BR112020012917A2 - Sistemas para ajustar parâmetros do atuador de extremidade com base em informações perioperatórias - Google Patents

Sistemas para ajustar parâmetros do atuador de extremidade com base em informações perioperatórias Download PDF

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BR112020012917A2
BR112020012917A2 BR112020012917-8A BR112020012917A BR112020012917A2 BR 112020012917 A2 BR112020012917 A2 BR 112020012917A2 BR 112020012917 A BR112020012917 A BR 112020012917A BR 112020012917 A2 BR112020012917 A2 BR 112020012917A2
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BR112020012917-8A
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Frederick E. Shelton Iv
Jason L. Harris
David C. Yates
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Ethicon Llc
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Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema cirúrgico que inclui um instrumento cirúrgico, um atuador de extremidade, um circuito de controle, e um sensor configurado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade. o circuito de controle é configurado para ajustar um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento com base em informações perioperatórias recebidas de uma ou mais fontes de dados e um sinal de sensor recebido do sensor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MAS PARA AJUSTAR PARÂMETROS DO ATUADOR DE EXTREMI!- DADE COM BASE EM INFORMAÇÕES PERIOPERATÓRIAS",
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade sob 35 U.S.C. $ 119 (e) ao Pedido de Patente Provisório U.S. nº de série 62/691.227, intitulado CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS, depositado em 28 de junho de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0002] Este pedido reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C.$ 119 (e) ao Pedido de Patente Provisório US nº 62/650.887, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPA- BILITIES, depositado em 30 de março de 2018, ao Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/650.877, intitulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS, depositado em 30 de março de 2018, ao Pedido de Patente Provisório nº de série 62/650.882, intitulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTE- RACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 30 de março de 2018, e ao Pedido de Patente Provisório nº de série 62/650.898, intitu- lado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARA- BLE ARRAY ELEMENTS, depositado em 30 de março de 2018, es- tando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0003] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C.$ 119(e) ao Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, depositado em 8 de março de 2018, e ao Pedido de Patente Provisório nº de série 62/640.415, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END
EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR depositado em 8 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0004] O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C.$ 119(e) ao Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.341, intitu- lado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de de- zembro de 2017, ao Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, deposi- tado em 28 de dezembro de 2017, e ao Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLAT- FORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totali- dade.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0005] A presente invençãoinvenção refere-se a vários sistemas ci- rúrgicos.
SUMÁRIO
[0006] Um sistema cirúrgico compreende um instrumento cirúrgico. O instrumento cirúrgico compreende um atuador de extremidade que compreende uma primeira garra e uma segunda garra. A primeira garra é configurada para se mover em relação à segunda garra. O instru- mento cirúrgico compreende adicionalmente um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâme- tro de limite de fechamento. O instrumento cirúrgico compreende adi- cionalmente um sensor configurado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade. O sistema cirúrgico compreende adicionalmente um circuito de con- trole acoplado de modo comunicativo ao sensor. O circuito de controle é configurado para receber informações perioperatórias, sendo que as informações perioperatórias compreendem uma ou mais dentre uma doença perioperatória, um tratamento perioperatório e um tipo de pro- cedimento cirúrgico. O circuito de controle é configurado adicional- mente para receber o sinal de sensor a partir do sensor e determinar um ajuste para o parâmetro da taxa de alteração de fechamento e para o parâmetro do limite de fechamento com base nas informações peri- operatórias e no sinal do sensor.
[0007] Um sistema cirúrgico compreende um controlador cirúrgico central configurado para receber informações perioperatórias transmiti- das a partir de uma base de dados remota de um sistema de computação em nuvem. O controlador cirúrgico central é acoplado de modo comuni- cativo ao sistema de computação em nuvem. O sistema cirúrgico com- preende adicionalmente um instrumento cirúrgico acoplado de modo co- municativo ao controlador cirúrgico central. O instrumento cirúrgico com- preende um atuador de extremidade que compreende uma primeira garra e uma segunda garra. A primeira garra é configurada para se mover em relação à segunda garra. O atuador de extremidade compreende adicio- nalmente um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâmetro de limite de fechamento de um programa de controle de fechamento recebido a partir do controlador cirúrgico central. O atuador de extremidade compreende adicionalmente um sensor confi- gurado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade. O controlador cirúrgico central é configurado adicionalmente para receber o sinal de sensor a partir do sensor e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e para o parâmetro do limite de fechamento com base nas informações perioperatórias e no sinal do sensor.
FIGURAS
[0008] Os recursos de vários aspectos são apresentados com par- ticularidade nas reivindicações em anexo. Os vários aspectos, no en- tanto, no que se refere tanto à organização quanto aos métodos de operação, juntamente com objetos e vantagens adicionais dos mes- mos, podem ser melhor compreendidos em referência à descrição apresentada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos em anexo, como a seguir.
[0009] 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.
[0010] A Figura 2 é um sistema cirúrgico sendo usado para execu- tar um procedimento cirúrgico em uma sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0011] A Figura 3 é um controlador cirúrgico central emparelhado com um sistema de visualização, um sistema robótico, e um instrumento inteli- gente, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0012] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial de um comparti- mento de controlador cirúrgico central, e de um módulo gerador em com- binação que pode ser recebido de maneira deslizante em uma gaveta do compartimento de controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0013] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um módulo gera- dor em combinação com contatos bipolares, ultrassônicos e monopo- lares e um componente de evacuação de fumaça, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0014] 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.
[0015] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0016] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos que com- preende um controlador central de comunicação modular configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais sa- las de cirurgia de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços de saúde especialmente equi- pada para operações cirúrgicas, à nuvem, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0017] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente inven- ção.
[0018] A Figura 10 ilustra um controlador cirúrgico central que com- preende uma pluralidade de módulos acoplados à torre de controle mo- dular, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0019] A Figura 11 ilustra um aspecto de um dispositivo de contro- lador central de rede de barramento serial universal (USB), de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional confi- gurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] A Figura 20 é um gráfico de comprimento de curso que mos- tra um exemplo de um sistema de controle que modifica o comprimento de curso de um conjunto de preensão com base no ângulo de articula- ção.
[0029] A Figura 21 é um gráfico de posicionamento do conjunto de tubo de fechamento que mostra um exemplo de um sistema de controle modificando uma posição longitudinal do conjunto de tubo de fecha- mento com base no ângulo de articulação;
[0030] A Figura 22 é uma comparação de um método de grampe- amento que utiliza compressão de tecido controlada versus um método de grampeamento sem compressão de tecido controlada.
[0031] A Figura 23 é um gráfico de força mostrado na seção A e um gráfico de deslocamento relacionado mostrado na seção B, em que o gráfico de força e o gráfico de deslocamento têm um eixo geométrico x que define tempo, um eixo geométrico y do gráfico de deslocamento define um deslocamento de uma haste de disparo, e um eixo geomé- trico y do gráfico de força define uma força torcional detectada em um motor configurado para avançar a haste de disparo.
[0032] A Figura 24 é uma Ilustração esquemática de um circuito de contato do tecido que mostra a conclusão do circuito mediante o con- tato de um par de placas de contato espaçadas com o tecido.
[0033] A Figura 25 é uma vista em perspectiva de um instrumento ci- rúrgico que tem um conjunto de eixo de acionamento intercambiável ope- racionalmente acoplado ao mesmo, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição.
[0034] A Figura 26 é uma vista do conjunto explodida de uma porção do instrumento cirúrgico da Figura 25, de acordo com ao menos um as- pecto desta descrição.
[0035] A Figura 27 é uma vista do conjunto explodida de porções do conjunto de eixo de acionamento intercambiável, de acordo com ao me- nos um aspecto desta descrição.
[0036] A Figura 28 é uma vista explodida de um atuador de extremi- dade do instrumento cirúrgico da Figura 25, de acordo com ão menos um aspecto desta descrição.
[0037] A Figura 29A é um diagrama de blocos de um circuito de controle do instrumento cirúrgico da Figura 25 abrangendo duas folhas de desenho, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição.
[0038] A Figura 29B é um diagrama de blocos de um circuito de controle do instrumento cirúrgico da Figura 25 abrangendo duas folhas de desenho, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição.
[0039] A Figura 30 é um diagrama de blocos do circuito de controle do instrumento cirúrgico da Figura 25 que ilustra interfaces entre o conjunto de empunhadura, o conjunto de alimentação e o conjunto de empunha- dura e o conjunto de eixo de acionamento intercambiável, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0040] A Figura 31 mostra um exemplo de dispositivo médico que pode incluir um ou mais aspectos da presente invenção.
[0041] A Figura 32 representa um exemplo de atuador de extremi- dade de um dispositivo médico circundando o tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0042] A Figura 33 representa um exemplo de atuador de extremi- dade de um dispositivo médico comprimindo o tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0043] A Figura 34 representa forças exemplificadoras exercidas por um atuador de extremidade de um dispositivo médico compressor de tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0044] A Figura 35 representa, também, forças exemplificadoras exercidas por um atuador de extremidade de um dispositivo médico compressor de tecido, de acordo com um ou mais aspectos da pre- sente invenção.
