêm a continuidade dos dados. Esse aspecto é adicionalmente discutido em conjunto com a Figura 23.
[00258] Dentro do controlador cirúrgico central 206, uma chave decifrativa local 4004 permite que as informações recuperadas a partir do próprio controlador cirúrgico central 206 restabeleçam as informações em tempo real do conjunto de dados anonimizados localizado no arquivo de dados anônimos 4016. Os dados armazenados no controlador central 206 ou na nuvem 204, entretanto, não podem ser restabelecidos em informações em tempo real a partir do conjunto de dados anonimizados no arquivo de dados anonimizados 4016. A chave 4004 é mantida localmente no computador do controlador cirúrgico central 206/dispositivo de armazenamento 248 em um formato criptografado. O ID do processador da rede do controlador cirúrgico central 206 é parte do mecanismo de decodificação, de modo que se a chave 4004 e os dados forem removidos, o conjunto de dados anonimizados no arquivo de dados anônimos 4016 não pode ser restaurado sem ser no computador do controlador cirúrgico central original 206/dispositivo de armazenamento 248. Substituição da medição de tempo artificial por um relógio de tempo real para todas as informações armazenadas internamente e enviadas para a nuvem como um meio de anonimização dos dados do paciente e do cirurgião
[00259] A Figura 23 ilustra um processo 4030 de anonimato de um procedimento cirúrgico mediante a substituição de uma medição de tempo artificial para um relógio de tempo real para todas as informações armazenadas internamente dentro do instrumento, robô, controlador cirúrgico central e/ou equipamento computadorizado hospitalar, de acordo com um aspecto da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 23, o tempo do início 4032 da configuração do procedimento cirúrgico estava programado para começar em um tempo real de 11h31min14s (EST) com base em um relógio de tempo real. No tempo do início 4032 da configuração do procedimento mencionado, o controlador cirúrgico central 206 inicia 4034 um esquema de temporização do relógio de tempo real artificial selecionado aleatoriamente no tempo real artificial às 07h36min00s. O controlador cirúrgico central 206 realiza um teste de ping 4036 da sala de operação (por exemplo, envia uma onda de ultrassom e espera ouvir o eco quando ele ricocheteia nas paredes do perímetro de uma sala de operação (por exemplo, uma sala de operação fixa, móvel, temporária ou um campo da mesma), conforme descrito em conexão com a Figura 24, para verificar o tamanho da sala de operação e ajustar a conexão sem fio de curto alcance, por exemplo, Bluetooth, limites de distância de emparelhamento no tempo real artificial 07h36min01s. No tempo real artificial de 07h36min03s, o controlador cirúrgico central 206 extrai 4038 os dados relevantes e aplica um carimbo de tempo e hora nos dados extraídos. No tempo real artificial de 07h36min05s, o controlador cirúrgico central 206 desperta e começa o emparelhamento 4040 apenas dos dispositivos localizados dentro da sala de operação conforme verificado com o uso do processo de ping ultrassônico 4036.
[00260] A Figura 24 ilustra um sensor ultrassônico de uma parede de uma sala de operação para determinar uma distância entre um controlador cirúrgico central e a parede da sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. Com referência também à Figura 2, a percepção espacial do controlador cirúrgico central 206 e de sua capacidade de mapear uma sala de operação quanto a potenciais componentes do sistema cirúrgico permite que o controlador cirúrgico central 206 tome decisões autônomas sobre se inclui ou exclui tais potenciais componentes como parte do sistema cirúrgico, o que alivia a equipe cirúrgica de lidar com tais tarefas. Além disso, o controlador cirúrgico central 206 é configurado para fazer inferências sobre, por exemplo, o tipo de procedimento cirúrgico a ser executado na sala de operação com base nas informações coletadas antes, durante e/ou após o desempenho do procedimento cirúrgico. Exemplos de informações coletadas incluem os tipos de dispositivos que são levados para a sala de operação, o tempo de introdução de tais dispositivos na sala de operação e/ou a sequência de ativação dos dispositivos.
[00261] Em um aspecto, o controlador cirúrgico central 206 emprega o módulo de mapeamento da sala de operação, como, por exemplo, o módulo de sensor sem contato 242 para determinar os limites da sala de operação (por exemplo, uma sala de operação ou um espaço fixo, móvel ou temporário) com o uso de dispositivos de medição sem contato ultrassônicos ou a laser.
[00262] Agora com referência à Figura 24, sensores sem contato baseados em ultrassom 3002 podem ser empregados para varrer a sala de operação através da transmissão de uma onda de ultrassom e do recebimento do eco quando ele ricocheteia de uma parede perimetral 3006 de uma sala de operação para determinar o tamanho da sala de operação e ajustar a conexão sem fio de curto alcance, por exemplo, Bluetooth, limites de distância de emparelhamento. Em um exemplo, os sensores sem contato 3002 podem ser sensores de distância ultrassônica de ping, conforme ilustrado na Figura 24.
[00263] A Figura 24 mostra como um sensor ultrassônico 3002 envia um breve chilro com seu alto-falante ultrassônico 3003 e possibilita que um microcontrolador 3004 do módulo de mapeamento da sala de operação avalie quanto tempo o eco leva para retornar ao microfone ultrassônico do sensor ultrassônico 3005. O microcontrolador 3004 tem que enviar um pulso ao sensor ultrassônico 3002 para começar a medição. Então, o sensor ultrassônico 3002 espera o suficiente para que o programa do microcontrolador comece um comando de entrada de pulso. Em seguida, quase ao mesmo tempo em que o sensor ultrassônico 3002 chilreia um tom de 40 kHz, ele envia um sinal alto para o microcontrolador 3004. Quando o sensor ultrassônico 3002 detecta o eco com seu microfone ultrassônico 3005, ele altera aquele sinal alto de volta para baixo. O comando de entrada de pulso do microcontrolador mede o tempo entre as alterações alta e baixa, e armazena a medição em uma variável. Esse valor pode ser usado juntamente com a velocidade do som no ar para calcular a distância entre o controlador cirúrgico central 106 e a parede da sala de operação 3006.
[00264] Em um exemplo, um controlador cirúrgico central 206 pode ser equipado com quatro sensores ultrassônicos 3002, sendo que cada um dos quatro sensores ultrassônicos é configurado para avaliar a distância entre o controlador cirúrgico central 206 e uma parede da sala de operação 3000. Um controlador cirúrgico central 206 pode ser equipado com mais ou menos que quatro sensores ultrassônicos 3002 para determinar os limites de uma sala de operação.
[00265] Outros sensores de distância podem ser empregados pelo módulo de mapeamento da sala de operação para determinar os limites de uma sala de operação. Em um exemplo, o módulo de mapeamento da sala de operação pode ser equipado com um ou mais sensores fotoelétricos que podem ser usados para avaliar os limites de uma sala de operação. Em um exemplo, sensores de distância a laser adequados também podem ser empregados para avaliar os limites de uma sala de operação. Sensores sem contato baseados em laser podem varrer a sala de operação transmitindo pulsos de luz laser, recebendo pulsos de luz laser que ricocheteiam das paredes perimetrais da sala de operação e comparando a fase do pulso transmitido ao pulso recebido para determinar o tamanho da sala de operação e ajustar a conexão sem fio de curto alcance, por exemplo, Bluetooth, limites de distância de emparelhamento. Remoção de dados de imagens e dados dos instrumentos inteligentes conectados para possibilitar a conglomeração, mas não a individualização
[00266] Em um aspecto, a presente invenção fornece um método de extração de dados que interroga os registros eletrônicos do paciente fornecidos, extrai as porções relevantes para configurar e operar o controlador cirúrgico central e os instrumentos acoplados ao controlador cirúrgico central, enquanto anonimiza a cirurgia, o paciente e todos os parâmetros identificadores para manter a privacidade do paciente.
[00267] Agora novamente com referência à Figura 23 e também com referência às Figuras 1 a 11 para mostrar a interação com um sistema cirúrgico interativo 100, um ambiente que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, quando o tamanho da sala de operação tiver sido verificada e o emparelhamento por Bluetooth estiver completo, baseado em tempo real artificial, o processador do computador 244 do controlador cirúrgico central 206 começa a extração 4038 dos dados recebidos a partir dos módulos acoplados ao controlador cirúrgico central 206. Em um exemplo, o processador 244 começa a extração 4083 das imagens recebidas do módulo de imageamento 238 e dos instrumentos inteligentes conectados 235, por exemplo. A extração 4038 dos dados permite a conglomeração dos dados, mas não a individualização dos dados. Isso possibilita a extração do identificador dos dados 4038, a ligação dos dados e o monitoramento de um evento, enquanto se mantêm a privacidade do paciente pela anonimização dos dados.
[00268] Com referência às Figuras 1 a 24, em um aspecto, um método de extração de dados 4038 é fornecido. De acordo com o método de extração de dados 4038, o processador 244 do controlador cirúrgico central 206 interroga os registros do paciente armazenados na base de dados do controlador cirúrgico central 238 e extrai as porções relevantes dos registros do paciente para configurar e operar o controlador cirúrgico central 206 e seus instrumentos 235, robôs e outros dispositivos modulares, por exemplo, módulos. O método de extração de dados 4038 anonimiza o procedimento cirúrgico, o paciente e todos os parâmetros de identificação associados ao procedimento cirúrgico. A extração dinâmica dos dados 4038 garante que em nenhum momento os dados estão correlacionados a um paciente específico, procedimento cirúrgico, cirurgião, tempo ou outros possíveis identificadores que possam ser usados para correlacionar os dados.
[00269] Os dados podem ser extraídos 4038 para compilação das informações de base em um dispositivo de armazenamento de base de dados 205 de nuvem 204 remoto acoplado ao servidor remoto 213. Os dados armazenados no dispositivo de armazenamento de base de dados 248 podem ser usados em uma análise com base em nuvem avançada, conforme descrito no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.340, depositado em 28 dezembro de 2017, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade. Uma cópia das informações com ligações de dados intactas também pode ser armazenada na base de dados de RME do paciente 4002 (Figura 22). Por exemplo, o controlador cirúrgico central 206 pode importar irregularidades ou comorbidades do tecido do paciente para adicionar a um conjunto de dados existentes armazenado na base de dados 248. Os dados podem ser extraídos 4038 antes da cirurgia e/ou podem ser extraídos 4038 conforme os dados são transmitidos ao dispositivo de armazenamento 205 da base de dados da nuvem 204 acoplado ao servidor remoto 213.
[00270] Ainda com referência continuada às Figuras 1 a 11 e 22 a 24, a Figura 25 é um diagrama 4050 que representa o processo de importar os registros médicos eletrônicos do paciente 4012 que contêm dados do procedimento cirúrgico e do paciente relevantes 4018 armazenados na base de dados do RME 4002, a extração 4038 dos dados relevantes do paciente 4018 a partir dos registros médicos importados 4012 e a identificação 4060 das implicações, ou inferências, do dispositivo inteligente 4062 de acordo com um aspecto da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 25, os registros médicos eletrônicos do paciente 4012, que contêm informações armazenadas na base de dados de RME do paciente 4002, são recuperados da base de dados de REM 4002, importados para o controlador cirúrgico central 206 e armazenados no dispositivo de armazenamento 248 do controlador cirúrgico central 206. Os dados não editados são removidos ou apagados 4019 dos registros médicos eletrônicos do paciente 4012 antes de serem armazenados no dispositivo de armazenamento 248 do controlador cirúrgico central 206 como um arquivo de dados anônimos 4016 (Figura 22). Os dados relevantes do paciente 4018 são, então, extraídos 4038 dos registros médicos 4012 para remover os dados relevantes do paciente desejados 4018 e apagar 4019 os dados não editados para manter o anonimato do paciente. No exemplo ilustrado, os dados extraídos 4058 incluem enfisema, pressão arterial alta, câncer de pulmão pequeno, varfarina/anticoagulante e/ou pré-tratamento com radiação. Os dados extraídos 4058 são empregados para identificar 4060 as implicações do dispositivo inteligente enquanto mantêm o anonimato do paciente, conforme descrito mais adiante neste documento.
[00271] Embora os dados do procedimento cirúrgico e os dados relevantes do paciente 4018 sejam descritos como sendo importados dos registros médicos eletrônicos do paciente 4012 armazenados na base de dados de RME 4002, em vários aspectos, os dados do procedimento cirúrgico e os dados relevantes do paciente 4018 podem ser recuperados a partir de um dispositivo modular acoplado ao controlador cirúrgico central 206 antes de serem armazenados na base de dados de RME 4002. Por exemplo, o controlador cirúrgico central 206 pode interrogar o módulo para recuperar os dados do procedimento cirúrgico e os dados relevantes do paciente 4018 do módulo. Conforme descrito aqui, um módulo inclui um módulo de imageamento 238 que é acoplado a um endoscópio 239, um módulo gerador 240 que é acoplado a um dispositivo de energia 241, um módulo de evacuação de fumaça 226, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um dispositivo/instrumento inteligente 235 opcionalmente acoplado a uma tela 237 e um módulo de sensor sem contato 242, entre outros módulos, conforme ilustrado nas Figuras 3 e de 8 a 10.
[00272] Por exemplo, os dados anonimizados extraídos 4058 podem ser empregados para identificar 4060 falhas catastróficas de instrumentos, e outros dispositivos inteligentes, e podem iniciar um processo de arquivamento e submissão de dados automáticos para análise de outras implicações. Por exemplo, a implicação de se detectar um componente ou adaptador falsificado em um dispositivo de fabricante de equipamentos originais ("OEM" - original equipment manufacturer) seria iniciar a documentação do componente e o registo dos resultados e da consequência de sua utilização. Por exemplo, o controlador cirúrgico central 206 pode executar algoritmos de percepção situacional, conforme descrito em conexão com a Figura 41. Em um aspecto, o controlador cirúrgico central 206 pode receber ou identificar inicialmente uma variedade de implicações 4062 que são derivadas de dados anonimizados extraídos 4058. O controlador cirúrgico central 206 é configurado para controlar os instrumentos 235, ou outros módulos, de modo que eles operem de modo correspondente com as implicações derivadas 4062. Em um exemplo, a lógica de controle do controlador cirúrgico central 206 identifica que (i) o tecido pulmonar pode ser mais frágil do que o normal (por exemplo, devido a enfisema), (ii) problemas de hemostasia são mais prováveis (por exemplo, devido à pressão arterial alta e/ou o paciente estar tomando um anticoagulante, como varfarina), (iii) o câncer pode ser mais agressivo (por exemplo, devido ao alvo do procedimento ser um câncer do pulmão de pequenas células), e (iv) o tecido pulmonar pode ser mais rígido e mais propenso a ruptura (por exemplo, devido ao fato de o paciente ter recebido um tratamento prévio de radiação). A lógica de controle ou o processador 244 do controlador cirúrgico central 206 interpretam, então, como esses dados afetam os instrumentos 235, ou outros módulos, de modo que os instrumentos 235 sejam operados consistentemente com os dados e, então, comunicam os ajustes correspondentes a cada um dos instrumentos 235.