[0045] A Figura 36 representa um exemplo de sistema sensor de com- pressão de tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente in- venção.
[0046] A Figura 37 representa, também, um exemplo de sistema sen- sor de compressão de tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0047] A Figura 38 representa, também, um exemplo de sistema sen- sor de compressão de tecido, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0048] A Figura 39 é, também, um exemplo de diagrama de cir- cuito, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0049] A Figura 40 é, também, um exemplo de diagrama de cir- cuito, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0050] A Figura 41 é um gráfico que representa um exemplo de modulação de frequência de acordo com um ou mais aspectos da pre- sente invenção.
[0051] A Figura 42 é um gráfico que representa um composto de RF de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0052] A Figura 43 é um gráfico que representa sinais de RF filtrados de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção.
[0053] A Figura 44 é uma vista em perspectiva de um instrumento ci- rúrgico com um eixo de acionamento intercambiável articulável.
[0054] A Figura 45 é uma vista lateral da ponta do instrumento ci- rúrgico.
[0055] As Figuras 46 a 50 são gráficos plotando tamanho do vão ao longo do tempo (Figura 46), corrente de disparo ao longo do tempo (Fi- gura 47), compressão do tecido ao longo do tempo (Figura 48), defor- mação da bigorna ao longo do tempo (Figura 49), e força do gatilho ao longo do tempo (Figura 50).
[0056] A Figura 51 é um gráfico plotando o deslocamento do tecido em função da compressão do tecido para tecidos normais.
[0057] A Figura 52 é um gráfico plotando o deslocamento do tecido em função da compressão do tecido para distinguir tecidos normais e teci- dos doentes.
[0058] A Figura 53 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade compreendendo um primeiro sensor e um segundo sensor.
[0059] A Figura 54 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo para ajustar a medição do primeiro sensor com base na entrada proveniente do segundo sensor do atuador de extremidade ilus- trado na Figura 53.
[0060] A Figura 55 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo para determinar uma tabela de consulta para um primeiro sensor com base na entrada proveniente de um segundo sensor.
[0061] A Figura 56 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo para calibrar um primeiro sensor em resposta a uma entrada proveniente de um segundo sensor.
[0062] A Figura 57 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo para determinar e exibir a espessura de uma seção de tecido presa entre uma bigorna e um cartucho de grampos de um atuador de extremidade.
[0063] A Figura 58 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo para determinar e exibir a espessura de uma seção de tecido presa entre a bigorna e o cartucho de grampos do atuador de extremidade.
[0064] A Figura 59 é um gráfico ilustrando uma medição de espes- sura por efeito Hall ajustada, em comparação a uma medição de espes- sura por efeito Hall não modificada.
[0065] A Figura 60 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade compreendendo um primeiro sensor e um segundo sensor.
[0066] A Figura 61 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade compreendendo um primeiro sensor e uma pluralidade de segundos sensores.
[0067] A Figura 62 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo para ajustar uma medição de um primeiro sensor em res- posta a uma pluralidade de sensores secundários.
[0068] A Figura 63 ilustra uma modalidade de um circuito configurado para converter sinais provenientes de um primeiro sensor e de uma plura- lidade de sensores secundários em sinais digitais recebíveis por um pro- cessador.
[0069] A Figura 64 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade compreendendo uma pluralidade de sensores.
[0070] A Figura 65 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo para determinar uma ou mais propriedades de tecidos com base em uma pluralidade de sensores.
[0071] A Figura 66 ilustra uma modalidade de um atuador de ex- tremidade compreendendo uma pluralidade de sensores acoplados a um segundo membro de garra.
[0072] A Figura 67 ilustra uma modalidade de um cartucho de gram- pos compreendendo uma pluralidade de sensores formados integralmente no mesmo.
[0073] A Figura 68 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo para determinar um ou mais parâmetros de uma seção de tecido presa dentro de um atuador de extremidade.
[0074] A Figura 69 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade compreendendo uma pluralidade de sensores redundantes.
[0075] A Figura 70 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo para selecionar a saída mais confiável dentre uma plura- lidade de sensores redundantes.
[0076] A Figura 71 ilustra uma modalidade de um atuador de extre- midade compreendendo um sensor que compreende uma taxa de amostragem específica para limitar ou eliminar sinais falsos.
[0077] A Figura 72 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo para gerar uma medição de espessura para uma seção de tecido situada entre uma bigorna e um cartucho de grampos de um atuador de extremidade.
[0078] As Figuras 73 e 74 ilustram uma modalidade de um atuador de extremidade compreendendo um sensor para identificar cartuchos de grampos de diferentes tipos.
[0079] A Figura 75 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado configurado para ser preso de modo fixo a um membro de garra de um atuador de extremidade, de acordo com ao menos um as- pecto da presente invenção.
[0080] A Figura 76 ilustra um aspecto de um circuito flexível segmen- tado configurado para ser montado em um membro de garra de um atua- dor de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0081] A Figura 77 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade configurado para medir um vão de tecido GT, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0082] A Figura 78 ilustra um aspecto de um atuador de extremidade compreendendo um circuito flexível segmentado, de acordo com ao me- nos um aspecto da presente invenção.
[0083] A Figura 79 ilustra o atuador de extremidade mostrado na Fi- gura 78 com o membro de garra prendendo o tecido entre o membro de garra e o cartucho de grampos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0084] A Figura 80 é um diagrama de um sistema de posiciona- mento absoluto de um instrumento cirúrgico, no qual o sistema de posi- cionamento absoluto compreende uma disposição do circuito de acio- namento do motor controlado que compreende uma disposição do sen- sor, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0085] A Figura 81 é um diagrama de um sensor de posição que compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magné- tico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0086] A Figura 82 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade de um instrumento cirúrgico, que mostra um curso do membro de disparo em relação ao tecido preso dentro do atuador de extremidade de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0087] A Figura 83 é um primeiro gráfico de duas plotagens de força de fechamento (FTC) que representa a força aplicada a um mem- bro de fechamento para fechar em tecido espesso e delgado durante uma fase de fechamento e um segundo gráfico de duas plotagens de força de disparo (FTF) que representa a força aplicada a um membro de disparo para disparar através de tecido espesso e delgado durante uma fase de disparo.
[0088] A Figura 84 é um gráfico de um sistema de controle confi- gurado para fornecer o fechamento progressivo de um membro de fe- chamento durante um curso de disparo, quando o membro de deslo- camento avança distalmente e se acopla a um braço de aperto para diminuir a carga da força de fechamento no membro de fechamento a uma velocidade desejada e diminuir a carga da força de disparo sobre o membro de disparo, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente invenção.
[0089] A Figura 85 ilustra um sistema de controle de retroinformação do controlador proporcional integral derivativo (PID), de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0090] A Figura 86 é um fluxograma lógico que representa um pro- cesso de um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a velocidade de um membro de fechamento, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0091] A Figura 87 é uma linha de tempo que presenta o reconheci- mento situacional de um controlador cirúrgico central, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção.
[0092] A Figura 88 ilustra um diagrama de blocos de um sistema ci- rúrgico configurado para controlar uma função cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0093] A Figura 89 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional configurado para controlar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto da presente in- venção.
[0094] A Figura 90 é um fluxograma lógico que representa um al- goritmo com base em reconhecimento situacional para controlar uma função cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0095] A Figura 91 é um fluxograma lógico que representa um algo- ritmo para controlar uma função cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0096] A Figura 92 ilustra uma porção do tecido do paciente que compreende um tumor bem como margens cirúrgicas definidas com re- lação ao tumor, de acordo com ao menos um aspecto da presente in- venção.
[0097] A Figura 93 é um fluxograma lógico de um processo que repre- senta um programa de controle ou uma configuração lógica para resolver problemas de seleção de dispositivos, de acordo com ao menos um as- pecto da presente invenção.
[0098] A Figura 94 ilustra um diagrama de blocos de um sistema cirúrgico configurado para determinar a adequação de um instrumento cirúrgico com base nos parâmetros do dispositivo e nos parâmetros detectados, de acordo com ao menos um aspecto da presente inven- ção.
[0099] A Figura 95 é um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção;
[0100] A Figura 96 ilustra um fluxograma lógico de um processo para controlar um instrumento cirúrgico de acordo com a integridade do tecido preso, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0101] A Figura 97 ilustra um primeiro gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar versus o tempo para dis- paros ilustrativos de um instrumento cirúrgico, de acordo com pelo me- nos um aspecto da presente invenção.
[0102] A Figura 98 ilustra um segundo gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar versus o tempo para um disparo ilustrativo de um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um as- pecto da presente invenção.
[0103] A Figura 99 ilustra um fluxograma lógico de um processo para controlar um instrumento cirúrgico de acordo com o tipo fisiológico do tecido preso, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0104] A Figura 100A llustra uma vista em elevação lateral de um atuador de extremidade pinçando parênquima, sendo que o atuador de extremidade está na posição de contato inicial com o parênquima, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0105] A Figura 100B llustra uma vista em elevação lateral de um atuador de extremidade pinçando parênquima, sendo que o atuador de extremidade está fechado, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0106] A Figura 101A llustra uma vista em elevação lateral de um atuador de extremidade pinçando um vaso, sendo que o atuador de extremidade está na posição de contato inicial com o vaso, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0107] A Figura 101B llustra uma vista em elevação lateral de um atuador de extremidade pinçando um vaso, sendo que o atuador de extremidade está fechado, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0108] A Figura 102 ilustra um primeiro gráfico e um segundo gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar e a veloci- dade de fechamento, respectivamente, versus o tempo para disparos ilus- trativos de um instrumento cirúrgico pinçando o parênquima, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0109] A Figura 103 ilustra um terceiro gráfico e um quarto gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar e a ve-
locidade de fechamento, respectivamente, versus o tempo para dispa- ros ilustrativos de um instrumento cirúrgico pinçando um vaso, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção.
[0110] A Figura 104 ilustra um quinto gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar e a velocidade de fecha- mento versus o tempo para um disparo ilustrativo de um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0111] A Figura 105 ilustra um quinto gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar e a velocidade de fecha- mento versus o tempo para um disparo ilustrativo de um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0112] A Figura 106 ilustra um quinto gráfico que representa a força do atuador de extremidade para fechar e a velocidade de fecha- mento versus o tempo para um disparo ilustrativo de um instrumento cirúrgico, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0113] A Figura 107 ilustra um gráfico que mostra impedância ver- sus tempo para determinar quando as garras de um instrumento cirúr- gico entram em contato com tecido e/ou grampos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0114] A Figura 108 ilustra um primeiro gráfico que representa vá- rios limites de fechamento de tecido para controlar o fechamento do atu- ador de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0115] A Figura 109 ilustra um segundo gráfico que representa vá- rios limites de fechamento de tecido para controlar o fechamento do atu- ador de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
[0116] A Figura 110 é um fluxograma lógico de um processo que re- presenta um programa de controle ou uma configuração lógica para ajus- tar um algoritmo de taxa de fechamento, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
DESCRIÇÃO
[0117] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedi- dos de Patente US, depositados em 29 de junho de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente nº de série U.S. , intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE AR- RAY ELEMENTS, nº do documento do procurador END8542USNP/170755; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SEN- SED CLOSURE PARAMETERS, nº do documento do procurador END8543USNP/170760; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado
SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION, nº do documento do procurador END8543USNP1/170760-1; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING, nº do documento do procurador END8543USNP2/170760-2; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING, nº do documento do procurador END8543USNP3/170760-3; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DIS- TRIBUTION IRREGULARITIES, nº do documento do procurador END8543USNP4/170760-4; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado sistema SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL
END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE, nº do documento do pro- curador END8543USNP5/170760-5;
e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES, nº do documento do procurador END8543USNP6/170760-6;
e Pedido de Patente US nº de série , intitulado VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY, nº do docu- mento do procurador END8543USNP7/170760-7;
e Pedido de Patente US nº de série , inti- tulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE, nº do documento do procurador END8544USNP/170761;
e Pedido de Patente US nº de série , in- titulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT, nº do documento do procurador END8544USNP1/170761-1;
e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY, nº do documento do procurador END8544USNP2/170761-2;
e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SA- FETY SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMIS- SION —CAPABILITIES, nº do documento do procurador END8544USNP3/170761-3;
e Pedido de Patente US nº de série , inti- tulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL, nº do documento do procurador END8545USNP/170762;
e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS, nº do do- cumento do procurador END8545USNP1/170762-1;
e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS, nº do documento do pro- curador END8545USNP2/170762-2;
e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CON- TROL, nº do documento do procurador END8545USNP3/170762-3; e Pedido de Patente US nº de série , intitu- lado SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY, nº do docu- mento do procurador END8545USNP4/170762-4; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado
COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTE- RACTIVE SURGICAL PLATFORM, nº do documento do procurador END8546USNP/170763; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CON- TROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, nº do do- cumento do procurador END8546USNP1/170763-1; e Pedido de Patente US nº de série , intitulado SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIR-
CUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE, nº do documento do procurador END8547USNP/170764; e e Pedido de Patente US nº de série , intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS, nº do docu- mento do procurador END8548USNP/170765.
[0118] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente Provisórios US, depositados em 28 de junho de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.228, intitulado A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES;
e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.230, in- titulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.219, in- titulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.257, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PA-
RAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.262, intitulado SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICA-
TION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND À SMOKE EVACUATION DEVICE; e e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/691.251, in- titulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.
[0119] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedi- dos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente US nº de série 15/940.641, intitulado IN- TERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICA- TION CAPABILITIES; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.648, intitulado IN-
TERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.656, intitulado SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICA- TION OF OPERATING ROOM DEVICES; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.666, intitulado SPA- TIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS;
e Pedido de Patente US nº de série 15/940.670, intitulado CO-
OPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.677, intitulado SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.632, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RE- CORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.640, intitulado COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PA-
RAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.645, intitulado
SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.649, intitulado DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARA- METER WITH AN OUTCOME; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.654, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.663, intitulado SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.668, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.671, intitulado
SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.686, intitulado DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LI- NEAR STAPLE LINE;
e Pedido de Patente US nº de série 15/940.700, intitulado STE- RILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.629, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.704, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETER- MINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.722, intitulado
CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; e e Pedido de Patente US nº de série 15/940.742, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING.
[0120] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedi- dos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente US nº de série 15/940.636, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVI- CES; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.653, intitulado
ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.660, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.679, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHA- VIORS OF LARGER DATA SET; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.694, intitulado
CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEG- MENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.634, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHEN- TICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.706, intitulado
DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e e Pedido de Patente US nº de série 15/940.675, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES.
[0121] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedi- dos de Patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente US nº de série 15/940.627, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLAT- FORMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.637, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGI- CAL PLATFORMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.642, intitulado CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.676, intitulado AU- TOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.680, intitulado CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de Patente US nº de série 15/940.683, intitulado CO- OPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS;
e Pedido de Patente US nº de série 15/940.690, intitulado DIS- PLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLAT- FORMS; e e Pedido de Patente US nº de série 15/940.711, intitulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS.
[0122] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US Provisórios, depositados em 28 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.302, in- titulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.294, in- titulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RE- CORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.300, in- titulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.309, in- titulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DE- VICES IN OPERATING THEATER; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.310, in- titulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYS- TEMS; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.291, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORA- TION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.296, in- titulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES;
e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.333, in- titulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.327, in- titulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.315, in- titulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.313, in- titulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.320, in- titulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.307, in- titulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/649.323, in- titulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGI- CAL PLATFORMS.
[0123] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente Provisórios US, depositados em 19 de abril de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/659.900, in- titulado METHOD OF HUB COMMUNICATION.
[0124] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US Provisórios, depositados em 30 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade:
e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/650.887, in- titulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILI- TIES; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/650.877, in- titulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/650.882, in- titulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGI- CAL PLATFORM; e e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/650.898, in- titulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARA- BLE ARRAY ELEMENTS.
[0125] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US Provisórios, depositados em 8 de março de 2018, estando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência em sua totalidade: e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; e e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/640.415, in- titulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR.
[0126] O requerente do presente pedido detém os seguintes Pedidos de Patente US Provisórios, depositados em 28 de dezembro de 2017, es- tando a descrição de cada um dos quais aqui incorporada a título de refe- rência em sua totalidade: e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.341, in- titulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.340, in- titulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS; e e Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.339, in- titulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM.
[0127] Antes de explicar com detalhes os vários aspectos dos ins- trumentos 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 imple- mentados ou incorporados em outros aspectos, variações e modifica- ções, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usa- dos na presente invenção foram escolhidos com o propósito de des- crever 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.
[0128] Antes de explicar com detalhes os vários aspectos dos ins- trumentos 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 imple- mentados ou incorporados em outros aspectos, variações e modifica- ções, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usa- dos na presente invenção foram escolhidos com o propósito de des- crever 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.
[0129] Determinados aspectos exemplificativos serão descritos agora para fornecer um entendimento geral dos princípios da estrutura, função, fabricação e uso dos dispositivos e métodos revelados no pre- sente documento. Um ou mais exemplos desses aspectos estão ilus- trados nos desenhos em anexo. Os versados na técnica entenderão que os dispositivos e os métodos especificamente descritos no pre- sente documento e ilustrados nos desenhos em anexo são aspectos exemplificativos sem limitação, e que o escopo dos vários aspectos é definido apenas pelas reivindicações. As características ilustradas ou descritas em relação a um aspecto exemplificador podem ser combi- nadas com as características de outros aspectos. Essas modificações e variações se destinam a estar incluídas no escopo das reivindicações anexas.