[00273] Em um exemplo relacionado a um tipo de grampeador de um instrumento cirúrgico 235, com base nas implicações 4062 identificadas 4060 a partir de dados anonimizados extraídos 4058, a lógica de controle ou o processador 244 do controlador cirúrgico central 206 podem (i) notificar o grampeador para ajustar o parâmetro de limite da taxa de compressão, (ii) ajustar o valor-limite de visualização do controlador cirúrgico central 206 para quantificar o sangramento e os parâmetros internos, (iii) notificar o módulo gerador do combo 240 do tecido pulmonar e dos tipos de tecido vascular de modo que os algoritmos de controle do módulo gerador 240 e da energia sejam ajustados de acordo, (iv) notificar o módulo de imageamento 238 do marcador de câncer agressivo para ajustar as faixas de margem de acordo, (v) notificar o grampeador do ajuste de parâmetro de margem necessário (o parâmetro da margem corresponde à distância ou quantidade de tecido ao redor do câncer que será removida), e (vi) notificar o grampeador que o tecido é potencialmente frágil. Além disso, os dados anonimizados extraídos 4058, sobre os quais as implicações 40602 se baseiam, são identificados pelo controlador cirúrgico central 206 e são alimentados no algoritmo de percepção situacional (veja a Figura 41). Os exemplos incluem, sem limitações, a ressecção torácica dos pulmões, por exemplo, segmentectomia, entre outros.
[00274] A Figura 26 é um diagrama 4070 que ilustra a aplicação da análise baseada em nuvem aos dados do paciente não editados, dados relevantes do paciente extraídos 4018 e pares de dados independentes, de acordo com um aspecto da presente invenção. Conforme mostrado, múltiplos controladores cirúrgicos centrais, o Controlador cirúrgico central #1 4072, o Controlador cirúrgico central #3 4074 e o Controlador cirúrgico central #4 4076 estão localizados dentro da barreira de dados do hospital 4006 (veja também a Figura 22). O registro médico eletrônico do paciente não editado 4012, que inclui dados do paciente e dados relacionados à cirurgia, pode ser usado e trocado entre os controladores cirúrgicos centrais: o Controlador cirúrgico central #1 4072, o Controlador cirúrgico central #3 4074 e o Controlador cirúrgico central #4 4076 localizados dentro da barreira de dados do hospital
4006. Antes de transmitir o registro médico eletrônico do paciente não editado 4012 que contém os dados do paciente e os dados relacionados à cirurgia fora da barreira de dados do hospital 4006, entretanto, os dados do paciente do registro médico eletrônico do paciente 4012 são editados e extraídos para criar um arquivo de dados anônimos 4016 que contém informações anonimizadas para análise e processamento posterior dos dados editados/extraídos por processos analíticos baseados em nuvem na nuvem 204.
[00275] A Figura 27 é um diagrama de fluxo lógico 4080 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para associar conjuntos de dados de pacientes a partir de uma primeira e uma segunda fontes de dados, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. Com referência à Figura 27 e também com referência às Figuras 1 a 11, para mostrar interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206, que compreende um processador 244; e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para interrogar 4082 um instrumento cirúrgico 235, recuperar 4084 um primeiro conjunto de dados a partir do instrumento cirúrgico 235, interrogar 4086 um dispositivo de imageamento médico 238, recuperar 4088 um segundo conjunto de dados a partir do dispositivo de imageamento médico 238, associar 4090 o primeiro e o segundo conjuntos de dados com uma chave e transmitir o primeiro e o segundo conjuntos de dados associados a uma rede remota fora do controlador cirúrgico central 206. O instrumento cirúrgico 235 é uma primeira fonte de dados do paciente e o primeiro conjunto de dados está associado a um procedimento cirúrgico. O dispositivo de imageamento médico 238 é uma segunda fonte de dados do paciente e o segundo conjunto de dados está associado a um resultado do procedimento cirúrgico. O primeiro e o segundo registos de dados são identificados de modo inequívoco pela chave.
[00276] Em um outro aspecto, o controlador cirúrgico central 206 fornece uma memória 249 que armazena instruções executáveis pelo processador 244 para recuperar o primeiro conjunto de dados com o uso da chave, anonimizar o primeiro conjunto de dados, recuperar o segundo conjunto de dados usando a chave, anonimizar o segundo conjunto de dados, emparelhar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados e determinar a taxa de sucesso dos procedimentos cirúrgicos agrupados pelo procedimento cirúrgico com base no primeiro e no segundo conjuntos de dados anonimizados emparelhados.
[00277] Em um outro aspecto, o controlador cirúrgico central 206 fornece uma memória 249 que armazena instruções executáveis pelo processador 244 para recuperar o primeiro conjunto de dados anonimizados, recuperar o segundo conjunto de dados anonimizados e reintegrar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados com o uso da chave.
[00278] A Figura 28 é um diagrama de fluxo lógico de um processo 4400 que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para extrair dados a fim de extrair porções relevantes dos dados para configurar e operar o controlador cirúrgico central 206 e os módulos (por exemplo, instrumentos 235) acoplados ao controlador cirúrgico central 206, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência à Figura 28 e também com referência às Figuras 1 a 11, para mostrar interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, em um aspecto, o controlador cirúrgico central 206 pode ser configurado para interrogar um módulo acoplado ao controlador cirúrgico central 206 para dados, e extrair os dados para extrair porções relevantes dos dados para configurar e operar o controlador cirúrgico central 206 e os módulos (por exemplo, instrumentos 235) acoplados ao controlador cirúrgico central 206 e anonimizar a cirurgia, o paciente e outros parâmetros que possam ser usados para identificar o paciente para manter a privacidade do paciente. De acordo com o processo 4400, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que inclui um processador 244, um controlador de comunicação de modular central 203 acoplado ao processador 244, sendo que o controlador de comunicação de modular central 203 é configurado para conectar os dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de operação ao controlador cirúrgico central 206. O processador 244 é acoplado a uma memória 249, sendo que a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para fazer com que o processador interrogue 4402 um dispositivo modular acoplado ao processador 244 por meio do controlador de comunicação de modular central 203. O dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem os dados de identidade do paciente e os dados do procedimento cirúrgico. O processador 244 recebe 4404 um conjunto de dados a partir do dispositivo modular. O processador 244 descarta 4406 os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados do procedimento cirúrgico que identifique o paciente a partir do conjunto de dados. O processador 244 extrai 4408 os dados anônimos do conjunto de dados e cria 4410 um conjunto de dados anonimizados. O processador 244 configura 4412 o funcionamento do controlador cirúrgico central 206 ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizados.
[00279] Em um outro aspecto, em que o conjunto de dados anonimizados inclui uma falha catastrófica de um dispositivo modular, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para iniciar o arquivamento e a submissão de dados automaticamente para análise de implicações com base na falha catastrófica do dispositivo modular. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para detectar informações de componente falsificado do conjunto de dados anonimizados. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para derivar as implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizados e a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para configurar o dispositivo modular para operar com base nas implicações derivadas ou configurar o controlador cirúrgico central com base nas implicações derivadas. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para conglomerar os dados anonimizados. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para extrair os dados anonimizados antes de armazenar os dados recebidos em um dispositivo de armazenamento acoplado ao controlador cirúrgico central. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador para transmitir os dados anonimizados para uma rede remota fora do controlador cirúrgico central, compilar os dados anonimizados na rede remota e armazenar uma cópia do conjunto de dados a partir do dispositivo modular em uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente. Armazenamento da criação de dados e uso de dados autodescritivos que incluem recursos de identificação
[00280] Em um aspecto, a presente invenção fornece pacotes de dados autodescritivos gerados no instrumento emissor e que incluem identificadores para todos os dispositivos que manipularam o pacote. A autodescrição permite que o processador interprete os dados no pacote de autodescrição sem conhecer o tipo de dado com antecedência antes da recepção do pacote de autodescrição. Os dados se aplicam a cada ponto de dados ou cadeia de dados e incluem o tipo de dado, a fonte do pacote de autodescrição, a identificação do dispositivo que gerou o pacote, as unidades, o tempo de geração do pacote e uma autenticação de que os dados contidos no pacote estão inalterados. Quando o processador (no dispositivo ou no controlador cirúrgico central) recebe um pacote inesperado e verifica a fonte do pacote, o processador altera as técnicas de coleta para estar pronto para quaisquer pacotes subsequentes a partir daquela fonte.
[00281] Com referência também às Figuras 1 a 11 para mostrar a interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, durante um procedimento cirúrgico que é realizado em um ambiente de controlador cirúrgico central 206, o tamanho e a quantidade de dados que são gerados por dispositivos cirúrgicos 235 acoplados ao controlador cirúrgico central 206 podem se tornar muito grandes. Além disso, os dados trocados entre os dispositivos cirúrgicos 235 e/ou o controlador cirúrgico central 206 podem se tornar bem grandes.
[00282] Uma solução fornece técnicas para minimizar o tamanho dos dados e manipular os dados dentro de um controlador cirúrgico central 206 pela geração de um pacote de autodescrição. O pacote de autodescrição é inicialmente montado pelo instrumento 235 que o gerou. O pacote é, então, ordenado e criptografado mediante a geração de um certificado de criptografia que é exclusivo para cada pacote de dados. Os dados são, então, comunicados a partir do instrumento 235 através de protocolos criptografados com fio ou sem fio e armazenados no controlador cirúrgico central 206 para processamento e transmissão a um mecanismo de análise de nuvem 204. Cada pacote de dados autodescritivos inclui um identificador para identificar o instrumento específico que o gerou e o tempo em que foi gerado. O identificador do controlador cirúrgico central 206 é adicionado ao pacote quando o pacote é recebido pelo controlador cirúrgico central 206.
[00283] Em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que compreende um processador 244 e uma memória acoplada ao processador 244 249. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber um primeiro pacote de dados a partir de uma primeira fonte, receber um segundo pacote de dados a partir de uma segunda fonte, associar o primeiro e o segundo pacotes de dados e gerar um terceiro pacote de dados que compreende a primeira e a segunda cargas úteis de dados. O primeiro pacote de dados compreende um primeiro preâmbulo, uma primeira carga útil de dados, uma fonte da primeira carga útil de dados e um primeiro certificado de criptografia. O primeiro preâmbulo define a primeira carga útil de dados e o primeiro certificado de criptografia verifica a autenticidade do primeiro pacote de dados. O segundo pacote de dados compreende um segundo preâmbulo, uma segunda carga útil de dados, uma fonte da segunda carga útil de dados e um segundo certificado de criptografia. O segundo preâmbulo define a segunda carga útil de dados e o segundo certificado de criptografia verifica a autenticidade do segundo pacote de dados.
[00284] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para determinar que uma carga útil de dados é de uma nova fonte, verificar a nova fonte da carga útil de dados e alterar um processo de coleta de dados no controlador cirúrgico central para receber subsequentes pacotes de dados a partir da nova fonte.
[00285] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para associar o primeiro e o segundo pacotes com base em uma chave. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para anonimizar a carga útil de dados do terceiro pacote de dados. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber um terceiro pacote de dados anonimizados e reintegrar o terceiro pacote de dados anonimizados no primeiro e no segundo pacotes de dados com o uso da chave.
[00286] Em vários aspectos, a presente invenção fornece um circuito de controle para receber e processar os pacotes de dados conforme descrito acima. Em vários aspectos, a presente invenção fornece uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina receba e processe os pacotes conforme descrito acima.
[00287] Em outros aspectos, a presente invenção se refere a um método para a geração de um pacote de dados que compreende dados autodescritivos. Em um aspecto, um instrumento cirúrgico inclui um processador e uma memória acoplada ao processador, um circuito de controle e/ou uma mídia legível por computador configurada para gerar um pacote de dados que compreende um preâmbulo, uma carga útil de dados, uma fonte da carga útil de dados e um certificado de criptografia.
O preâmbulo define a carga útil de dados e o certificado de criptografia verifica a autenticidade do pacote de dados. Em vários aspectos, o pacote de dados pode ser gerado por qualquer módulo acoplado ao controlador cirúrgico central. Os pacotes de dados autodescritivos minimizam o tamanho dos dados e a transmissão dos dados no controlador cirúrgico central.
[00288] Em um aspecto, a presente invenção fornece um pacote de dados autodescritivos gerados em um dispositivo emissor (por exemplo, instrumento, ferramenta, robô). O pacote de dados autodescritivos compreende identificadores para todos os dispositivos que lidam com o pacote de dados ao longo de uma trajetória de comunicação; uma autodescrição para possibilitar que um processador interprete aqueles dados contidos no pacote de dados sem ter sido informado com antecedência do recebimento do pacote de dados ao longo de uma trajetória; dados para cada ponto de dados ou cadeia de dados; e tipo de dados, fonte de dados, as IDs do dispositivo que geraram os dados, unidades dos dados, tempo de geração e autenticação de que o pacote de dados está inalterado. Em um outro aspecto, quando um processador recebe um pacote de dados de uma fonte inesperada e verifica a fonte dos dados, o processador altera a técnica de coleta de dados para se preparar para quaisquer pacotes de dados subsequentes a partir da fonte.
[00289] Na criação e utilização de um pacote de dados que compreende dados autodescritivos, o controlador cirúrgico central inclui recursos de identificação. O controlador cirúrgico central e os dispositivos inteligentes usam pacotes de dados autodescritivos para minimizar o tamanho dos dados e a manipulação dos dados. Em um controlador cirúrgico central que gera grandes volumes de dados, os pacotes de dados autodescritivos minimizam o tamanho dos dados e a manipulação dos dados, economizando, dessa forma, tempo e possibilitando que a sala de operação funcione de forma mais eficiente.