[0130] Com referência à Figura 1, um sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100 inclui um ou mais sistemas cirúrgi- cos 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 ilus- trado na Figura 1, o sistema cirúrgico 102 inclui um sistema de visuali- zação 108, um sistema robótico 110, um instrumento cirúrgico de mão 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 siste- mas robóticos 110, e um número P de instrumentos cirúrgicos de mão inteligentes 112, onde M, N, O, e P são números inteiros maiores ou iguais a um.
[0131] 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 opera- ção cirúrgica 116. Um sistema robótico 110 é usado no procedimento ci- rúrgico como uma parte do sistema cirúrgico 102. O sistema robótico 110 inclui um console do cirurgião 118, um carro do paciente 120 (robô cirúr- gico), e um controlador central robótico cirúrgico 122. O carro do paciente 120 pode manipular ao menos uma ferramenta cirúrgica acoplada de ma- neira removível 117 através de uma incisão minimamente invasiva no corpo do paciente enquanto o cirurgião vê o local cirúrgico através do con- sole 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 ima- gens do sítio cirúrgico para exibição subsequente para o cirurgião através do console do cirurgião 118.
[0132] Outros tipos de sistemas robóticos podem ser prontamente adaptados para uso com o sistema cirúrgico 102. Vários exemplos de sis- temas robóticos e instrumentos cirúrgicos que são adequados para uso com a presente invenção são descritos no Pedido de Patente Provisório nº de série 62/611.339, intitulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLAT- FORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0133] Vários exemplos de análise com base em nuvem que são rea- lizados pela nuvem 104, e são adequados para uso com a presente inven- ção, são descritos no Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.340, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS, deposi- tado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0134] 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).
[0135] 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 cirúr- gicos.
[0136] A uma ou mais fontes de iluminação podem ser configura- das 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.
[0137] 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 ele- tromagnética. Os comprimentos de onda menores que cerca de 380 nm são mais curtos que o espectro ultravioleta, e eles se tornam ultra- violeta invisíveis, raio x, e radiação eletromagnética de raios gama.
[0138] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 é con- figurado para uso em um procedimento minimamente invasivo. Exemplos de dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente in- venção incluem, mas não se limitam a, um artroscópio, angioscópio, bron- coscópio, coledocoscópio, colonoscópio, citoscópio, duodenoscópio, ente- roscópio, esofagastro-duodenoscópio (gastroscópio), endoscópio, larin- goscópio, nasofaringo-neproscópio, sigmoidoscópio, toracoscópio e urete- roscópio.
[0139] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento emprega mo- nitoramento de múltiplos espectros para discriminar topografia e estru- turas subjacentes. Uma imagem multi-espectral é uma que captura da- dos de imagem dentro de faixas de comprimento de onda ao longo do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda podem ser sepa- rados 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 Mo- dule" no Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.341, intitu- lado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de de- zembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de refe- rência 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 an- teriormente descritos no tecido tratado.
[0140] É axiomático que a esterilização estrita da sala de operação e do equipamento cirúrgico seja necessária durante qualquer cirurgia. À 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 es- terilizar qualquer coisa que entra em contato com o paciente ou penetra no campo estéril, incluindo o dispositivo de imageamento 124 e seus co- nectores e componentes. Será entendido que o campo estéril pode ser considerado uma área especificada, como dentro de uma bandeja ou so- bre 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 escova- ção, que estão adequadamente vestidos, e todos os móveis e acessórios na área.
[0141] Em vários aspectos, o sistema de visualização 108 inclui um ou mais sensores de imageamento, uma ou mais unidades de proces- samento 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 EMR. Vários componentes do sistema de visualização 108 são descritos sob o título "Advanced Imaging Acquisition Module" no Pedido de Patente Provisó- rio US nº 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.
[0142] Conforme ilustrado na Figura 2, uma tela primária 119 é po- sicionada no campo estéril para ser visível para o operador na mesa de operação 114. Além disso, uma torre de visualização 111 é posici- onada 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 imagea- mento 124, em uma tela não estéril 107 ou 109, enquanto se mantém uma transmissão ao vivo do sítio cirúrgico na tela principal 119. O ins- tantâneo na tela não estéril 107 ou 109 pode permitir que um operador não estéril execute uma etapa diagnóstica relevante para o procedi- mento cirúrgico, por exemplo.
[0143] Em um aspecto, o controlador central 106 é também confi- gurado 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.
[0144] 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 nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de re- ferência 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 ci- rúrgico 115 no campo estéril, onde pode ser vista pelo operador do ins- trumento 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 Provisó- rio nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLAT- FORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, por exemplo.
[0145] Agora com referência à Figura 3, um controlador central 106 é mostrado em comunicação com um sistema de visualização 108, um sis- tema robótico 110 e um instrumento cirúrgico inteligente de mão 112. O controlador central 106 inclui uma tela do controlador central 135, um mó- dulo de imageamento 138, um módulo gerador 140, um módulo de comu- nicação 130, um módulo processador 132 e uma matriz de armazena- mento 134. Em certos aspectos, conforme ilustrado na Figura 3, o contro- lador central 106 inclui adicionalmente um módulo de evacuação de fu- maça 126 e/ou um módulo de sucção/irrigação 128.
[0146] 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 frequente- mente 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 ofe- rece um ambiente unificado para gerenciar a potência, os dados e as li- nhas de fluido, o que reduz a frequência de entrelaçamento entre tais linhas.
[0147] Os aspectos da presente invenção apresentam um controla- dor cirúrgico central para uso em um procedimento cirúrgico que en- volve a aplicação de energia ao tecido em um sítio cirúrgico. O contro- lador cirúrgico central inclui um compartimento de controlador central e um módulo gerador combinado recebido de maneira deslizante em uma estação de acoplamento do compartimento de controlador central. A es- tação 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 combi- nado a um instrumento cirúrgico, ao menos um componente de evacu- ação de fumaça configurado para evacuar fumaça, fluido, e/ou os parti- culados gerados pela aplicação de energia terapêutica ao tecido, e uma linha de fluido que se estende do sítio cirúrgico remoto até o compo- nente de evacuação de fumaça.
[0148] Em um aspecto, a linha de fluido é uma primeira linha de fluido e uma segunda linha de fluido se estende do sítio cirúrgico re- moto até um módulo de sucção e irrigação recebido de maneira desli- zante no compartimento de controlador central. Em um aspecto, o com- partimento de controlador central compreende uma interface de flui- dos.
[0149] Certos procedimentos cirúrgicos podem exigir a aplicação de mais de um tipo de energia ao tecido. Um tipo de energia pode ser mais benéfica para cortar o tecidos, enquanto um outro tipo de energia diferente pode ser mais benéfico para vedar o tecido. Por exemplo, um gerador bi- polar pode ser usado para vedar o tecido enquanto um gerador ultrassô- nico 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 vanta- gens do compartimento modular de controlador central 136 é permitir a rápida remoção e/ou substituição de vários módulos.
[0150] Aspectos da presente invenção apresentam um comparti- mento cirúrgico modular para uso em um procedimento cirúrgico que en- volve 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 a potência e os contatos de 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.
[0151] 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 com- preende uma segunda porta de acoplamento que inclui segundos da- dos 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 gera- dor de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elé- trico com os segundos contatos de potência e dados.
[0152] 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 comuni- cação entre o primeiro módulo gerador de energia e o segundo módulo gerador de energia.
[0153] Com referência às Figuras 3 a 7, aspectos da presente in- venção são apresentados para um compartimento modular do contro-
lador central 136 que permite a integração modular de um módulo ge- rador 140, um módulo de evacuação de fumaça 126, e um módulo de sucção/irrigação 128. O compartimento modular de controlador 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 gabi- nete 139 inserível de maneira deslizante no compartimento modular de controlador central 136. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo ge- rador 140 pode ser configurado para se conectar a um dispositivo mo- nopolar 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 de controlador cen- tral 136. O compartimento modular de controlador central 136 pode ser configurado para facilitar a inserção de múltiplos geradores e a comu- nicação interativa entre os geradores encaixados no compartimento modular de controlador central 136 de modo que os geradores atuem como um único gerador.
[0154] Em um aspecto, o compartimento modular de controlador cen- tral 136 compreende uma potência modular e uma placa posterior de co- municação 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.
[0155] Em um aspecto, o compartimento modular de controlador central 136 inclui estações de acoplamento, ou gavetas, 151, aqui tam- bém chamadas de gavetas, que são configuradas para receber de ma- neira deslizante os módulos 140, 126, 128. A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva parcial de um compartimento de controlador cirúrgico central 136, e um módulo gerador combinado 145 recebidos de ma- neira deslizante em uma estação de acoplamento 151 do comparti- mento de 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 aco- plamento 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 combi- nado 145 é deslizado para a posição na estação de acoplamento cor- respondente 151 do compartimento modular do controlador central
136. Em um aspecto, o módulo gerador combinado 145 inclui um mó- dulo bipolar, ultrassônico e monopolar e um módulo de evacuação de fumaça integrado em uma única unidade de gabinete 139, conforme ilustrado na Figura 5.