[00290] A Figura 29 é ilustra um pacote de dados autodescritivos 4100 que compreende dados autodescritivos, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência também às Figuras 1 a 11, para mostrar a interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, em um aspecto, os pacotes de dados autodescritivos 4100, conforme mostrados na Figura 29, são gerados em um instrumento emissor 235, ou dispositivo ou módulo localizado na a sala de operação ou em comunicação com ela, e incluem identificadores para todos os dispositivos 235 que manuseiam o pacote ao longo de uma trajetória de comunicação. A autodescrição possibilita que um processador 244 interprete a carga útil de dados do pacote 4100 sem ter conhecimento prévio da definição da carga útil de dados antes de receber o pacote de dados autodescritivos 4100. O processador 244 pode interpretar a carga útil de dados mediante análise de um pacote de autodescrição de entrada 4100 conforme ele é recebido e identifica a carga útil de dados sem ser previamente notificado de que o pacote de autodescrição foi recebido 4100. Os dados são para cada ponto de dados ou cadeia de dados. A carga útil de dados inclui o tipo de dados, a fonte de dados, as IDs do dispositivo que geraram os dados, as unidades de dados, quando o dado foi gerado e uma autenticação de que o pacote de dados autodescritivos 4100 está inalterado. Quando o processador 244, que pode estar situado no dispositivo ou no controlador cirúrgico central 206, recebe um pacote de dados autodescritivos inesperado 4100 e verifica a fonte do pacote de dados autodescritivos 4100, o processador 244 altera o meio de coleta de dados para estar pronto para quaisquer pacotes de dados autodescritivos 4100 subsequentes a partir daquela fonte. Em um exemplo, as informações contidas em um pacote de autodescrição 4100 podem ser registradas durante o primeiro disparo
4172 no procedimento cirúrgico de ressecção de um tumor pulmonar descrito em conexão com as Figuras 31 a 35.
[00291] O pacote de dados autodescritivos 4100 inclui não apenas os dados, mas um preâmbulo que define quais dados são e de onde os dados vieram, bem como um certificado de criptografia que verifica a autenticidade de cada pacote de dados 4100. Conforme mostrado na Figura 29, o pacote de dados 4100 pode compreender um cabeçote de dados autodescritivos 4102 (por exemplo, força para disparar ["FTF" - force-to-fire], força para fechar ["FTC" - force-to-close], amplitude da energia, frequência da energia, largura de pulso da energia, velocidade de disparo, e similares), um ID do dispositivo 4104 (por exemplo, 002), um ID do eixo de acionamento 4106 (por exemplo, W30), um ID do cartucho 4108 (por exemplo, 28ESN736), um carimbo de data e hora exclusivo 4110 (por exemplo, 09h35min15s), um valor de força para disparar 4112 (por exemplo, 85) quando o cabeçote de dados autodescritivos 4102 incluir FTF (força para disparar), caso contrário, esta posição no pacote de dados 4100 inclui o valor de força para fechar, amplitude da energia, frequência da energia, largura de pulso da energia, velocidade de disparo, e similares. O pacote de dados 4100 inclui adicionalmente o valor de espessura do tecido 4114 (por exemplo, 1,1 mm) e um certificado de identificação de valor dos dados 4116 (por exemplo, 01101010001001) que é exclusivo para cada pacote de dados
4100. Quando o pacote de dados autodescritivos 4100 é recebido por outro instrumento 235, o controlador cirúrgico central 206, a nuvem 204, etc., o receptor analisa o cabeçote de dados autodescritivos 4102 e, com base em seu valor, sabe que tipo de dados está contido no pacote de dados autodescritivos 4100. A Tabela 1 abaixo relaciona o valor do cabeçote de dados autodescritivos 4102 e o valor dos dados correspondentes.
Cabeçote de dados Tipo de dado autodescritivos (4102) FTF Força para disparar (N) FTC Força para fechar (N) EA Amplitude da energia (J) EF Frequência da energia (Hz) EPW Largura de pulso da energia (S) SOF Velocidade de disparo (mm/s) Tabela 1
[00292] Cada pacote de dados autodescritivos 4100 compreendendo dados autodescritivos é inicialmente montado pelo instrumento 235, dispositivo, ou módulo que gerou o pacote de dados autodescritivos
4100. Subsequentemente, o pacote de dados autodescritivos 4100 compreendendo dados autodescritivos é ordenado e criptografado para gerar um certificado de criptografia. O certificado de criptografia é exclusivo para cada pacote de dados autodescritivos 4100. Esses dados são, então, comunicados através de protocolos criptografados com fio ou sem fio e armazenados no controlador cirúrgico central 206 para processamento e transmissão a um mecanismo de análise de nuvem 204.
[00293] Cada pacote de dados autodescritivos 4100 compreendendo dados autodescritivos inclui um ID do dispositivo 4104 para identificar o instrumento específico 235 que gerou o pacote de dados autodescritivos 4100, um carimbo de data e hora 4110 para indicar o horário em que o pacote de dados 4100 foi gerado, e quando o pacote de dados 4100 foi gerado e quando o pacote de dados autodescritivos é recebido pelo controlador cirúrgico central 206. O ID do controlador cirúrgico central 206 também pode ser adicionado ao pacote de dados autodescritivos
4100.
[00294] Cada um dos pacotes de dados autodescritivos 4100 compreendendo dados autodescritivos pode incluir um invólucro de pacote que define o início do pacote de dados 4100 e o fim do pacote de dados 4100 que inclui quaisquer identificadores necessários para prever o número e a ordem dos bits no pacote de dados autodescritivos.
[00295] O controlador cirúrgico central 206 também gerencia conjuntos de dados redundantes. À medida que o dispositivo 235 funciona e faz interconexões com outros controladores cirúrgicos centrais 206, múltiplos conjuntos dos mesmos dados podem ser criados e armazenados em vários dispositivos 235. Consequentemente, o controlador cirúrgico central 206 gerencia múltiplas imagens de dados redundantes bem como a anonimização e segurança dos dados. O controlador cirúrgico central 206 também fornece visualização e comunicação temporárias, gerenciamento de incidentes, processamento entre pares ou processamento distribuído, e backup de armazenamento e proteção de dados.
[00296] A Figura 30 é um fluxograma lógico 4120 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para uso de pacotes de dados que compreendem dados autodescritivos, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência às Figuras 1 a 29, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que compreende um processador 244 e uma memória acoplada ao processador 244 249. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber um primeiro pacote de dados a partir de uma primeira fonte, receber um segundo pacote de dados a partir de uma segunda fonte, associar o primeiro e o segundo pacotes de dados e gerar um terceiro pacote de dados que compreende a primeira e a segunda cargas úteis de dados. O primeiro pacote de dados compreende um primeiro preâmbulo, uma primeira carga útil de dados, uma fonte da primeira carga útil de dados e um primeiro certificado de criptografia. O primeiro preâmbulo define a primeira carga útil de dados e o primeiro certificado de criptografia verifica a autenticidade do primeiro pacote de dados. O segundo pacote de dados compreende um segundo preâmbulo, uma segunda carga útil de dados, uma fonte da segunda carga útil de dados e um segundo certificado de criptografia. O segundo preâmbulo define a segunda carga útil de dados e o segundo certificado de criptografia verifica a autenticidade do segundo pacote de dados.
[00297] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para determinar que uma carga útil de dados é de uma nova fonte, verificar a nova fonte da carga útil de dados e alterar um processo de coleta de dados no controlador cirúrgico central para receber subsequentes pacotes de dados a partir da nova fonte.
[00298] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para associar o primeiro e o segundo pacotes com base em uma chave. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para anonimizar a carga útil de dados do terceiro pacote de dados. Em um outro aspecto, a memória 244 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber um terceiro pacote de dados anonimizados e reintegrar o terceiro pacote de dados anonimizados no primeiro e no segundo pacotes de dados com o uso da chave.
[00299] A Figura 31 é um diagrama de fluxo lógico 4130 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para uso de pacotes de dados que compreendem dados autodescritivos, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência à Figura 31 e também com referência às Figuras 1 a 11, para mostrar interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que compreende um processador 244 e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber 4132 um primeiro pacote de dados autodescritivos a partir de uma primeira fonte de dados, sendo que o primeiro pacote de dados autodescritivos compreende um primeiro preâmbulo, uma primeira carga útil de dados, uma fonte da primeira carga útil de dados e um primeiro certificado de criptografia. O primeiro preâmbulo define a primeira carga útil de dados e o primeiro certificado de criptografia verifica a autenticidade do primeiro pacote de dados. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para analisar 4134 o primeiro preâmbulo recebido e interpretar 4136 a primeira carga útil de dados com base no primeiro preâmbulo.
[00300] Em vários aspectos, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber um segundo pacote de dados autodescritivos a partir de uma segunda fonte de dados, sendo que o segundo pacote de dados autodescritivos compreende um segundo preâmbulo, uma segunda carga útil de dados, uma fonte da segunda carga útil de dados e um segundo certificado de criptografia. O segundo preâmbulo define a segunda carga útil de dados e o segundo certificado de criptografia verifica a autenticidade do segundo pacote de dados. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para analisar o segundo preâmbulo recebido, interpretar a segunda carga útil de dados com base no segundo preâmbulo, associar o primeiro e o segundo pacotes de dados autodescritivos e gerar um terceiro pacote de dados autodescritivos que compreende a primeira e a segunda cargas úteis de dados. Em um aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para anonimizar a carga útil de dados do terceiro pacote de dados autodescritivos.
[00301] Em vários aspectos, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para determinar que uma carga útil de dados foi gerada por uma nova fonte de dados, verificar a nova fonte de dados da carga útil de dados e alterar um processo de coleta de dados no controlador cirúrgico central para receber pacotes de dados subsequentes a partir da nova fonte de dados. Em um aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para associar o primeiro e o segundo pacotes de dados autodescritivos com base em uma chave. Em um outro aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para receber um terceiro pacote de dados autodescritivos anonimizados e reintegrar o terceiro pacote de dados autodescritivos anonimizados no primeiro e no segundo pacotes de dados autodescritivos com o uso da chave. Armazenamento dos dados de uma maneira de conjuntos de dados emparelhados que podem ser agrupados por cirurgia, mas não necessariamente chaveados a datas de cirurgia e cirurgiões reais
[00302] Em um aspecto, a presente invenção fornece um método de emparelhamento de dados que permite que um controlador cirúrgico central se interconecte a um parâmetro medido de dispositivo com um resultado cirúrgico. O par de dados inclui todos os dados cirúrgicos relevantes ou qualificadores do paciente sem qualquer dado que identifique o paciente. O par de dados é gerado em dois períodos de tempo separados e distintos. A descrição fornece adicionalmente a configuração e o armazenamento dos dados de modo a ser capaz de reconstruir uma série cronológica de eventos ou meramente uma série de conjuntos de dados acoplados mas não restritos. A descrição fornece adicionalmente o armazenamento dos dados de uma forma criptografada e com backup predefinido e com espelhamento para a nuvem.
[00303] Para determinar o sucesso ou fracasso de um procedimento cirúrgico, os dados armazenados em um instrumento cirúrgico devem estar correlacionados com o resultado do procedimento cirúrgico enquanto anonimiza simultaneamente os dados para proteger a privacidade do paciente. Uma solução é emparelhar os dados associados a um procedimento cirúrgico, conforme registrado pelo instrumento cirúrgico durante o procedimento cirúrgico, com os dados que avaliam a eficácia do procedimento. Os dados são emparelhados sem identificadores associados com a cirurgia, o paciente ou o tempo para preservar o anonimato. Os dados emparelhados são gerados em dois períodos de tempo separados e distintos.
[00304] Em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central configurado para se comunicar com um instrumento cirúrgico. O controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. A memória armazena instruções executáveis pelo processador para receber um primeiro conjunto de dados associado a um procedimento cirúrgico, receber um segundo conjunto de dados associado à eficácia do procedimento cirúrgico, anonimizar o primeiro e o segundo conjuntos de dados pela remoção das informações que identificam um paciente, uma cirurgia ou um horário agendado da cirurgia, e armazenar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados para gerar um par de dados agrupados por cirurgia. O primeiro conjunto de dados é gerado em um primeiro tempo, o segundo conjunto de dados é gerado em um segundo tempo, e o segundo tempo é separado e distinto do primeiro tempo.
[00305] Em um outro aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para reconstruir uma série de eventos cronológicos com base no par de dados. Em um outro aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para reconstruir uma série de conjuntos de dados acoplados mas não restritos com base no par de dados. Em um outro aspecto, a memória armazena instruções executáveis pelo processador para criptografar o par de dados, definir um formato de backup para o par de dados e espelhar o par de dados para um dispositivo de armazenamento em nuvem.
[00306] Em vários aspectos, a presente invenção fornece um circuito de controle para receber e processar os conjuntos de dados conforme descrito acima. Em vários aspectos, a presente invenção fornece uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina receba e processe os conjuntos conforme descrito acima.
[00307] O armazenamento de dados anônimos emparelhados possibilita que o hospital ou o cirurgião usem os pares de dados localmente para ligação a cirurgias específicas ou para armazenar os pares de dados para analisar tendências gerais sem extrair eventos específicos de maneira cronológica.
[00308] Em um aspecto, o controlador cirúrgico central fornece armazenamento e configuração de dados definidos pelo usuário. O armazenamento dos dados pode ser feito em uma maneira de conjuntos de dados emparelhados que podem ser agrupados por cirurgia, mas não necessariamente chaveados a datas cirúrgicas e cirurgiões reais. Essa técnica fornece o anonimato dos dados no que diz respeito ao paciente e ao cirurgião.
[00309] Em um aspecto, a presente invenção fornece um método de emparelhamento de dados. O método de emparelhamento de dados compreende possibilitar que um controlador cirúrgico central se interconecte a um parâmetro medido pelo dispositivo com um resultado, sendo que um par de dados inclui todos os qualificadores de tecido ou paciente relevantes sem qualquer um dos identificadores, sendo que o par de dados é gerado em dois períodos de tempo distintos e separados. Em um outro aspecto, a presente invenção fornece uma configuração de dados que inclui a questão de saber se os dados estão armazenados de modo a permitir a reconstrução de uma série cronológica de eventos ou meramente uma série de conjuntos de dados acoplados mas não restritos. Em um outro aspecto, os dados podem ser armazenados de uma forma criptografada. Os dados armazenados podem compreender um backup predefinido e um espelhamento para a nuvem.
[00310] Os dados podem ser criptografados localmente no dispositivo. O backup dos dados pode ser automático em um dispositivo de armazenamento de carga secundário integrado. O dispositivo e/ou o controlador cirúrgico central podem ser configurados para manter o tempo de armazenamento dos dados e compilar e transmitir os dados para um outro local para armazenamento, por exemplo, outro controlador cirúrgico central ou um dispositivo de armazenamento em nuvem. Os dados podem ser agrupados juntos e chaveados para transmissão para o local de análise na nuvem. Um sistema de análise baseado em nuvem é descrito no Pedido de Patente US Provisório n° de série 62/611.340 do mesmo requerente, que foi depositado em 28 de dezembro de 2017, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade.
[00311] Em um outro aspecto, o controlador cirúrgico central fornece ao usuário opções selecionáveis para o armazenamento de dados. Em uma técnica, o controlador central possibilita que o hospital ou o cirurgião selecione se os dados devem ser armazenados de uma maneira que possibilite que eles sejam usados localmente em um controlador cirúrgico central para ligação a cirurgias específicas. Em uma outra técnica, o controlador cirúrgico central permite que os dados sejam armazenados como pares de dados de modo que tendências gerais possam ser analisadas sem eventos específicos extraídos de uma maneira cronológica.
[00312] A Figura 32 é um diagrama 4150 de um tumor 4152 localizado no lóbulo posterior superior direito 4154 do pulmão direto 4156, de acordo com um aspecto da presente invenção. Para remover o tumor 4152, o cirurgião corta ao redor do tumor 4152 ao longo do perímetro genericamente designado como uma margem 4158. Uma fissura 4160 separa o lóbulo superior 4162 e o lóbulo intermediário 4164 do pulmão direito 4156. Para retirar o tumor 4152 ao redor da margem 4158, o cirurgião deve cortar os vasos brônquicos 4166 que fazem a ligação até e a partir do lóbulo intermediário 4164 e o lóbulo superior 4162 do pulmão direito 4156. Os vasos brônquicos 4166 precisam ser vedados e cortados com o uso de um dispositivo como um grampeador cirúrgico, um instrumento eletrocirúrgico, um instrumento ultrassônico, uma combinação de instrumento eletrocirúrgico/ultrassônico e/ou uma combinação de grampeador/dispositivo eletrocirúrgico genericamente representado na presente invenção como o instrumento/dispositivo 235 acoplado ao controlador cirúrgico central 206. O dispositivo 235 é configurado para registrar os dados conforme descrito acima, que são formados como um pacote de dados, criptografados, armazenados e/ou transmitidos a um dispositivo de armazenamento de dados remoto 105 e processados pelo servidor 113 na nuvem 104. As Figuras 37 e 38 são diagramas que ilustram o pulmão direito 4156 e a árvore brônquica 4250 embutida dentro do tecido parênquima do pulmão.
[00313] Em um aspecto, o pacote de dados pode estar sob a forma dos dados autodescritivos 4100 descritos em conexão com as Figuras 29 a 31. O pacote de dados autodescritivos 4100 conterá as informações registadas pelo dispositivo 235 durante o procedimento. Essas informações podem incluir, por exemplo, um cabeçote de dados autodescritivos 4102 (por exemplo, força para disparar [FTF], força para fechar [FTC], amplitude da energia, frequência da energia, largura de pulso da energia, velocidade de disparo, e similares) com base na variável específica. O ID do dispositivo 4104 (por exemplo, 002) do instrumento/dispositivo 235 usado no procedimento inclui componentes do instrumento/dispositivo 235 como o ID do eixo de acionamento 4106 (por exemplo, W30) e o ID do cartucho 4108 (por exemplo, ESN736). O pacote de autodescrição 4100 também registra um carimbo de data e hora exclusivo 4110 (por exemplo, 09h35min15s) e variáveis processuais como um valor de força para disparar 4112 (por exemplo, 85) quando o cabeçote dos dados autodescritivos 4102 inclui FTF (força para disparar), caso contrário, esta posição no pacote de dados 4100 inclui o valor de força para fechar (FTC), a amplitude da energia, frequência da energia, largura de pulso da energia, velocidade de disparo, e similares, conforme mostrado na Tabela 1, por exemplo. O pacote de dados 4100 pode incluir ainda o valor de espessura do tecido 4114 (por exemplo, 1,1 mm), que nesse exemplo se refere à espessura do vaso brônquico 4166 exposto na fissura 4160 que foi selado e cortado. Finalmente, cada pacote de autodescrição 4100 inclui um certificado de identificação de valor de dado 4116 (por exemplo, 01101010001001) que identifica de modo inequívoco cada pacote de dados 4100 transmitido pelo dispositivo/instrumento 235 ao controlador cirúrgico central 206, adicionalmente transmitido a partir do controlador cirúrgico central 206 para a nuvem 204 e armazenados no dispositivo de armazenamento 205 acoplado ao servidor 213 e/ou adicionalmente transmitido para o controlador cirúrgico central robótico 222 e armazenado.
[00314] Os dados transmitidos por meio de um pacote de dados autodescritivos 4100 é amostrado pelo dispositivo do instrumento 235 a uma taxa de amostragem predeterminada. Cada amostra é formada em um pacote de dados autodescritivos 4100 que é transmitido para o controlador cirúrgico central 206 e eventualmente é transmitido a partir do controlador cirúrgico central 206 para a nuvem 204. As amostras podem ser armazenadas localmente no dispositivo do instrumento 235 antes da paquetização ou podem ser transmitidas em tempo real. A taxa de amostragem predeterminada e a taxa de transmissão são ditadas por tráfego de comunicação no controlador central 206 e podem ser dinamicamente ajustadas para acomodar limitações de largura de banda atuais. Consequentemente, em um aspecto, o dispositivo do instrumento 235 pode registrar todas as amostras tomadas durante a cirurgia e no final do procedimento empacotar cada amostra em um pacote de autodescrição 4100 e transmitir o pacote de autodescrição 4100 ao controlador cirúrgico central 206. Em um outro aspecto, os dados amostrados podem ser empacotados conforme são registrados e transmitidos ao controlador cirúrgico central 206 dinamicamente.
[00315] A Figura 33 é um diagrama 4170 de um procedimento cirúrgico de ressecção de um tumor pulmonar que inclui quatro disparos separados de um dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 para vedar e cortar vasos brônquicos 4166 expostos na fissura 4160 até e a partir dos lóbulos superior e inferior 4162, 4164 do pulmão direito 4156 mostrado na Figura 32, de acordo com um aspecto da presente invenção. O dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 é identificado por um ID de dispositivo "002". Os dados de cada disparo do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 são registrados e formados em um pacote de dados 4100 que compreende os dados autodescritivos conforme mostrado na Figura 30. O pacote de dados autodescritivos 4100 mostrado na Figura 30 é representativo do primeiro disparo do dispositivo "002" que tem um cartucho de grampos de número de série ESN736, por exemplo. Na descrição a seguir, é feita referência também às Figuras 12 a 19 para descrições de várias arquiteturas de instrumentos/dispositivos 235 que incluem um processador ou um circuito de controle acoplado a uma memória para gravar (por exemplo, salvar ou armazenar) dados coletados durante um procedimento cirúrgico.
[00316] O primeiro disparo 4172 é registrado no tempo anônimo de 09h35min15s. O primeiro disparo 4172 veda e corta um primeiro vaso brônquico 4166 até o e a partir do lóbulo intermediário 4164 e até o e a partir do lóbulo superior 4162 do pulmão direito 4156 em uma primeira porção 4166a e em uma segunda porção 4166b, sendo que cada porção 4166a, 4166b é vedada por uma respectiva primeira e segunda linhas de grampos 4180a, 4180b. As informações associadas ao primeiro disparo 4172, por exemplo, as informações descritas em conexão com a Figura 30, são registradas na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 e são usadas para construir um primeiro pacote de dados autodescritivos 4100 descrito em conexão com as Figuras 29 a 31. O primeiro pacote de autodescrição 4100 pode ser transmitido por ocasião da finalização do primeiro disparo 4172 ou pode ser mantido armazenado na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 até que o procedimento cirúrgico seja concluído. Uma vez transmitido pelo dispositivo de grampeamento cirúrgico 235, o primeiro pacote de dados autodescritivos 4100 é recebido pelo controlador cirúrgico central 206. O primeiro pacote de dados autodescritivos 4100 é anonimizado pela extração e estampagem de data e hora 4038 dos dados, conforme discutido, por exemplo, em conexão com a Figura 23. Após a ressecção cirúrgica pulmonar ser finalizada, a integridade das vedações da primeira e da segunda linhas de grampos 4182a, 4182b será avaliada conforme mostrado na Figura 34, por exemplo, e os resultados da avaliação serão emparelhados com as informações associadas ao primeiro disparo 4172.
[00317] O segundo disparo 4174 veda e corta um segundo vaso brônquico dentre os vasos brônquicos 4166 até o e a partir do lóbulo intermediário 4164 e até o e a partir do lóbulo superior 4162 do pulmão direito 4156 em uma primeira porção 4166c e em uma segunda porção 4166d, sendo que cada porção 4166c, 4166d é vedada por uma primeira e uma segunda linhas de grampos 4180c, 4180d. As informações associadas ao segundo disparo 4174, por exemplo, as informações descritas em conexão com as Figuras 29 a 31, são registradas na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 e são usadas para construir um segundo pacote de dados autodescritivos 4100 descrito em conexão com as Figuras 29 a 31. O segundo pacote de dados autodescritivos 4100 pode ser transmitido por ocasião da finalização do segundo disparo 4174 ou pode ser mantido armazenado na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 até que o procedimento cirúrgico seja concluído. Uma vez transmitido pelo dispositivo de grampeamento cirúrgico 235, o segundo pacote de dados autodescritivos 4100 é recebido pelo controlador cirúrgico central 206. O segundo pacote de dados autodescritivos 4100 é anonimizado pela extração e estampagem de data e hora 4038 dos dados, conforme discutido, por exemplo, em conexão com a Figura 23. Após a ressecção cirúrgica pulmonar ser finalizada, a integridade das vedações da primeira e da segunda linhas de grampos 4182c, 4182d será avaliada conforme mostrado na Figura 34, por exemplo, e os resultados da avaliação serão emparelhados com as informações associadas ao segundo disparo 4174.
[00318] O terceiro disparo 4176 é registrado no tempo anônimo de 09h42min12s. O terceiro disparo 4176 lacra e corta uma porção externa dos lóbulos superior e intermediário 4162, 4164 do pulmão direito 4156. A primeira e a segunda linhas de grampos 4182a, 4182b são usadas para vedar a porção externa dos lóbulos superior e intermediário 4162,
4162. As informações associadas ao terceiro disparo 4176, por exemplo, as informações descritas em conexão com as Figuras 29 a 31, são registradas na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 e são usadas para construir um terceiro pacote de dados autodescritivos 4100 descrito em conexão com as Figuras 29 a 31. O terceiro pacote de autodescrição 4100 pode ser transmitido por ocasião da finalização do terceiro disparo 4176 ou pode ser mantido armazenado na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 até que o procedimento cirúrgico seja concluído. Uma vez transmitido pelo dispositivo de grampeamento cirúrgico 235, o terceiro pacote de dados autodescritivos 4100 é recebido pelo controlador cirúrgico central
206. O terceiro pacote de dados autodescritivos 4100 é anonimizado pela extração e estampagem de data e hora 4038 dos dados, conforme discutido, por exemplo, em conexão com a Figura 23. Após a ressecção cirúrgica pulmonar ser finalizada, a integridade das vedações da primeira e da segunda linhas de grampos 4180a, 4180b será avaliada conforme mostrado na Figura 34, por exemplo, e os resultados da avaliação serão emparelhados com as informações associadas ao terceiro disparo 4172.
[00319] O quarto disparo 4178 lacra e corta uma porção interna dos lóbulos superior e intermediário 4162, 4162 do pulmão direito 4156. A primeira e a segunda linhas de grampos 4182c, 4182d são usadas para vedar as porções externas dos lóbulos superior e intermediário 4162,
4164. As informações associadas ao quarto disparo 4178, por exemplo, as informações descritas em conexão com a Figura 30, são registradas na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 e são usadas para construir um quarto pacote de dados autodescritivos 4100 descrito em conexão com as Figuras 29 a 31. O quarto pacote de autodescrição 4100 pode ser transmitido por ocasião da finalização do quarto disparo 4178 ou pode ser mantido armazenado na memória do dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 até que o procedimento cirúrgico seja concluído. Uma vez transmitido pelo dispositivo de grampeamento cirúrgico 235, o quarto pacote de dados autodescritivos 4100 é recebido pelo controlador cirúrgico central 206. O quarto pacote de dados autodescritivos 4100 é anonimizado pela extração e estampagem de data e hora 4038 dos dados, conforme discutido, por exemplo, em conexão com a Figura 23. Após a ressecção cirúrgica pulmonar ser finalizada, a integridade das vedações da primeira e da segunda linhas de grampos 4182a, 4182b será avaliada conforme mostrado na Figura 34, por exemplo, e os resultados da avaliação serão emparelhados com as informações associadas ao quarto disparo 4172.
[00320] A Figura 34 é uma ilustração gráfica 4190 de uma curva de força para fechar (FTC) versus tempo 4192 e uma curva de força para disparar (FTF) versus tempo 4194 caracterizando o primeiro disparo 4172 do dispositivo 002 mostrado na Figura 33, de acordo com um aspecto da presente invenção. O dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 é identificado como 002 com um cartucho de grampos de 30 mm n° de série ESN736 com um eixo de acionamento PVS n° de série M3615N (ID do eixo de acionamento W30). O dispositivo de grampeamento cirúrgico 235 foi usado para o primeiro disparo 4172 para completar o procedimento cirúrgico de ressecção pulmonar mostrado na Figura 33. Conforme mostrado na Figura 34, a força de pico da força para disparar de 85 N é registrada no tempo anônimo de 09h35min15s. Os algoritmos no dispositivo de grampeador cirúrgico 235 determinam uma espessura de tecido de cerca de 1,1 mm. Conforme descrito mais adiante neste documento, a curva de FTC versus tempo 4192 e a curva de FTF versus tempo 4194 caracterizando o primeiro disparo 4172 do dispositivo cirúrgico 235 identificado pelo ID 002 serão emparelhadas com o resultado do procedimento cirúrgico de ressecção pulmonar, transmitidas para o centro cirúrgico 206, anonimizadas e armazenadas no controlador cirúrgico central 206 ou transmitidas para a nuvem 204 para agregação, processamento adicional, análise, entre outros.