[0156] Em vários aspectos, o módulo de evacuação de fumaça 126 inclui uma linha de fluidos 154 que transporta fumaça capturada/cole- tada 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 de controlador central
136.
[0157] Em vários aspectos, o módulo de sucção/irrigação 128 é acoplado a uma ferramenta cirúrgica compreendendo uma linha de as- piração 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 fle- xíveis 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.
[0158] Em um aspecto, a ferramenta cirúrgica inclui um eixo de aci- onamento 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 extremi- dade distal do mesmo e o tubo de aspiração se estende através do eixo de acionamento. De modo similar, um tubo de irrigação pode se esten- der através do eixo de acionamento e pode ter uma porta de entrada próxima ao implemento de aplicação de energia. O implemento de apli- cação 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.
[0159] 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 comparti- mento de controlador central 136 separadamente do módulo de suc- ção/irrigação 128. Em tal exemplo, uma interface de fluido pode ser con- figurada para conectar o módulo de sucção/irrigação 128 à fonte de flu- ido e/ou à fonte de vácuo.
[0160] Em um aspecto, os módulos 140, 126, 128 e/ou suas estações de acoplamento correspondentes no compartimento modular de controla- dor central 136 podem incluir recursos de alinhamento que são configura- dos para alinhar as portas de acoplamento dos módulos em engate com suas contrapartes nas estações de acoplamento do compartimento modu- lar de controlador 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 correspon- dentes 156 da estação de acoplamento correspondente 151 do comparti- mento modular de controlador 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 de controlador central 136.
[0161] Em alguns aspectos, as gavetas 151 do compartimento mo- dular de controlador 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 mó- dulo. Em outros aspectos, as gavetas 151 são diferentes em tamanho e são cada uma projetada para acomodar um módulo específico.
[0162] 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 desemparelha- mento de contatos.
[0163] 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 de controlador central 136. As portas de aco- plamento 150 do compartimento modular de controlador central 136 podem, alternativa ou adicionalmente, facilitar uma comunicação inte- rativa sem fio entre os módulos alojados no compartimento modular de controlador central 136. Qualquer comunicação sem fio adequada pode ser usada, como, por exemplo, Air Titan Bluetooth.
[0164] A Figura 6 ilustra conectores de barramento de energia indi- viduais para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um gabinete modular lateral 160 configurado para receber uma pluralidade de módulos de um controlador cirúrgico central 206. O gabinete 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 gabinete modular lateral 160, o qual inclui uma placa posterior para interconexão dos módulos 161. Con- forme ilustrado na Figura 6, os módulos 161 são dispostos lateralmente no gabinete modular lateral 160. Alternativamente, os módulos 161 po- dem ser dispostos verticalmente em um gabinete modular lateral.
[0165] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical 164 configu- rado para receber uma pluralidade de módulos 165 do controlador ci- rúrgico central 106. Os módulos 165 são inseridos de maneira desli- zante em estações de acoplamento, ou gavetas, 167 do gabinete mo- dular 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 mo- dular 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 exem- plo da Figura 7, uma tela 177 é fornecida para mostrar os dados rele- vantes para a operação dos módulos 165. Além disso, o gabinete mo- dular vertical 164 inclui um módulo mestre 178 que aloja uma plurali- dade de submódulos que são recebidos de maneira deslizante no mó- dulo mestre 178.
[0166] Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 compre- ende 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 gabinete modular que pode ser montado com um módulo de fonte de luz e um módulo de câmera. O gabinete pode ser um gabinete descartável. Em ao menos um exemplo, o gabinete descartável é acoplado de modo re- movível 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 proce- dimento cirúrgico. Em um aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CCD. Em um outro aspecto, o módulo de câmera compre- ende um sensor CMOS. Em um outro aspecto, o módulo de câmera é configurado para imageamento do feixe escaneado. De modo seme- lhante, o módulo de fonte de luz pode ser configurado para fornecer uma luz branca ou uma luz diferente, dependendo do procedimento cirúrgico.
[0167] Durante um procedimento cirúrgico, a remoção de um disposi- tivo cirúrgico do campo cirúrgico e a sua substituição por um outro dispo- sitivo 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 ima- geamento da presente invenção é configurado para permitir a substituição de um módulo de fonte de luz ou um módulo de câmera "midstream" du- rante um procedimento cirúrgico, sem a necessidade de remover o dispo- sitivo de imageamento do campo cirúrgico.
[0168] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento compreende um alojamento tubular que inclui uma pluralidade de canais. Um pri- meiro canal é configurado para receber de maneira deslizante o mó- dulo 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.
[0169] Em vários exemplos, múltiplos dispositivos de imageamento são colocados em diferentes posições no campo cirúrgico para forne- cer múltiplas vistas. O módulo de imageamento 138 pode ser configu- rado 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 disposi- tivos de imageamento.
[0170] Vários processadores de imagens e dispositivos de imagea- mento adequados para uso com a presente invenção são descritos na Patente US nº 7.995.045 intitulada COMBINED SBI AND CONVENTIO- NAL 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 nº 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 da- dos de imagem. Tais sistemas podem ser integrados com o módulo de imageamento 138. Além desses, a Publicação do Pedido de Patente US nº 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 nº 2014/0243597, intitulada SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE, publicada em 28 de agosto de 2014, que estão, a descrição de cada um das quais, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.
[0171] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos 201 que compreende um controlador central de comunicação modular 203 con- figurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de operação de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços de saúde especial- mente 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 as- pecto, 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 co- municação modular 203 também pode ser acoplado a um sistema de computador local 210 para fornecer processamento de computador lo- cal 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 cirúrgicos inteligente inclui recursos adici- onais para permitir que o tráfego que passa através da rede de dados cirúrgicos seja monitorado e para configurar cada porta no controlador central de rede 207 ou chave de rede 209. Uma rede de dados cirúrgi- cos 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 cor- reta.
[0172] 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 trans- feridos para computadores baseados em nuvem através do roteador para processamento e manipulação remota dos dados. Os dados as- sociados aos dispositivos 1a a 1h 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 disposi- tivos 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 processa- mento e manipulação dos dados locais.
[0173] 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 ro- teadores 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 com- putador local 210 também pode estar contido em uma torre de controle modular. O controlador central de comunicação modular 203 é conec- tado 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 evacua- ção 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 mo- dulares que podem ser conectados ao controlador central de comuni- cação modular 203 da rede de dados cirúrgicos 201.
[0174] Em um aspecto, a rede de dados cirúrgicos 201 pode com- preender 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 enten- dido 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 nu- vem" pode ser usado aqui para se referir a "um tipo de computação ba- seada na Internet", em que diferentes serviços — como servidores, ar- mazenamento, e aplicativos — são aplicados ao controlador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 localiza- dos na sala cirúrgica (por exemplo, um sala ou espaço fixo, móvel, tem- porário, ou campo de operação) e aos dispositivos conectados ao con- trolador central de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de com- putador 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 con- trolador central permite que múltiplos dispositivos ou conexões sejam conectados a um computador que se comunica com os recursos de computação e armazenamento em nuvem.
[0175] 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 ci- rúrgicos, custos reduzidos, e melhor satisfação do paciente. Ao menos alguns dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para visu- alizar 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 diag- nóstico. 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 imagea- mento e técnicas como a sobreposição de imagens capturadas por múltiplos dispositivos de imageamento. Os dados colhidos pelos dis- positivos 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 pro- cessamento e manipulação de imagem. Os dados podem ser analisa- dos para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico por deter- minação de se tratamento adicional, como aplicação de intervenção endoscópica, tecnologias emergentes, uma radiação direcionada, in- tervenção direcionada, robóticas precisas a sítios e condições especí- ficas 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 padro- nizado benéfico tanto para confirmar tratamentos cirúrgicos e o com- portamento do cirurgião ou sugerir modificações aos tratamentos cirúr- gicos e o comportamento do cirurgião.
[0176] Em uma implementação, os dispositivos da sala de operação 1a a 1h podem ser conectados ao controlador central de comunicação mo- dular 203 através de um canal com fio ou um canal sem fio dependendo da configuração dos dispositivos 1a a 1h 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 OS! ("open system interconnection", intercone- xão de sistemas abertos). O controlador central de rede fornece conectivi- dade aos dispositivos 1a a 1n localizados na mesma rede da sala de ope- ração. O controlador central de rede 207 coleta dados sob a forma de pa- cotes e os envia para o roteador em modo half-duplex. O controlador cen- tral de rede 207 não armazena qualquer controle de acesso de mídia/pro- tocolo da Internet (MAC/IP) para transferir os dados do dispositivo. Apenas um dos dispositivos 1a a 1n por vez pode enviar dados através do contro- lador central de rede 207. O controlador central de rede 207 não tem tabe- las de roteamento ou inteligência em relação a onde enviar informações e difunde todos os dados da rede através de cada conexão e a um servidor remoto 213 (Figura 9) através da nuvem 204. O controlador central de rede 207 pode detectar erros básicos de rede, como colisões, mas ter todas as informações difundidas para múltiplas portas de entrada pode ser um risco de segurança e provocar estrangulamentos.