[00321] A Figura 35 é um diagrama 4200 que ilustra um Doppler por laser da visualização de linhas de grampos para avaliar a integridade das vedações das linhas de grampos mediante o monitoramento do sangramento de um vaso após o disparo de um grampeador cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente invenção. Uma técnica de Doppler por laser é descrita acima sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, depositado em 28 de dezembro de 2017, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. O Doppler por laser fornece uma imagem 4202 adequada para inspecionar as vedações ao longo das linhas de grampo 4180a, 4180b, 4182a e visualizar o sangramento 4206 de quaisquer vedações defeituosas. A inspeção por Doppler por laser do primeiro disparo 4172 do dispositivo 002 mostra uma vedação defeituosa na primeira linha de grampos 4180a da primeira porção 4166a do vaso brônquico vedado durante o primeiro disparo 4172. A vedação da linha de grampos 4180a está sangrando 4206 em um volume de 0,5 cc. A imagem 4202 é registrada no tempo anônimo de 09h55min15s 4204 e é emparelhada com a curva da força para fechar 4192 e a curva da força para disparar 4194 mostrada na Figura 34. O conjunto de par de dados é agrupado por cirurgia e é armazenado localmente no armazenamento 248 do controlador cirúrgico central 206 e/ou remotamente no armazenamento 205 da nuvem 204 para agregação, processamento e análise, por exemplo. Por exemplo, o mecanismo de análise da nuvem 204 associa as informações contidas no primeiro pacote de autodescrição 4100 associado ao primeiro disparo 4172 e indica que uma vedação defeituosa foi produzida na linha de grampos 4166a. Ao longo do tempo, essas informações podem ser agregadas, analisadas e usadas para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico, como a ressecção de um tumor pulmonar, por exemplo.
[00322] A Figura 36 ilustra dois conjuntos de dados emparelhados 4210 agrupados por cirurgia, de acordo com um aspecto da presente invenção. O conjunto de dados emparelhados superior 4212 é agrupado por uma cirurgia e um conjunto de dados emparelhados inferior 4214 é agrupado por outra cirurgia. O conjunto de dados emparelhados superior 4212, por exemplo, é agrupado pela cirurgia de ressecção de tumor pulmonar discutida em conexão com as Figuras 33 a 36. Consequentemente, o restante da descrição da Figura 36 fará referência às informações descritas nas Figuras 32 a 35 e nas Figuras 1 a 21 para mostrar a interação com um ambiente de sistema cirúrgico interativo 100 que inclui um controlador cirúrgico central 106, 206. O conjunto de dados emparelhados inferior 4214 é agrupado por um procedimento cirúrgico de ressecção de um tumor hepático em que o cirurgião tratou o tecido parênquima. O conjunto de dados emparelhados superior está associado a uma vedação da linha de grampos falha e o conjunto de dados emparelhados inferior está associado a uma vedação da linha de grampos bem-sucedida. Os conjuntos de dados emparelhados superior e inferior 4212, 4214 são amostrados pelo dispositivo do instrumento 235 e por cada amostra formada em um pacote de dados autodescritivos 4100 que é transmitida para o controlador cirúrgico central 206 e eventualmente é transmitida a partir do controlador cirúrgico central 206 para a nuvem 204. As amostras podem ser armazenadas localmente no dispositivo do instrumento 235 antes da paquetização ou podem ser transmitidas em tempo real. A taxa de amostragem e a taxa de transmissão são ditadas pelo tráfego de comunicação no controlador central 206 e podem ser dinamicamente ajustadas para acomodar limitações de largura de banda atuais.
[00323] O conjunto de dados emparelhados superior 4212 inclui um conjunto de dados esquerdo 4216 registrado pelo instrumento/dispositivo 235 durante o primeiro disparo 4172 ligado 4224 a um conjunto de dados direito 4218 registrado no momento em que a vedação da linha de grampos 4180a do primeiro vaso brônquico 4166a foi avaliada. O conjunto de dados esquerdo 4216 indica um tipo de tecido de "vaso" 4236 que tem uma espessura 4238 de 1,1 mm. Também incluída no conjunto de dados esquerdo 4216 está a curva da força para fechar 4192 e a curva da força para disparar 4194 versus o tempo (tempo real anônimo) registrado durante o primeiro disparo 4172 do procedimento cirúrgico de ressecção de tumor pulmonar. O conjunto de dados esquerdo 4216 mostra que a força para disparar atingiu um pico de 85 lbs e foi registrada no tempo real anônimo 4240 t1a (09h35min15s). O conjunto de dados direito 4218 representa a curva de visualização da linha de grampos 4228 que mostra um vazamento versus tempo. O conjunto de dados direito 4218 indica que um tipo de tecido de "vaso" 4244 que tem uma espessura 4246 de 1,1 mm sofreu uma falha de vedação 4242 da linha de grampos 4180a. A curva de visualização da linha de grampos 4228 representa o vazamento (cc) versus o tempo da vedação da linha de grampos 4180a. A curva de visualização da linha de grampos 4228 mostra que o volume de vazamento atingiu 0,5 cc, indicando uma vedação da linha de grampos 4180a falha do vaso brônquico 4166a, registrada no tempo anônimo 4248 (09h55min15s).
[00324] O conjunto de dados emparelhados inferior 4214 inclui um conjunto de dados esquerdo 4220 registrado pelo instrumento/dispositivo 235 durante um disparo ligado 4226 a um conjunto de dados direito 4222 registrado no momento em que a vedação da linha de grampos do tecido parênquima foi avaliada. O conjunto de dados esquerdo 4220 indica um tipo de tecido "parênquima" 4236 que tem uma espessura 4238 de 2,1 mm. Também incluído no conjunto de dados esquerdo 4220 está a curva da força para fechar 4230 e a curva da força para disparar 4232 versus o tempo (tempo real anônimo) registrado durante o primeiro disparo do procedimento cirúrgico de ressecção de tumor hepático. O conjunto de dados esquerdo 4220 mostra que a força para disparar atingiu um pico de 100 lbs e foi registrada no tempo real anônimo 4240 t1b (09h42min12s). O conjunto de dados direito 4222 representa a curva de visualização da linha de grampos 4228 que mostra um vazamento versus tempo. O conjunto de dados direito 4234 indica que um tipo de tecido "parênquima" 4244 que tem uma espessura 4246 de 2,2 mm teve uma vedação da linha de grampos bem-sucedida. A curva de visualização 4234 da linha de grampos representa o vazamento (cc) versus o tempo da vedação da linha de grampos. A curva de visualização da linha de grampos 4234 mostra que o volume de vazamento foi de 0,0 cc, indicando uma vedação da linha de grampos bem-sucedida do tecido parênquima, registrada no tempo anônimo 4248 (10h02min12s).
[00325] Os conjuntos de dados emparelhados 4212, 4214 agrupados por cirurgia são coletados para muitos procedimentos e os dados contidos nos conjuntos de dados emparelhados 4212, 4214 são registrados e armazenados no armazenamento 205 da nuvem 204 anonimamente para proteger a privacidade do paciente 205, conforme descrito em conexão com as Figuras 22 a 29. Em um aspecto, os dados dos conjuntos de dados emparelhados 4212, 4214 são transmitidos do instrumento/dispositivo 235, ou outros módulos acoplados ao controlador cirúrgico central 206, para o controlador cirúrgico central 206 e para a nuvem 204 sob a forma do pacote de autodescrição 4100 conforme descrito em conexão com as Figuras 31 e 32 e os exemplos de procedimentos cirúrgicos descritos em conexão com as Figuras 32 a
36. Os dados dos conjuntos de dados emparelhados 4212, 4214 armazenados no armazenamento 205 da nuvem 204 são analisados na nuvem 204 para fornecer retroinformação ao instrumento/dispositivo 235, ou a outros módulos acoplados ao controlador cirúrgico central 206, notificando um robô cirúrgico acoplado ao controlador cirúrgico central robótico 222, ou o cirurgião, de que as condições identificadas pelo conjunto de dados esquerdo levam, por fim, a uma vedação bem- sucedida ou falha. Conforme descrito em conexão com a Figura 36, o conjunto de dados esquerdo superior 4216 levou a uma vedação falha e o conjunto de dados esquerdo inferior 4220 levou a uma vedação bem-sucedida. Isso é vantajoso porque as informações fornecidas em um conjunto de dados emparelhados agrupados por cirurgia podem ser usadas para aprimorar a ressecção, a transecção e a criação de anastomose em uma variedade de tipos de tecidos. As informações podem ser usadas para evitar as armadilhas que podem levar a uma vedação falha.
[00326] A Figura 37 é um diagrama do pulmão direito 4156 e a Figura 38 é um diagrama da árvore brônquica 4250 que inclui a traqueia 4252 e os brônquios 4254, 4256 dos pulmões. Conforme mostrado na Figura 37, o pulmão direito 4156 é composto de três lóbulos divididos no lóbulo superior 4162, no lóbulo intermediário 4160 e no lóbulo inferior 4165 separados pela fissura oblíqua 4167 e a fissura horizontal 4160. O pulmão esquerdo é composto por apenas dois lóbulos menores devido à posição do coração. Conforme mostrado na Figura 38, dentro de cada pulmão, o brônquio direito 4254 e o brônquio esquerdo 4256 se dividem em muitas vias aéreas menores chamadas de bronquíolos 4258, que aumentam amplamente a área superficial. Cada bronquíolo 4258 termina com um agrupamento de sacos de ar chamados alvéolos 4260, onde ocorre a troca de gás com a corrente sanguínea.
[00327] A Figura 39 é um fluxograma lógico 4300 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para armazenar conjuntos de dados emparelhados anônimos agrupados por cirurgia, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência às Figuras 1 a 39, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 configurado para se comunicar com um instrumento cirúrgico 235. O controlador cirúrgico central 206 compreende um processador 244 e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber 4302 um primeiro conjunto de dados um primeiro conjunto de dados de uma primeira fonte, sendo o primeiro conjunto de dados associado a um procedimento cirúrgico, receber 4304 um segundo conjunto de dados de uma segunda fonte, sendo o segundo conjunto de dados associado à eficácia do procedimento cirúrgico, anonimizar 4306 o primeiro e o segundo conjuntos de dados pela remoção das informações que identificam um paciente, uma cirurgia ou um horário agendado da cirurgia, e armazenar 4308 o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados para gerar um par de dados agrupados por cirurgia. O primeiro conjunto de dados é gerado em um primeiro tempo, o segundo conjunto de dados é gerado em um segundo tempo, e o segundo tempo é separado e distinto do primeiro tempo.
[00328] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para reconstruir uma série de eventos cronológicos com base no par de dados. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para reconstruir uma série de conjuntos de dados acoplados mas não restritos com base no par de dados. Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para criptografar o par de dados, definir um formato de backup para o par de dados e espelhar o par de dados para um dispositivo de armazenamento 205 em nuvem 204. Determinação de dados a serem transmitidos para análise médica baseada em nuvem
[00329] Em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador central de comunicação e um dispositivo de armazenamento para armazenar parâmetros e o estado de um dispositivo cirúrgico que tem a capacidade de determinar quando, com que frequência, a taxa de transmissão e o tipo de dados a serem compartilhados com um sistema de análise baseado em nuvem. A descrição fornece adicionalmente técnicas para determinar onde o sistema de análise comunica novos parâmetros operacionais para o controlador cirúrgico central e os dispositivos cirúrgicos.
[00330] Em um ambiente de controlador cirúrgico central, grandes quantidades de dados podem ser geradas muito rapidamente e podem causar estrangulamentos no armazenamento e na comunicação na rede do controlador cirúrgico central. Uma solução pode incluir a determinação local de quando e quais dados são transmitidos para o sistema de análise médica baseado em nuvem para processamento e manipulação adicionais de dados do controlador cirúrgico central. A temporização e a velocidade na qual os dados do controlador cirúrgico central são exportados podem ser determinadas com base na capacidade de armazenamento de dados locais disponível. A inclusão ou exclusão definida pelo usuário de usuários, pacientes ou procedimentos específicos permite que os conjuntos de dados sejam incluídos para análise ou sejam apagados automaticamente. O tempo dos uploads ou das comunicações para o sistema de análise médica baseado em nuvem pode ser determinado com base no tempo de inatividade ou na capacidade disponível detectados da rede do controlador cirúrgico central.
[00331] Com referência às Figuras 1 a 39, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que compreende um dispositivo de armazenamento 248, um processador 244 acoplado ao dispositivo de armazenamento 248 e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber dados de um instrumento cirúrgico 235, determinar uma velocidade na qual se deve transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento 248, determinar uma frequência na qual se deve transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento 248 ou no tempo de inatividade detectado da rede do controlador cirúrgico central 206 e determinar um tipo de dado para transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na inclusão ou exclusão dos dados associados a um usuário, paciente ou procedimento cirúrgico.
[00332] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber novos parâmetros operacionais para o controlador cirúrgico central 206 ou o instrumento cirúrgico 235.
[00333] Em vários aspectos, a presente invenção fornece um circuito de controle para determinar a taxa, a frequência e tipo de dados para transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem conforme descrito acima. Em vários aspectos, a presente invenção fornece uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina determine a velocidade, a frequência e o tipo de dados a serem transferidos à rede de análise médica remota baseada em nuvem.
[00334] Em um aspecto, o controlador cirúrgico central 206 é configurado para determinar quais dados transmitir ao sistema de análise com base em nuvem 204. Por exemplo, um dispositivo modular 235 do controlador cirúrgico central 206 que inclui capacidades de processamento local podem determinar a velocidade, a frequência e o tipo de dados a serem transmitidos para o sistema de análise baseado em nuvem 204 para análise e processamento.
[00335] Em um aspecto, o controlador cirúrgico central 206 compreende um controlador cirúrgico central modular 203 e um dispositivo de armazenamento 248 para armazenar parâmetros e o estado de um dispositivo 235 que tem a capacidade de determinar quando e com que frequência os dados podem ser compartilhados com um sistema de análise baseado em nuvem 204, a velocidade de transmissão e o tipo de dados que pode ser compartilhado com o sistema de análise baseado em nuvem 204. Em um outro aspecto, o sistema de análise em nuvem 204 comunica novos parâmetros operacionais ao controlador cirúrgico central 206 e aos dispositivos cirúrgicos 235 acoplados ao controlador cirúrgico central 206. Um sistema de análise baseado em nuvem 204 é descrito no Pedido de Patente US Provisório n° de série 62/611.340, depositado em 28 de dezembro de 2017, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade.
[00336] Em um aspecto, um dispositivo 235 acoplado a um controlador cirúrgico central 206 local determina quando e quais dados são transmitidos ao sistema de análise em nuvem 204 para melhorias analíticas da empresa. Em um exemplo, a capacidade de armazenamento de dados locais disponível restante no dispositivo de armazenamento 248 controla a temporização e a velocidade na qual os dados são exportados. Em um outro exemplo, a inclusão ou exclusão definida pelo usuário de usuários, pacientes ou procedimentos específicos possibilita que os conjuntos de dados sejam incluídos para análise ou sejam apagados automaticamente. Em ainda outro exemplo, o tempo de inatividade ou a capacidade disponível detectados da rede determinam o tempo dos uploads ou das comunicações.
[00337] Em um outro aspecto, a transmissão de dados para diagnóstico de modos de falha é chaveada por incidentes específicos. Por exemplo, a falha de um dispositivo, instrumento ou ferramenta definida por usuário dentro de um procedimento inicia o arquivamento e a transmissão de dados registrados com relação àquele instrumento para análise de modos de falha. Adicionalmente, quando um evento de falha é identificado, todos os dados que envolvem o evento são arquivados e reunidos para serem enviados de volta para uma análise de informática preditiva ("PI" - predictive informatics). Os dados que fazem parte de uma falha de PI são sinalizados para armazenamento e manutenção até que o hospital ou sistema de análise baseado em nuvem abra mão do domínio dos dados.
[00338] Falhas catastróficas de instrumentos podem iniciar um arquivamento e uma submissão automáticos de dados para análise de implicações. A detecção de um componente ou adaptador falsificado em um dispositivo de fabricante de equipamentos originais ("OEM" - original equipment manufacturer) inicia a documentação do componente e o registo dos resultados e da consequência de sua utilização.
[00339] A Figura 40 é um diagrama de fluxo lógico 4320 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a velocidade, a frequência e o tipo de dado a ser transferido para uma rede analítica baseada em nuvem remota, de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência às Figuras 1 a 40, em um aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central 206 que compreende um dispositivo de armazenamento 248, um processador 244 acoplado ao dispositivo de armazenamento 248 e uma memória 249 acoplada ao processador 244. A memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber 4322 dados de um instrumento cirúrgico 235 e determinar 4324 uma velocidade na qual se deve transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento 248. Opcionalmente, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para determinar 4326 uma frequência na qual se deve transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento 248. Opcionalmente, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para detectar o tempo de inatividade da rede do controlador cirúrgico central e determinar 4326 uma frequência na qual se deve transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base no tempo de inatividade detectado da rede 206 do controlador cirúrgico central. Opcionalmente, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para determinar 4328 um tipo de dado para transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem 204 com base na inclusão ou exclusão de dados associados a um usuário, paciente ou procedimento cirúrgico.
[00340] Em um outro aspecto, a memória 249 armazena instruções executáveis pelo processador 244 para receber novos parâmetros operacionais para o controlador cirúrgico central 206 ou o instrumento cirúrgico 235.
[00341] A percepção situacional é a capacidade de alguns aspectos de um sistema cirúrgico determinar ou inferir as informações relacionadas a um procedimento cirúrgico dos dados recebidos a partir de bases de dados e/ou instrumentos. As informações podem incluir o tipo de procedimento que está sendo realizado, o tipo de tecido que está sendo operado ou a cavidade do corpo que é alvo do procedimento. Com as informações contextuais relacionadas ao procedimento cirúrgico, o sistema cirúrgico pode, por exemplo, melhorar a maneira pela qual ele controla os dispositivos modulares (por exemplo, um braço robótico e/ou instrumento cirúrgico robótico) que estão conectados a ele e fornecer informações ou sugestões contextualizadas ao cirurgião durante o curso do procedimento cirúrgico.
[00342] Agora com referência à Figura 41, uma linha de tempo 5200 representa a percepção situacional de um controlador central, como o controlador cirúrgico central 106 ou 206, por exemplo. A linha de tempo 5200 é um procedimento cirúrgico ilustrativo e as informações contextuais que o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar dos dados recebidos das fontes de dados em cada etapa no procedimento cirúrgico. A linha de tempo 5200 representa as etapas típicas que seriam tomadas pelos enfermeiros, cirurgiões, e outro pessoal médico durante o curso de um procedimento de segmentectomia pulmonar, começando com a configuração da sala de operação e terminando com a transferência do paciente para uma sala de recuperação no pós-operatório.
[00343] O reconhecimento situacional de um controlador cirúrgico central 106, 206 recebe dados das fontes de dados durante todo o curso do procedimento cirúrgico, incluindo os dados gerados cada vez que o pessoal médico utiliza um dispositivo modular que é pareado com o centro cirúrgico 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode receber estes dados dos dispositivos modulares emparelhados e outras fontes de dados e continuamente deriva inferências (isto é, informações contextuais) sobre o procedimento em curso conforme os novos dados são recebidos, como qual etapa do procedimento está sendo realizada em qualquer dado momento. O sistema de percepção situacional do controlador cirúrgico central 106, 206 é capaz de, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento para gerar relatórios, verificar as etapas sendo tomadas pelo pessoal médico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma tela de exibição) que pode ser pertinente para a etapa específica do procedimento, ajustar os dispositivos modulares com base no contexto (por exemplo, ativar monitores, ajustar o campo de visão (FOV) do dispositivo de imageamento médico, ou alterar o nível de energia de um instrumento cirúrgico ultrassônico ou instrumento eletrocirúrgico de RF), e assumir qualquer outra ação descrita acima.
[00344] Na primeira etapa 5202, neste procedimento ilustrativo, os membros da equipe hospital recuperam o prontuário eletrônico do paciente (PEP) a partir da base de dados do PEP do hospital. Com base nos dados de seleção do paciente no PEP, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento a ser realizado é um procedimento torácico.
[00345] Na segunda etapa 5204, os membros da equipe escaneiam a entrada dos suprimentos médicos para o procedimento. O controlador cirúrgico central 106, 206 cruza as referências dos suprimentos escaneados com uma lista de suprimentos que são utilizados em vários tipos de procedimentos e confirma que a mistura dos suprimentos corresponde a um procedimento torácico. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 também é capaz de determinar que o procedimento não é um procedimento de cunha (porque os suprimentos de entrada têm uma ausência de certos suprimentos que são necessários para um procedimento de cunha torácico ou, caso contrário, que os suprimentos de entrada não correspondem a um procedimento de cunha torácico).
[00346] Na terceira etapa 5206, o pessoal médico escaneia a banda do paciente com um escâner que é conectado de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então confirmar a identidade do paciente com base nos dados escaneados.
[00347] Na quarta etapa 5208, o pessoal médico liga o equipamento auxiliar. Os equipamentos auxiliares sendo utilizados podem variar de acordo com o tipo de procedimento cirúrgico e as técnicas a serem usadas pelo cirurgião, mas neste caso ilustrativo eles incluem um evacuador de fumaça, um insuflador e um dispositivo de imageamento médico. Quando ativados, os equipamentos auxiliares que são dispositivos modulares podem se emparelhar automaticamente com o controlador cirúrgico central 106, 206 que está situado dentro de uma vizinhança específica dos dispositivos modulares como parte de seu processo de inicialização. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então derivar informações contextuais sobre o procedimento cirúrgico por meio da detecção dos tipos de dispositivos modulares que se correspondem com o mesmo durante essa fase pré-operatória ou de inicialização. Neste exemplo em particular, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o procedimento cirúrgico é um procedimento VATS (cirurgia torácica vídeo-assistida) baseado nesta combinação específica de dispositivos modulares emparelhados. Com base na combinação dos dados do prontuário eletrônico do paciente (PEP), na lista de suprimentos médicos a serem usados no procedimento, e no tipo de dispositivos modulares que se conectam ao controlador central, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode, em geral, inferir o procedimento específico que a equipe cirúrgica irá realizar. Depois que o controlador cirúrgico central 106, 206 reconhece qual procedimento específico está sendo realizado, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode então recuperar as etapas desse processo a partir de uma memória ou a partir da nuvem e então cruzar os dados que subsequentemente recebe das fontes de dados conectadas (por exemplo, dispositivos modulares e dispositivos de monitoramento do paciente) para inferir qual etapa do procedimento cirúrgico a equipe cirúrgica está realizando.
[00348] Na quinta etapa 5210, os membros da equipe fixam os eletrodos do eletrocardiograma (ECG) e outros dispositivos de monitoramento de paciente no paciente. Os eletrodos do ECG e outros dispositivos de monitoramento de paciente são capazes de parear com o controlador cirúrgico central 106, 206. Conforme o controlador cirúrgico central 106, 206 começa a receber dados dos dispositivos de monitoramento do paciente, o controlador cirúrgico central 106, 206 dessa forma confirma que o paciente está na sala de operação.
[00349] Na sexta etapa 5212, o pessoal médico induzi a anestesia no paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está sob anestesia com base nos dados dos dispositivos modulares e/ou dos dispositivos de monitoramento de paciente, incluindo os dados de ECG, dados de pressão sanguínea, dados do ventilador, ou combinações dos mesmos, por exemplo. Após a conclusão da sexta etapa 5212, a porção do pré-operatório do procedimento de segmentectomia do pulmão é concluído e a porção operatória se inicia.
[00350] Na sétima etapa 5214, o pulmão do paciente que está sendo operado é retraído (enquanto a ventilação é chaveada para o pulmão contralateral). O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir a partir dos dados de ventilador que o pulmão do paciente foi retraído, por exemplo. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a porção operatória do procedimento se iniciou quando ele pode comparar a detecção do colapso do pulmão do paciente nas etapas esperadas do procedimento (que podem ser acessadas ou recuperadas anteriormente) e assim determinar que o retraimento do pulmão é a primeira etapa operatória nesse procedimento específico.
[00351] Na oitava etapa 5216, o dispositivo de imageamento médico (por exemplo, um dispositivo de visualização) é inserido e o vídeo a partir do dispositivo de imageamento médico é iniciado. O controlador cirúrgico central 106, 206 recebe os dados do dispositivo de imageamento médico (isto é, os dados de vídeo ou imagens) através de sua conexão com o dispositivo de imageamento médico.
Após o recebimento dos dados do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar que a porção do procedimento cirúrgico laparoscópico se iniciou.
Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar que o procedimento específico sendo realizado é uma segmentectomia, em vez de uma lobectomia (note que um procedimento de cunha já foi descartado pelo controlador cirúrgico central 106, 206 com base nos dados recebidos na segunda etapa 5204 do procedimento). Os dados do dispositivo de imageamento médico 124 (A Figura 2) podem ser utilizados para determinar informações contextuais sobre o tipo de procedimento sendo realizado em um número de maneiras diferentes, incluindo mediante a determinação do ângulo no qual o dispositivo de imageamento médico é orientado em relação à visualização da anatomia do paciente, monitorar o número ou dispositivos de imageamento médicos sendo utilizados (isto é, que são ativados e pareados com o centro cirúrgico 106, 206), e monitorar os tipos de dispositivos de visualização utilizados.
Por exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS coloca a câmera no canto anterior inferior da cavidade torácica do paciente acima do diafragma, enquanto uma técnica para executar uma segmentectomia VATS coloca a câmera em uma posição intercostal anterior em relação à fissura do segmento.
Com o uso de técnicas padrão de reconhecimento ou de aprendizado de máquina, por exemplo, o sistema de percepção situacional pode ser treinado para reconhecer o posicionamento do dispositivo de imageamento médico de acordo com a visualização da anatomia do paciente.
Como um outro exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS utiliza um único dispositivo de imageamento médico, enquanto que uma outra técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza múltiplas câmeras.
Como ainda um outro exemplo, uma técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza uma fonte de luz infravermelha (que pode ser acoplada de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central como parte do sistema de visualização) para visualizar a fissura do segmento, que não é utilizada em uma lobectomia VATS. Através do rastreamento de qualquer um ou todos dentre esses dados a partir do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode assim determinar o tipo específico de procedimento cirúrgico sendo realizado e/ou a técnica sendo usada para um tipo específico de procedimento cirúrgico.
[00352] Na nona etapa 5218 do procedimento, a equipe cirúrgica inicia a etapa de dissecção. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está no processo de dissecação para mobilizar o pulmão do paciente porque ele recebe dados do gerador de RF ou ultrassônico que indicam que um instrumento de energia está sendo disparado. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode cruzar os dados recebidos com as etapas recuperadas do procedimento cirúrgico para determinar que um instrumento de energia sendo disparado nesse ponto no processo (isto é, após a conclusão das etapas anteriormente discutidas do procedimento) corresponde à etapa de dissecção. Em certos casos, o instrumento de energia pode ser uma ferramenta de energia montada em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.
[00353] Na décima etapa 5220 do procedimento, a equipe cirúrgica prossegue até a etapa de ligação. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está ligando as artérias e veias porque ele recebe os dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico indicando que o instrumento está sendo disparado. De modo similar à etapa anterior, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar essa inferência ao cruzar os dados de recepção do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico com as etapas recuperadas no processo. Em certos casos, o instrumento cirúrgico pode ser uma ferramenta cirúrgico montado em um braço robótico de um sistema cirúrgico robótico.
[00354] Na décima primeira etapa 5222, a porção de segmentectomia do procedimento é realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está transeccionando o parênquima com base nos dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, incluindo os dados de seu cartucho. Os dados do cartucho podem corresponder ao tamanho ou tipo de grampo sendo disparo pelo instrumento, por exemplo. Como diferentes tipos de grampos são utilizados para diferentes tipos de tecidos, os dados do cartucho podem dessa forma indicar o tipo de tecido que está sendo grampeado e/ou transectado. Neste caso, o tipo de grampo que é disparado é utilizado para a parênquima (ou outros tipos similares de tecido), que permite que o controlador cirúrgico central 106, 206 infira qual porção de segmentectomia do procedimento está sendo realizada.
[00355] Na décima segunda etapa 5224, a etapa de dissecção do nó é então realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a equipe cirúrgica está dissecando o nó e realizando um teste de vazamento com base nos dados recebidos do gerador que indica qual instrumento ultrassônico ou de RF está sendo disparado. Para esse procedimento específico, um instrumento de RF ou ultrassônico sendo utilizado depois que o parênquima foi transectado corresponde à etapa de dissecção do nó, que permite que o controlador cirúrgico central 106, 206 faça essa inferência. Deve ser observado que os cirurgiões regularmente alternam entre os instrumentos de grampeamento cirúrgico/corte e os instrumentos de energia cirúrgica (isto é, de RF ou ultrassônica) dependendo da etapa específica no procedimento porque diferentes instrumentos são melhor adaptados para tarefas específicas. Portanto, a sequência específica na qual os instrumentos de corte/grampeamento e os instrumentos de energia cirúrgica são usados pode indicar qual etapa do procedimento o cirurgião está realizada. Além disso, em certos casos, ferramentas robóticas podem ser utilizadas para uma ou mais etapas em um procedimento cirúrgico e/ou instrumentos cirúrgico portáteis podem ser utilizados para uma ou mais etapas no procedimento cirúrgico. O cirurgião pode alternar entre ferramentas robóticas e instrumentos cirúrgicos portáteis e/ou pode usar os dispositivos simultaneamente, por exemplo. Após a conclusão da décima segunda etapa 5224, as incisões são fechadas e a porção do pós-operatório do processo se inicia.