[0177] 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 localiza- dos 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.
[0178] 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 baseados em nuvem para processa- mento adicional e manipulação dos dados coletados por qualquer um 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 dife- rentes salas de operação das diferentes instalações de serviços de sa- úde. 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 en- dereços |P para transferir dados.
[0179] Em um exemplo, o controlador central de rede 207 pode ser implementado como um controlador central USB, o que permite que múl- tiplos dispositivos USB sejam conectados a um computador hospedeiro. O controlador central USB pode expandir uma única porta USB em vários níveis de modo que haja mais portas disponíveis para conectar os dispo- sitivos ao computador de sistema hospedeiro. 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 al- cance USB sem fio pode ser usado para comunicação entre os dispositi- vos la a In e os dispositivos 2a a 2m situados na sala de operação.
[0180] Em outros exemplos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m pode se comunicar com ao controlador central de comunica- ção 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 dis- positivos fixos e móveis e construir redes de área pessoal (PANs, "perso- nal area networks"). Em outros aspectos, os dispositivos da sala de ope- ração 1a a 1n/2a a 2m podem se comunicar com o controlador central de comunicação modular 203 através de um número de padrões ou protoco- los de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, WI-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEXE 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 deriva- dos 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 se- gundo 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.
[0181] 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 conhe- cido como quadros. Os quadros transportam os dados gerados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. Quando um quadro é recebido pelo con- trolador 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.
[0182] O controlador central de comunicação modular 203 pode ser usado como um dispositivo independente ou ser conectado a con- troladores 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 1hn/2a a 2m da sala de opera- ção.
[0183] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo, implemen- tado 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 me- nos 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 com- preende uma torre de controle modular 236 conectada a múltiplos dis- positivos de sala de operação como, por exemplo, instrumentos cirúr- gicos inteligentes, robôs e outros dispositivos computadorizados loca- lizados na sala de operações. Conforme mostrado na Figura 10, a torre de controle modular 236 compreende um controlador central de comu- nicação modular 203 acoplado a um sistema de computador 210. Con- forme 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 dis- positivo 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 mo- dular 236. O controlador central robô 222 também pode ser conectado à torre de controle modular 236 e aos recursos de computação em nu- vem. 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.
[0184] 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 contro- lador central de comunicação modular 203, por exemplo, um disposi- tivo 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, dispo- sitivos) que podem ser conectados ao controlador central de comuni- cação 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 modu- lar 203 inclui três portas a jusante e uma porta a montante. O contro- lador central/chave de rede a montante é conectado a um processador para fornecer uma conexão de comunicação com a recursos de com- putação 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.
[0185] 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 opera- ção, conforme descrito sob o título “Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" no Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, de- positado em 28 de dezembro 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade, no qual o módulo de sensor é configu- rado 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 transmi- tindo 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.
[0186] 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, memó- ria não volátil 250, e interface de entrada/ saída 251 através de um barra- mento de sistema. O barramento do sistema pode ser qualquer um dos vários tipos de estruturas de barramento, incluindo o barramento de me- mória 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 Architec- ture (MSA), ISA extendida (EISA), Eletrônica de drives inteligentes (IDE), barramento local VESA (VLB), Interconexão de componentes periféricos (PCI), USB, porta gráfica acelerada (AGP), barramento de POMCIA (As- sociação internacional de cartões de memória para computadores pesso- ais, "Personal Computer Memory Card International Association"), Inter- face de sistemas para pequenos computadores (SCSI), ou qualquer outro barramento proprietário.
[0187] O processador 244 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome co- mercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um as- pecto, 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 StellarisWareO, 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.
[0188] 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 desempe- nho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[0189] 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), EE- PROM 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).
[0190] O sistema de computador 210 inclui também mídia de arma- zenamento 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 me- mória 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 com- pacto (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.
[0191] É para ser entendido que o sistema de computador 210 in- clui um software que age como intermediário entre os usuários e os recursos básicos do computador descritos em um ambiente operacio- nal 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 arma- zenamento. É para ser entendido que vários componentes descritos na presente invenção podem ser implementados com vários sistemas operacionais ou combinações de sistemas operacionais.
[0192] Um usuário insere comandos ou informações no sistema de computador 210 através do(s) dispositivo(s) de entrada acoplado(s) à interface de E/S 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 en- trada 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 com- putador e para fornecer informações do sistema de computador para um dispositivo de saída. Um adaptador de saída é fornecido para ilus- trar 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 barra- mento de sistema. Deve ser observado que outros dispositivos e/ou sistemas de dispositivos, como computadores remotos, fornecem ca- pacidades de entrada e de saída.
[0193] 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, apa- relho baseado em microprocessador, dispositivo de pares, ou outro nó de rede comum, e similares, e tipicamente incluem muitos ou todos os ele- mentos descritos em relação ao sistema de computador. Para fins de bre- vidade, 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 in- cluem 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 de 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).
[0194] 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, pode compreen- der um processador de imagem, motor de processamento de imagem, processador de mídia, ou qualquer especializada processador de sinal digital (DSP) usado para o processamento de imagens digitais. O pro- cessador de imagem pode empregar computação paralela com tecno- logias de instrução única de múltiplos dados (SIMD) ou de múltiplas ins- truções de múltiplos dados (MIMD) para aumentar a velocidade e a efi- ciência. 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.
[0195] As conexões de comunicação referem-se ao hardware/sof- tware usado para conectar a interface de rede ao barramento. Embora a conexão de comunicação seja mostrada para clareza ilustrativa den- tro do sistema de computador, ela também pode ser externa ao sis- tema de computador 210. O hardware/software necessário para a liga- ção à interface de rede inclui, apenas para fins ilustrativos, tecnologias internas e externas como modems, incluindo modems de série de te- lefone regulares, modems de cabo e modems DSL, adaptadores de ISDN e cartões Ethernet.
[0196] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos funcionais de um aspecto de um dispositivo de 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 Instruments. O controlador central de rede USB 300 é um dis- positivo 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 com- preende um entrada de dados diferenciais "menos" (DMO) empare- lhada com uma entrada de dados diferenciais "mais" (DPO). 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).
[0197] O dispositivo de controlador central de rede USB 300 é im- plementado com uma máquina de estado digital em vez de um micro- controlador, 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 por- tas. O dispositivo de controlador central de rede USB 300 pode ser con- figurado em modo alimentado por barramento ou autoalimentado e in- clui uma lógica de energia central 312 para gerenciar a potência.
[0198] 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 detec- ção/geração de sinais, separação de relógio/dados, codificação/descodi- ficação de dados não retorno a zero invertido (NRZI), geração e verifica- ção de CRC (token e dados), geração e verificação/descodificação de pacote ID (PID), e/ou conversão série-paralelo/paralelo-série. O 310 re- cebe uma entrada de relógio 314 e é acoplado a um circuito lógico de suspensão/retomada e temporizador de quadro 316 e um circuito de re- petidor do 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 sé- rie através de uma interface de EEPROM em série 330.
[0199] 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 gerenci- amento de potência de porta individual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas, e o controlador central autoalimentado, com gerencia- mento de energia de porta individual ou gerenciamento de energia de por- tas 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 trans-
ceptor USB a jusante 304, 306, 308 são expostas para conectar dispositi- vos compatíveis de USB, e assim por diante. Hardware do instrumento cirúrgico
[0200] 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 mi- crocontrolador 461 que compreende um processador 462 e uma memó- ria 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 ele- mento 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 deter- minar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel, bem como a posição de um membro de disparo, barra de disparo e 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 in- cluir 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.
[0201] Em um aspecto, o microcontrolador 461 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles co- nhecidos 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 inte- grada 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 de- sempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso aleatório em sé- rie de ciclo único de 32 KB (SRAM), uma memória só de leitura interna (ROM) carregada com o programa StellarisWareO, memória programá- vel 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.
[0202] 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 comer- cial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis pela Texas Ins- truments. O controlador de segurança pode ser configurado especifica- mente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança inte- grada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de me- mória escalonáveis.
[0203] O microcontrolador 461 pode ser programado para realizar várias funções, como o controle preciso da velocidade e da posição dos sistemas de articulação e 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 conexões mecânicas com um sistema de articulação ou bisturi. Em um aspecto, um acionador de motor 492 pode ser um A3941 dispo-
nível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor po- dem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto. Uma des- crição detalhada de um sistema de posicionamento absoluto é feita na Publicação do Pedido de Patente US nº 2017/0296213, intitulada SYS-
TEMS 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.
[0204] O microcontrolador 461 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição dos membros de desloca- mento e sistemas de articulação. O microcontrolador 461 pode ser con- figurado 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 obser- vada 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.
[0205] Em um aspecto, o motor 482 pode ser controlado pelo aciona- dor 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 compre- ender 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 em-
punhadura ou compartimento da ferramenta para fornecer poder de con- trole para o instrumento ou ferramenta cirúrgica. O conjunto de alimenta- ção pode compreender uma bateria que pode incluir várias células de ba- teria conectadas em série, as quais podem ser usadas como a fonte de energia para energizar o instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em determi- nadas 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 aco- pláveis e separáveis do conjunto de alimentação.