[00356] Na décima terceira etapa 5226, a anestesia do paciente é revertida. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está emergindo da anestesia com base nos dados de ventilador (isto é, a frequência respiratória do paciente começa a aumentar), por exemplo.
[00357] Finalmente, na décima quarta etapa 5228 é que o pessoal médico remove os vários dispositivos de monitoramento de paciente do paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode, dessa forma, inferir que o paciente está sendo transferido para uma sala de recuperação quando o controlador central perde os dados de ECG, pressão sanguínea e outros dados dos dispositivos de monitoramento de paciente. Como pode ser visto a partir da descrição deste procedimento ilustrativo, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar ou inferir quando cada etapa de um dado procedimento cirúrgico está ocorrendo de acordo com os dados recebidos das várias fontes de dados que estão de maneira comunicável acopladas ao controlador cirúrgico central 106, 206.
[00358] A percepção situacional é adicionalmente descrita no Pedido de Patente Provisório US n° de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. Em certos casos, a operação de um sistema cirúrgico robótico, incluindo os vários sistemas cirúrgicos robóticos aqui revelados, por exemplo, pode ser controlada pelo controlador central 106, 206 com base em sua percepção situacional e/ou retroinformação dos componentes da mesma e/ou com base nas informações da nuvem
102.
[00359] Em um aspecto, a presente invenção apresenta um controlador cirúrgico central que compreende: um processador; e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: interrogar um instrumento cirúrgico, sendo que o instrumento cirúrgico é uma primeira fonte de dados do paciente; recuperar um primeiro conjunto de dados a partir do instrumento cirúrgico, sendo que o primeiro conjunto de dados está associado a um paciente e a um procedimento cirúrgico; interrogar um dispositivo de imageamento médico, sendo que o dispositivo de imageamento médico é uma segunda fonte de dados do paciente; recuperar um segundo conjunto de dados a partir do dispositivo de imageamento médico, sendo que o segundo conjunto de dados está associado ao paciente e a um resultado do procedimento cirúrgico; associar o primeiro e o segundo conjuntos de dados com uma chave; e transmitir o primeiro e o segundo conjuntos de dados associados à rede remota fora do controlador cirúrgico central. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central em que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: recuperar o primeiro conjunto de dados com o uso da chave; anonimizar o primeiro conjunto de dados através da remoção de sua associação com o paciente; recuperar o segundo conjunto de dados usando a chave; anonimizar o segundo conjunto de dados através da remoção de sua associação com o paciente; parear o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados; e determinar as taxas de sucesso de procedimentos cirúrgicos agrupados pelo procedimento cirúrgico com base no primeiro e no segundo conjuntos de dados emparelhados anonimizados. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central em que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: recuperar o primeiro conjunto de dados anonimizados; recuperar o segundo conjunto de dados anonimizados; e reintegrar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados com o uso da chave. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, sendo que o primeiro e o segundo conjuntos de dados definem uma primeira e uma segunda cargas úteis de dados nos respectivos primeiro e segundo pacotes de dados. A presente invenção fornece adicionalmente um circuito de controle para executar qualquer uma das funções acima mencionadas e/ou uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina execute qualquer uma das funções acima mencionadas.
[00360] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central que compreende: um processador; e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: receber um primeiro pacote de dados de uma primeira fonte, sendo que o primeiro pacote de dados compreende um primeiro preâmbulo, uma primeira carga útil de dados, uma fonte da primeira carga útil de dados e um primeiro certificado de criptografia, sendo que o primeiro preâmbulo define a primeira carga útil de dados e o primeiro certificado de criptografia verifica a autenticidade do primeiro pacote de dados; receber um segundo pacote de dados a partir de uma segunda fonte, sendo que o segundo pacote de dados compreende um segundo preâmbulo, uma segunda carga útil de dados, uma fonte da segunda carga útil de dados e um segundo certificado de criptografia, sendo que o segundo preâmbulo define a segunda carga útil de dados e o segundo certificado de criptografia verifica a autenticidade do segundo pacote de dados; associar o primeiro e o segundo pacotes de dados; e gerar um terceiro pacote de dados que compreende a primeira e a segunda cargas úteis de dados. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, em que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: determinar que uma carga útil de dados é proveniente de uma nova fonte; verificar a nova fonte da carga útil de dados; e alterar um processo de coleta de dados no controlador cirúrgico central para receber pacotes de dados subsequentes a partir da nova fonte. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central em que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para associar o primeiro e o segundo pacotes de dados com base em uma chave. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central em que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para anonimizar a carga útil de dados anonimizados do terceiro pacote de dados. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para receber um terceiro pacote de dados anonimizados e reintegrar o terceiro pacote de dados anonimizados no primeiro e no segundo pacotes de dados com o uso da chave. A presente invenção fornece adicionalmente um circuito de controle para executar qualquer uma das funções acima mencionadas e/ou uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina execute qualquer uma das funções acima mencionadas.
[00361] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central configurado para se comunicar com um instrumento cirúrgico, sendo que o controlador cirúrgico central compreende: um processador; e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: receber um primeiro conjunto de dados associados a um procedimento cirúrgico, sendo que o primeiro conjunto de dados é gerado em um primeiro tempo; receber um segundo conjunto de dados associados à eficácia do procedimento cirúrgico, sendo que o segundo conjunto de dados é gerado em um segundo tempo, sendo que o segundo tempo é separado e distinto do primeiro tempo; anonimizar o primeiro e o segundo conjuntos de dados mediante a remoção de informações que identificam um paciente, uma cirurgia ou um horário programado da cirurgia; e armazenar o primeiro e o segundo conjuntos de dados anonimizados para gerar um par de dados agrupados por cirurgia.
A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para reconstruir uma série de eventos cronológicos com base no par de dados.
A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para reconstruir uma série de conjuntos de dados acoplados mas não restritos baseada no par de dados.
A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: criptografar o par de dados; definir um formato de backup para o par de dados; e espelhar o par de dados em um dispositivo de armazenamento em nuvem.
A presente invenção fornece adicionalmente um circuito de controle para executar qualquer uma das funções acima mencionadas e/ou uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina execute qualquer uma das funções acima mencionadas.
[00362] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central que compreende: um dispositivo de armazenamento; um processador acoplado ao dispositivo de armazenamento; e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: receber dados a partir de um instrumento cirúrgico; determinar uma velocidade na qual transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento; determinar uma frequência na qual transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento ou no tempo de inatividade detectado da rede do controlador cirúrgico; e determinar um tipo de dado para transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na inclusão ou exclusão de dados associados a um usuário, paciente ou procedimento cirúrgico. A presente invenção fornece adicionalmente um controlador cirúrgico central, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para receber novos parâmetros operacionais para o controlador cirúrgico central ou o instrumento cirúrgico. A presente invenção fornece adicionalmente um circuito de controle para executar qualquer uma das funções acima mencionadas e/ou uma mídia não transitória legível por computador que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina execute qualquer uma das funções acima mencionadas.
[00363] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um controlador cirúrgico central que compreende: um controle configurado para: receber dados a partir de um instrumento cirúrgico; determinar uma velocidade na qual transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento; determinar uma frequência na qual transferir os dados para a rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na capacidade de armazenamento disponível do dispositivo de armazenamento ou no tempo de inatividade detectado da rede do controlador cirúrgico; e determinar um tipo de dado para transferir os dados para uma rede de análise médica remota baseada em nuvem com base na inclusão ou exclusão de dados associados a um usuário, paciente ou procedimento cirúrgico.
[00364] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos numerados.
[00365] Exemplo 1. Um controlador cirúrgico central que compreende: um processador; uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: interrogar um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que inclui dados de identidade do paciente e dados de procedimentos cirúrgicos; receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
[00366] Exemplo 2. O controlador cirúrgico central do Exemplo 1, sendo que o conjunto de dados anonimizado inclui uma falha catastrófica de um dispositivo modular, e sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para iniciar o arquivamento e o envio automáticos dos dados para análise de implicações com base na falha catastrófica do dispositivo modular.
[00367] Exemplo 3. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 2, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para detectar informações de componentes falsificados a partir do conjunto de dados anonimizados.
[00368] Exemplo 4. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 3, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para derivar implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizados.
[00369] Exemplo 5. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 4, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para configurar o dispositivo modular para operar com base nas implicações derivadas.
[00370] Exemplo 6. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 5, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para configurar o controlador cirúrgico central com base nas implicações derivadas.
[00371] Exemplo 7. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 6, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para conglomerar os dados anonimizados.
[00372] Exemplo 8. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 7, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para extrair os dados anonimizados antes do armazenamento dos dados recebidos em um dispositivo de armazenamento acoplado ao controlador cirúrgico central.
[00373] Exemplo 9. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 8, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: transmitir os dados anonimizados para uma rede remota fora do controlador cirúrgico central; compilar os dados anonimizados na rede remota; e armazenar uma cópia do conjunto de dados do dispositivo modular em uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente.
[00374] Exemplo 10. O controlador cirúrgico central de qualquer um dos Exemplos 1 a 9, que compreende um centro de comunicação modular acoplado ao processador, sendo que o centro de comunicação modular é configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia ao controlador cirúrgico central.
[00375] Exemplo 11. Um método de extração de dados provenientes de um dispositivo modular acoplado a um controlador cirúrgico central através de um centro de comunicação, sendo que o controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador, a memória armazena instruções executáveis pelo processador, sendo que o método compreende: interrogar, através de um processador, um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular, sendo que o centro de comunicação modular é configurado para conectar os dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia a um controlador cirúrgico central, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem os dados de identidade do paciente e os dados do procedimento cirúrgico; receber, através do processador, um conjunto de dados do dispositivo modular pelo processador através do centro de comunicação; descartar, através do processador, os dados de identidade do paciente, e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente, do conjunto de dados; extrair, através do processador, dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar, através do processador, a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
[00376] Exemplo 12. O método do Exemplo 11, que compreende: iniciar, através do processador, o arquivamento e envio de dados automático para análise de implicações com base na falha catastrófica do dispositivo modular, sendo que o conjunto de dados anonimizados inclui uma falha catastrófica de um dispositivo modular.
[00377] Exemplo 13. O método de qualquer um dos Exemplos 11 a 12, que compreende a detecção, através do processador, de informações de componentes falsificados a partir do conjunto de dados anonimizados.
[00378] Exemplo 14. O método de qualquer um dos Exemplos 11 a 13, que compreende derivar implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizados.
[00379] Exemplo 15. O método do Exemplo 14, que compreende configurar, através do processador, o dispositivo modular para operar com base nas implicações derivadas.
[00380] Exemplo 16. O método de qualquer um dos Exemplos 14 a 15, que compreende configurar, através do processador, o controlador cirúrgico central com base nas implicações derivadas.
[00381] Exemplo 17. O método de qualquer um dos Exemplos 14 a 16, que compreende conglomerar, através do processador, os dados anonimizados.
[00382] Exemplo 18. O método do Exemplo 11, que compreende extrair, através do processador, os dados anonimizados antes do armazenamento dos dados recebidos em um dispositivo de armazenamento acoplado ao controlador cirúrgico central.
[00383] Exemplo 19. O método do Exemplo 11, que compreende: transmitir, através do processador, os dados anonimizados a uma rede remota fora do controlador cirúrgico central; compilar, através de um servidor na rede remota, os dados anonimizados na rede remota; e armazenar, através do processador, uma cópia do conjunto de dados do dispositivo modular em uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente.
[00384] Exemplo 20. Uma mídia não transitória legível por computador armazenando instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina: interrogue um dispositivo modular acoplado ao processador através do centro de comunicação modular, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que incluem dados de identidade do paciente e dados de procedimentos cirúrgicos; receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
[00385] Exemplo 21. A mídia não transitória legível por computador do Exemplo 20, armazenando instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina derive implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizado.
[00386] Embora várias formas tenham sido ilustradas e descritas, não é intenção do requerente restringir ou limitar o escopo das reivindicações anexadas a tal detalhe. Numerosas modificações, variações, alterações, substituições, combinações e equivalentes destas formas podem ser implementadas e ocorrerão aos versados na técnica sem se que afaste do escopo da presente invenção. Além disso, a estrutura de cada elemento associado com a forma pode ser alternativamente descrita como um meio para fornecer a função realizada pelo elemento. Além disso, onde forem revelados materiais para determinados componentes, outros materiais podem ser usados. Deve-se compreender, portanto, que a descrição precedente e as reivindicações em anexo pretendem cobrir todas essas modificações, combinações e variações abrangidas pelo escopo das modalidades apresentadas. As reivindicações em anexo se destinam a cobrir todas essas modificações, variações, alterações, substituições, modificações e equivalentes.
[00387] A descrição detalhada precedente apresentou várias formas dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos. Embora esses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos contenham uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido pelos versados na técnica que cada função e/ou operação dentro desses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos pode ser implementada, individual e/ou coletivamente, através de uma ampla gama de hardware, software, firmware ou praticamente qualquer combinação destes. Os versados na técnica reconhecerão, contudo, que alguns aspectos dos aspectos aqui revelados, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integrados, como um ou mais programas de computador executados em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas executados em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou virtualmente como qualquer combinação dos mesmos, e que projetar o conjunto de circuitos e/ou escrever o código para o software e firmware estaria dentro do âmbito de prática do versado na técnica, à luz desta descrição. Além disso, os versados na técnica entenderão que os mecanismos do assunto aqui descrito podem ser distribuídos como um ou mais produtos de programa em uma variedade de formas e que uma forma ilustrativa do assunto aqui descrito é aplicável independentemente do tipo específico de meio de transmissão de sinais utilizado para efetivamente realizar a distribuição.
[00388] As instruções usadas para programar a lógica para executar vários aspectos revelados podem ser armazenadas em uma memória no sistema, como memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), cache, memória flash ou outro armazenamento. Além disso, as instruções podem ser distribuídas através de uma rede ou por meio de outras mídias legíveis por computador. Dessa forma uma mídia legível por máquina pode incluir qualquer mecanismo para armazenar ou transmitir informações em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador), mas não se limita a, disquetes, discos ópticos, disco compacto de memória só de leitura (CD-ROMs), e discos óptico-dínamos discos, memória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura programável apagável (EPROM), memória só de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), cartões magnéticos ou ópticos, memória flash, ou uma mídia tangível de armazenamento legíveis por máquina usada na transmissão de informações pela Internet através de um cabo elétrico, óptico, acústico ou outras formas de sinais de propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinal de infravermelho, sinais digitais, etc.). Consequentemente, a mídia não transitória legível por computador inclui qualquer tipo de mídia legível por máquina adequada para armazenar ou transmitir instruções ou informações eletrônicas em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador).