[0206] O acionador de motor 492 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador 492 A3941 é um con- trolador 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 mo- tores 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 aciona- mento 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 indi- cação 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 rastrea- mento 480 compreendendo um sistema de posicionamento absoluto.
[0207] O sistema de rastreamento 480 compreende uma disposição de circuito de acionamento de motor controlado que compreende um sen- sor de posição 472 de acordo com ao menos um aspecto da presente in- venção. O sensor de posição 472 para um sistema de posicionamento ab- soluto fornece um sinal de posição único que corresponde à localização de um membro de deslocamento. Em um aspecto, o membro de desloca- mento 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 des- locamento representa o membro de disparo, que pode ser adaptado e con- figurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de deslocamento representa a barra de dis- paro ou a viga com perfil em |, cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Con- sequentemente, como usado na presente invenção, o termo membro de deslocamento é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento cirúrgico ou ferramenta, como o membro de aciona- mento, o membro de disparo, a barra de disparo, a viga com perfil em |, ou qualquer elemento que possa ser deslocado. Em um aspecto, o membro de acionamento longitudinalmente móvel é acoplado ao membro de dis- paro, à barra de disparo e à viga com perfil em |. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto pode, com efeito, rastrear o desloca- mento linear da viga com perfil em | mediante o rastreamento do desloca- mento linear do membro de acionamento longitudinalmente móvel. Em vá- rios outros aspectos, o membro de deslocamento pode ser acoplado a qualquer sensor de posição 472 adequado para medir o deslocamento |i- near. Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, o membro de disparo, a barra de disparo ou a viga com perfil em |, ou com- binações dos mesmos, podem ser acoplados a qualquer sensor de deslo- camento linear adequado. Os sensores de deslocamento linear podem in- cluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato. Sensores de deslocamento linear podem compreender Transformadores Lineares Dife- renciais Variáveis (LVDT), Transdutores Diferenciais de Relutância Variá- vel (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 compre- ende um magneto fixo e uma série de móveis, dispostos linearmente em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção óptico móvel que com- preende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetec- tores linearmente dispostos, um sistema de detecção óptico que compre- ende uma fonte de luz fixa e uma série móvel de fotodiodos ou fotodetec- tores linearmente dispostos, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0208] O motor elétrico 482 pode incluir um eixo de acionamento gira- tório, que faz interface de modo operacional com um conjunto de engrena- gem, 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 mem- bro de deslocamento. Uma disposição de engrenagens e sensores pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição de crema- lheira e pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de energia 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 re- presenta o membro de acionamento longitudinalmente móvel que compre- ende 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 repre- senta o membro de disparo longitudinalmente móvel, a barra de disparo, a viga com perfil em |, ou combinações dos mesmos.
[0209] Uma única revolução do elemento sensor associada ao sen- sor de posição 472 é equivalente a um deslocamento linear longitudinal de d1i do membro do deslocamento, onde d1 representa a distância li- near longitudinal pela qual o membro de deslocamento se move do ponto "a" ao ponto "b" após uma única revolução do elemento de 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.
[0210] 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 única correspondente ao deslocamento linear longitu- dinal de d1 + d2 + ... dh do membro de deslocamento. A saída do sensor de posição 472 é fornecida ao microcontrolador 461. Em várias modalida- des, o sensor de posição 472 da disposição de sensor pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciô- metro, ou uma série de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de posição de sinais ou valores.
[0211] O sensor de posição 472 pode compreender qualquer número de elementos de detecção magnética, como, por exemplo, sensores mag- néticos classificados de acordo com se eles medem o campo magnético total ou os componentes vetoriais do campo magnético. As técnicas usa- das para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem mui- tos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detec- ção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombea- mento óptico, precessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresistência anisotrópica, magnetorresistência gigante, junções túnel magnéticas, magnetoimpedância gigante, compostos magnetostritivos/piesoelétricos, magnetodiodo, transistor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e senso- res magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, dentre ou- tros.
[0212] Em um aspecto, o sensor de posição 472 para o sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento abso- luto compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório mag- nético. O sensor de posição 472 pode ser implementado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 472 fa- zer interface com o microcontrolador 461 para fornecer um sistema de po- sicionamento 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 hiper- bólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, sub- tração, 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 in- terface 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 ASS055 fornecido em uma pequena emba- lagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4x4x0,85 mm.
[0213] 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 energia 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 po- sição 472. Em alguns aspectos, os outros sensores podem incluir dispo- sições de sensor conforme aquelas descritas na Patente US nº 9.345.481 intitulada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYS- TEM, concedida em 24 de maio de 2016, que está incorporada por refe- rência em sua totalidade neste documento; o Pedido de Patente US nº de série 2014/0263552, intitulado STAPLE CARTRIDGE TISSUE THI- CKNESS SENSOR SYSTEM, publicado em 18 de setembro de 2014, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento; e o Pedido de Patente US nº 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 docu- mento. 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 posiciona- mento absoluto pode compreender um circuito de comparação e combi- nação para combinar uma resposta computada com uma resposta me- dida 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 indutân- cia, etc., para prever quais serão os estados e saídas do sistema físico, sabendo-se a entrada.
[0214] O sistema de posicionamento absoluto fornece um posicio- namento absoluto do membro deslocado sobre a ativação do instru- mento sem que seja preciso recolher ou avançar o membro de aciona- mento longitudinalmente móvel para a posição de reinício (zero ou ini- cial), como pode ser requerido pelos codificadores convencionais gira- tórios que meramente contam o número de passos progressivos ou re- gressivos que o motor 482 percorreu para inferir a posição de um atua- dor dispositivo, barra de acionamento, bisturi, e congêneres.
[0215] 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 am- plitude 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 pro- cessador 462. Alternativamente, ou em adição ao sensor 474, um sen- sor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de fechamento aplicada pelo sistema de acionamento de fechamento à bi- gorna. 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 sistema cirúrgico ou ferramenta. A viga com perfil em i é configurada para engatar um deslizador em cunha, que é confi- gurado 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 distal- mente pela barra de disparo. Alternativamente, um sensor de corrente 478 pode ser utilizado para medir a corrente drenada pelo motor 482. À força necessária para avançar o membro de disparo pode corresponder à corrente drenada pelo motor 482, por exemplo. A força medida é con- vertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.
[0216] Em uma forma, um sensor medidor de esforço 474 pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremi- dade. Um medidor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extre- midade 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 microes- forço, 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 da tensão mecânica exercida sobre um membro de garra de um atuador de extremidade du- rante uma operação de preensão, que pode ser indicativa da compres- são do tecido. O esforço medido é convertido em um sinal digital e for- necido 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 me- dir 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.
[0217] 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 mem- bro de disparo. Em um caso, uma memória 468 pode armazenar uma téc- nica, uma equação e/ou uma tabela de consulta que pode ser usada pelo microcontrolador 461 na avaliação.
[0218] O sistema de controle 470 do instrumento ou ferramenta ci- rúrgica também pode compreender circuitos de comunicação com fio ou sem fio para comunicação com o controlador central de comunica- ção de modular mostrado nas Figuras 8 a 11.
[0219] A Figura 13 ilustra um circuito de controle 500 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto dessa descrição. O circuito de controle 500 pode ser configurado para implementar vários processos aqui descritos. O cir- cuito de controle 500 pode compreender um microcontrolador que com- preende 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 proces- sador 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 arma- zenamento volátil e não volátil. O processador 502 pode incluir uma uni- dade de processamento de instruções 506 e uma unidade aritmética 508. A unidade de processamento de instrução pode ser configurada para re- ceber instruções a partir do circuito de memória 504 da presente invenção.
[0220] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional 510 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta ci- rúrgica, de acordo com ao menos um aspecto dessa descrição. O cir- cuito 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 asso- ciados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica em uma entrada 514, processar os dados pela lógica combinacional 512 e fornecer uma sa- ída 516.
[0221] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial 520 configu- rado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica, de acordo com ao menos um aspecto dessa descrição. O circuito lógico se- quencial 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 se- quencial 520 pode compreender uma lógica combinacional 522, ao me- nos 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 con- figurada para receber dados associados ao instrumento ou ferramenta cirúrgica de uma entrada 526, processar os dados pela lógica combina- cional 522, e fornecer uma saída 528. Em outros aspectos, o circuito pode compreender uma combinação de um processador (por exemplo, proces- sador 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 ló- gico combinacional (por exemplo, um circuito lógico combinacional 510, Figura 14) e o circuito lógico sequencial 520.
[0222] 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 ati- vado para executar uma primeira função, um segundo motor pode ser ati- vado para executar uma segunda função, um terceiro motor pode ser ati- vado 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 in- dividualmente 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 extre- midade através de um conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.