[00389] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "circuito de controle" pode se referir a, por exemplo, um conjunto de circuitos com fio, circuitos programáveis (por exemplo, um processador de computador que compreende um ou mais núcleos de processamento de instrução individuais, unidade de processamento,
processador, microcontrolador, unidade do microcontrolador, controlador, processador de sinal digital (DSP), dispositivo lógico programável (PLD), matriz lógica programável (PLA), ou arranjo de portas programável em campo (FPGA)), circuitos de máquinas de estado, firmware que armazena instruções executadas pelo circuito programável, e qualquer combinação dos mesmos.
O circuito de controle pode, coletiva ou individualmente, ser incorporado como circuito elétrico que é parte de um sistema maior, por exemplo, um circuito integrado (IC), um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um sistema on-chip (SoC), computadores desktop, computadores laptop, computadores tablet, servidores, fones inteligentes, etc.
Consequentemente, como usado na presente invenção, "circuito de controle" inclui, mas não se limita a, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico discreto, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute os processos e/ou dispositivos aqui descritos), circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exemplo, formas de memória de acesso aleatório), e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um modem, chave de comunicação, ou equipamento óptico-elétrico). Os versados na técnica reconhecerão que o assunto aqui descrito pode ser implementado de modo analógico ou digital, ou em alguma combinação destes.
[00390] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "lógico" pode se referir a um aplicativo, software, firmware e/ou circuito configurado para executar qualquer das operações anteriormente mencionadas. O software pode ser incorporado como um pacote de software, um código, instruções, conjuntos de instruções e/ou dados registados na mídia de armazenamento não transitório legível por computador. O firmware pode ser incorporado como código, instruções ou conjuntos de instruções e/ou dados que são codificados rigidamente (por exemplo, não voláteis) em dispositivos de memória.
[00391] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, os termos "componente", "sistema", "módulo" e similares podem se referir a uma entidade relacionada a computador, seja hardware, uma combinação de hardware e software, software ou software em execução.
[00392] Como aqui usado em um aspecto na presente invenção, um "algoritmo" se refere à sequência autoconsistente de etapas que levam ao resultado desejado, onde uma "etapa" se refere à manipulação de quantidades físicas e/ou estados lógicos que podem, embora não necessariamente precisem, assumir a forma de sinais elétricos ou magnéticos que possam ser armazenados, transferidos, combinados, comparados e manipulados de qualquer outra forma. É uso comum chamar esses sinais de bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números ou congêneres. Esses termos e termos similares podem estar associados às grandezas físicas apropriadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas quantidades e/ou estados.
[00393] Uma rede pode incluir uma rede comutada de pacotes. Os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações de rede comutada de pacotes selecionado. Um protocolo de comunicações exemplificador pode incluir um protocolo de comunicações Ethernet que pode ser capaz de permitir a comunicação com o uso de um protocolo de controle de transmissão/protocolo de Internet (TCP/IP). O protocolo Ethernet pode se conformar ou ser compatível com o padrão Ethernet publicado pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) intitulado "IEEE 802.3 Standard", publicado em dezembro de 2008 e/ou versões posteriores deste padrão. Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações X.25. O protocolo de comunicações X.25 pode se conformar ou ser compatível com um padrão promulgado pelo International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternativamente ou adicionalmente, os dispositivos de comunicação podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicações frame-relay. O protocolo de comunicações frame-relay pode se conformar ou ser compatível com um padrão promulgado pelo Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) e/ou o American National Standards Institute (ANSI). Alternativamente ou adicionalmente, os transceptores podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunicação ATM ("asynchronous transfer mode", modo de transferência assíncrono). O protocolo de comunicação ATM pode se conformar ou ser compatível com um padrão ATM publicado pelo fórum ATM intitulado "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" publicado em agosto de 2001, e/ou versões posteriores desse padrão. Obviamente, protocolos de comunicação de rede orientados por conexão diferentes e/ou pós-desenvolvidos são igualmente contemplados na presente invenção.
[00394] Salvo afirmação expressa em contrário, conforme fica evidente a partir da descrição precedente, é entendido que, ao longo da descrição precedente, as discussões que usam termos como "processamento", ou "computação", ou "cálculo", ou "determinação", ou "exibição", ou similares, se referem à ação e aos processos de um computador, ou dispositivo de computação eletrônica similar, que manipule e transforme os dados representados sob a forma de grandezas físicas (eletrônicas) nos registros e nas memórias do sistema de computação em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registros do sistema de computação, ou em outros dispositivos de armazenamento, transmissão ou exibição de informações similares.
[00395] Um ou mais componentes podem ser chamados na presente invenção de "configurado para", "configurável para", "operável/operacional para", "adaptado/adaptável para", "capaz de", "conformável/conformado para", etc. Os versados na técnica reconhecerão que "configurado para" pode, de modo geral, abranger componentes em estado ativo e/ou componentes em estado inativo e/ou componentes em estado de espera, exceto quando o contexto determinar o contrário.
[00396] Os termos "proximal" e "distal" são usados na presente invenção com referência a um médico que manipula a porção de cabo do instrumento cirúrgico. O termo "proximal" se refere à porção mais próxima ao médico, e o termo "distal" se refere à porção situada na direção oposta ao médico. Também será entendido que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "vertical", "horizontal", "para cima" e "para baixo" podem ser usados na presente invenção com relação aos desenhos. Entretanto, instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições, e esses termos não se destinam a ser limitadores e/ou absolutos.
[00397] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que, em geral, os termos usados aqui, e principalmente nas reivindicações em anexo (por exemplo, corpos das reivindicações em anexo) destinam-se geralmente como termos "abertos" (por exemplo, o termo "incluindo" deve ser interpretado como "incluindo, mas não se limitando a", o termo "tendo" deve ser interpretado como "tendo, ao menos", o termo "inclui" deve ser interpretado como "inclui, mas não se limita a", etc.). Será ainda entendido pelos versados na técnica que, quando um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será expressamente mencionada na reivindicação e, na ausência de tal menção, nenhuma intenção estará presente. Por exemplo, como uma ajuda para a compreensão, as seguintes reivindicações em anexo podem conter o uso das frases introdutórias "ao menos um" e "um ou mais" para introduzir menções de reivindicação. Entretanto, o uso de tais frases não deve ser interpretado como implicando que a introdução de uma menção da reivindicação pelos artigos indefinidos "um, uns" ou "uma, umas" limita qualquer reivindicação específica contendo a menção da reivindicação introduzida a reivindicações que contêm apenas uma tal menção, mesmo quando a mesma reivindicação inclui as frases introdutórias "um ou mais" ou "ao menos um" e artigos indefinidos, como "um, uns" ou "uma, umas" (por exemplo, "um, uns" e/ou "uma, umas" deve tipicamente ser interpretado como significando "ao menos um" ou "um ou mais"); o mesmo vale para o uso de artigos definidos usados para introduzir as menções de reivindicação.
[00398] Além disso, mesmo se um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for explicitamente mencionado, os versados na técnica reconhecerão que essa menção precisa ser tipicamente interpretada como significando ao menos o número mencionado (por exemplo, a mera menção de "duas menções", sem outros modificadores, tipicamente significa ao menos duas menções, ou duas ou mais menções). Além disso, em casos onde é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B e C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Em casos nos quais é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B ou C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Será adicionalmente entendido pelos versados na técnica que tipicamente uma palavra e/ou uma frase disjuntiva apresentando dois ou mais termos alternativos, quer na descrição, nas reivindicações ou nos desenhos, deve ser entendida como contemplando a possibilidade de incluir um dos termos, qualquer um dos termos ou ambos os termos, exceto quando o contexto determinar indicar algo diferente. Por exemplo, a frase "A ou B" será tipicamente entendida como incluindo as possibilidades de "A" ou "B" ou "A e B".
[00399] Com respeito às reivindicações em anexo, os versados na técnica entenderão que as operações mencionadas nas mesmas podem, de modo geral, ser executadas em qualquer ordem. Além disso, embora vários diagramas de fluxos operacionais sejam apresentados em uma ou mais sequências, deve-se compreender que as várias operações podem ser executadas em outras ordens diferentes daquelas que estão ilustradas, ou podem ser executadas simultaneamente. Exemplos dessas ordenações alternativas podem incluir ordenações sobrepostas, intercaladas, interrompidas, reordenadas, incrementais, preparatórias, suplementares, simultâneas, inversas ou outras ordenações variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário. Ademais, termos como "responsivo a", "relacionado a" ou outros particípios adjetivos não pretendem de modo geral excluir essas variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário.
[00400] Vale notar que qualquer referência a "um (1) aspecto", "um aspecto", "uma exemplificação" ou "uma (1) exemplificação", e similares significa que um determinado recurso, estrutura ou característica descrito em conexão com o aspecto está incluído em ao menos um aspecto. Dessa forma, o uso de expressões como "em um (1) aspecto", "em um aspecto", "em uma exemplificação", "em uma (1) exemplificação", em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente ao mesmo aspecto. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicos podem ser combinados de qualquer maneira adequada em um ou mais aspectos.
[00401] Qualquer pedido de patente, patente, publicação não de patente ou outro material de descrição mencionado neste relatório descritivo e/ou mencionado em qualquer folha de dados de pedido está aqui incorporado a título de referência, até o ponto em que os materiais incorporados não são inconsistentes com isso. Desse modo, e na medida do necessário, a descrição como explicitamente aqui apresentada substitui qualquer material conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a título de referência, mas que entre em conflito com as definições, declarações, ou outros materiais de descrição existentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas até o ponto em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de descrição existente.
[00402] Em resumo, foram descritos numerosos benefícios que resultam do emprego dos conceitos descritos no presente documento. A descrição anteriormente mencionada de uma ou mais modalidades foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Essa descrição não pretende ser exaustiva nem limitar a invenção à forma precisa revelada.
Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima.
Uma ou mais modalidades foram escolhidas e descritas com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que o versado na técnica use as várias modalidades e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado.
Pretende-se que as reivindicações apresentadas em anexo definam o escopo global.

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES
1. Controlador cirúrgico central, caracterizado por compreender: um processador; uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para: interrogar um dispositivo modular acoplado ao processador através de um centro de comunicação modular central, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que inclui dados de identidade e dados de procedimentos cirúrgicos do paciente; receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
2. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o conjunto de dados anonimizado incluir uma falha catastrófica de um dispositivo modular, e sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador para iniciar o arquivamento e o envio automáticos dos dados para análise de implicações com base na falha catastrófica do dispositivo modular.
3. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para detectar informações de componente falsas a partir do conjunto de dados anonimizado.
4. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para derivar implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizado.
5. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para configurar o dispositivo modular para operar com base nas implicações derivadas.
6. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para configurar o controlador cirúrgico central com base nas implicações derivadas.
7. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para conglomerar os dados anonimizados.
8. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para extrair os dados anonimizados antes do armazenamento dos dados recebidos em um dispositivo de armazenamento acoplado ao controlador cirúrgico central.
9. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a memória armazenar instruções executáveis pelo processador para: transmitir os dados anonimizados a uma rede remota fora do controlador cirúrgico central; compilar os dados anonimizados na rede remota; e armazenar uma cópia do conjunto de dados do dispositivo modular em uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente.
10. Controlador cirúrgico central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreende um centro de comunicação modular acoplado ao processador, sendo o centro de comunicação modular configurado para conectar dispositivos modulares localizados em um ou mais teatros operacionais ao controlador cirúrgico central.
11. Método para extrair dados provenientes de um dispositivo modular acoplado a um controlador cirúrgico central por um centro de comunicação, sendo que o controlador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador, sendo que a memória armazena instruções executáveis pelo processador, sendo o método caracterizado por compreender: interrogar, através de um processador, um dispositivo modular acoplado ao processador por meio de um centro de comunicação modular, sendo que o centro de comunicação modular é configurado para conectar dispositivos modulares localizados em um ou mais teatros operacionais a um controlador cirúrgico central, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que inclui dados de identidade do paciente e dados de procedimento cirúrgico; receber, através do processador, um conjunto de dados do dispositivo modular pelo processador através do centro de comunicação; descartar, através do processador, os dados de identidade do paciente, e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente, do conjunto de dados; extrair, através do processador, dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar, através do processador, a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender: iniciar, através do processador, o arquivamento e o envio de dados automático para análise de implicações com base na falha catastrófica do dispositivo modular, sendo que o conjunto de dados anonimizado inclui uma falha catastrófica de um dispositivo modular.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender a detecção, através do processador, de informações de componente falsas a partir do conjunto de dados anonimizado.
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender derivar implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizado.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender configurar, através do processador, o dispositivo modular para operar com base nas implicações derivadas.
16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender configurar, através do processador, o controlador cirúrgico central com base nas implicações derivadas.
17. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender conglomerar, através do processador, os dados anonimizados.
18. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender extrair, através do processador, os dados anonimizados antes do armazenamento dos dados recebidos em um dispositivo de armazenamento acoplado ao controlador cirúrgico central.
19. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender: transmitir, através do processador, os dados anonimizados a uma rede remota fora do controlador cirúrgico central; compilar, através de um servidor na rede remota, os dados anonimizados na rede remota; e armazenar, através do processador, uma cópia do conjunto de dados do dispositivo modular em uma base de dados de registros médicos eletrônicos do paciente.
20. Mídia não transitória legível por computador caracterizada por armazenar instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem uma máquina: interrogar um dispositivo modular acoplado ao processador através do centro de comunicação modular, sendo que o dispositivo modular é uma fonte de conjuntos de dados que inclui dados de identidade do paciente e dados de procedimento cirúrgico; receber um conjunto de dados a partir do dispositivo modular; descartar, do conjunto de dados, os dados de identidade do paciente e qualquer porção dos dados de procedimentos cirúrgicos que identificam o paciente; extrair dados anônimos do conjunto de dados e criar um conjunto de dados anonimizado; e configurar a operação do controlador cirúrgico central ou do dispositivo modular com base no conjunto de dados anonimizado.
21. Mídia não transitória legível por computador, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada por armazenar instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina derive implicações do dispositivo modular a partir do conjunto de dados anonimizado.
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