[0223] Em certos casos, o sistema de instrumento ou ferramenta ci- rúrgica 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 movi- mentos de disparo, gerados pelo motor 602 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar o elemento de viga com perfil em |. Em certos casos, os movimentos de disparo gerados pelo motor de disparo 602 podem fazer com que os grampos sejam posicionados a partir do cartucho de grampos no tecido capturado pelo atuador de extremidade e/ou pelo gume cortante do elemento de viga com perfil em 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.
[0224] 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, particu- larmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar a bigorna e comprimir o tecido entre a bigorna e o cartucho de grampos. Os movimen- tos de fechamento podem fazer com que o atuador de extremidade transi- cione 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.
[0225] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um ou mais motores de articulação 606a, 606b, por exem- plo. 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 ge- rados 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 aci- onamento, por exemplo.
[0226] Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta cirúr- gica pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser configura- dos 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 avan- çar o gume cortante, enquanto o motor de articulação 606 permanece inativo. Além disso, o motor de fechamento 603 pode ser ativado simul- taneamente com o motor de disparo 602 para fazer com que o tubo de fechamento e o elemento de viga com perfil em i avance distalmente, conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste documento.
[0227] 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 cer- tos casos, o módulo de controle comum 610 pode acomodar um dentre a pluralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de con- trole 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 cirúr- gica 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 individual- mente 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 mo- tores do instrumento ou ferramenta cirúrgica para fazer interface com um outro dentre a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[0228] Em ao menos um exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre o engate operacional com os mo- tores 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 tran- sicionada 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 aco- plar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao primeiro motor de articulação 606a; e em uma quarta posição 618b, a chave 614 pode aco- plar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao segundo motor de articulação 606b, por exemplo. Em certos casos, módulos de controle co- mum 610 separados podem ser acoplados eletricamente ao motor de dis- paro 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.
[0229] Cada um dentre os motores 602, 603, 606a, 606b pode com- preender 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.
[0230] 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 energia 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 co- mum 610, conforme descrito acima.
[0231] 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 "memó- ria"). Em certos casos, a memória 624 pode armazenar várias instruções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processa- dor 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.
[0232] Em certos casos, a fonte de energia 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 ba- teria" 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 mon- tado de modo liberável à empunhadura para fornecer energia ao instru- mento cirúrgico 600. Várias células de bateria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de energia 628. Em certos casos, a fonte de ener- gia 628 pode ser substituível e/ou recarregável, por exemplo.
[0233] Em vários casos, o processador 622 pode controlar o aciona- dor 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 mó- dulo de controle comum 610. Deve-se compreender que o termo "proces- sador", conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, microcon- trolador ou outro dispositivo de computação básica adequado que incor- pora as funções de uma unidade de processamento central de computador (CPU) em um circuito integrado ou, no máximo, alguns circuitos integra- dos. O processador é um dispositivo programável multiuso que aceita da- dos digitais como entrada, as processa de acordo com instruções armaze- nadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exem- plo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os pro- cessadores operam em números e símbolos representados no sistema bi- nário de numerais.
[0234] Em um exemplo, o processador 622 pode ser qualquer proces- sador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos ca- sos, 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 Cor- tex-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 sof- tware StellarisWareO, 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 dispo- níveis para a folha de dados do produto. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo 4410. Consequen- temente, a presente invenção não deve ser limitada nesse contexto.
[0235] 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 exem- plo, 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 pro- gramas de controle do instrumento ou ferramenta cirúrgica.
[0236] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores como, por exemplo, sensores 630, podem ser utilizados para alertar o pro- cessador 622 quanto às instruções de programa que precisam ser utiliza- das em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 630 po- dem alertar o processador 622 para usar as instruções de programa asso- ciadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremidade. Em certos casos, os sensores 630 podem compreender sensores de po- sição 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 exem- plo, de que a chave 614 está na primeira posição 616; o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao fechamento da bi- gorna mediante 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.
[0237] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 700 configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita no mesmo, de acordo com ao menos um aspecto dessa descri- ção. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode ser programado ou confi- gurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de des- locamento, o deslocamento distal/proximal de um tubo de fechamento, a rotação do eixo de acionamento, e articulação, quer com um único tipo ou múltiplos enlaces de acionamento de articulação. Em um aspecto, o ins- trumento 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 articula- ção. 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.
[0238] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 700 compre- ende 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 articu- lação 742a, 742b através de uma pluralidade de motores 704a a 704e. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer retroinformação sobre a viga com perfil em i 714 ao circuito de controle 710. Outros senso- res 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 ener- gia 712 pode ser fornecida para operar os motores 704a a 704e e um sen- sor de corrente 736 fornece retroinformação de corrente do motor ao cir- cuito de controle 710. Os motores 704a a 704e podem ser operados indi- vidualmente pelo circuito de controle 710 em um controle de retroinforma- ção de circuito aberto ou circuito fechado.
[0239] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode compreen- der 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 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 configu- rado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos eternos.
[0240] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode ser progra- mado para controlar funções do atuador de extremidade 702 com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 710 pode ser pro- gramado 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 dis- paro 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.
[0241] Em um aspecto, o circuito de controle de motor 710 pode gerar sinais de ponto de ajuste do motor. Os sinais de ponto de ajuste do motor podem ser fornecidos para vários controladores de motor 708a a 708e. Os controladores de motor 708a a 708e podem compreender um ou mais cir- cuitos configurados para fornecer sinais de acionamento do motor para os motores 704a a 704e de modo a acionar os motores 704a a 704e, con- forme 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 respeciti- vos sinais de acionamento do motor. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos CC sem escovas, e os respecti- vos 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 direta- mente os sinais de acionamento do motor.
[0242] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode operar inicial- mente cada um dentre os motores 704a a 704e em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto do 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 aciona- mento 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 deslo- camento em circuito fechado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade constante.
[0243] Em um aspecto, os motores 704a a 704e podem receber energia de uma fonte de energia 712. A fonte de energia 712 pode ser uma fonte de energia CC acionada por uma fonte de alimentação de cor- rente 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 aco-
plar os motores 704a a 704e aos elementos mecânicos móveis. Um sen- sor de posição 734 pode detectar uma posição da viga com perfil em |
714. O sensor de posição 734 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indicam uma po- sição da viga com perfil em | 714. Em alguns exemplos, o sensor de po- sição 734 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma sé- rie de pulsos ao circuito de controle 710 conforme a viga com perfil em | 714 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 710 pode rastrear os pulsos para determinar a posição da viga com perfil em 1714. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posi- ção podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em | 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 ao agregar 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.
[0244] 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 | 714. A transmissão 706a compreende elementos mecâni-
cos móveis, como elementos rotativos, e um membro de disparo para con- trolar 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 engrena- gem de faca, que inclui um conjunto de redução de engrenagem de faca que inclui uma primeira engrenagem de acionamento de faca e uma se- gunda 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 deslocamento translada distalmente, uma viga com perfil em | 714 com um elemento de corte posicionado em uma extremidade distal, avança distal- mente para cortar o tecido situado entre o cartucho de grampos 718 e a bigorna 716.
[0245] 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 para um controle do motor 708b, que for- nece um sinal de acionamento para o motor 704b. O eixo de saída do motor 704b é acoplado a um sensor de torque 744b. O sensor de tor- que 744b é acoplado a uma transmissão 706b que é acoplada à bi- gorna 716. A transmissão 706b compreende elementos mecânicos mó- veis, como elementos rotativos e um membro de fechamento, para controlar o movimento da bigorna 716 entre as posições aberta e fe- chada. 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 con- trole 710. O sinal de retroinformação de força de fechamento repre- senta a força de fechamento aplicada à bigorna 716. O sensor de po- sição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de con- trole 710. Sensores adicionais 738 no atuador de extremidade 702 po- dem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. Um deslizador pivotante 716 está posicio- nado oposto ao cartucho de grampos 718. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de fechamento ao con- trole do motor 708b. Em resposta ao sinal de fechamento, o motor 704b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre a bi- gorna 716 e o cartucho de grampos 718.
[0246] Em um aspecto, o circuito de controle 710 é configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de acio- namento 740, para girar o atuador de extremidade 702. O circuito de controle 710 fornece um ponto de ajuste do motor para um controle do motor 708c, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704c. O eixo 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 me- cânicos 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 360º. Em um aspecto, o motor 704c é acoplado ao conjunto de transmissão giratório, que inclui um segmento de engre- nagem de tubo que é formado sobre (ou fixado a) a extremidade pro- ximal 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 con- trole 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 acio- namento 740 para o circuito de controle 710.
[0247] 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 para um controle do motor 708d, que fornece um sinal de acionamento para o motor 704d. O eixo 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 arti- culação 742a. A transmissão 706d compreende elementos mecânicos mó- veis, como elementos de articulação, para controlar a articulação do atua- dor de extremidade 702 + 65º. 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 articula- ção. 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 atu- ador de extremidade 702. Os sensores 738, como um codificador de arti- culação, pode fornecer a posição de articulação do atuador de extremi- dade 702 para o circuito de controle 710.
[0248] Em um outro aspecto, a função de articulação do sistema cirúrgico robótico 700 pode compreender dois membros de articulação, ou ligações, 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 ligação de articulação 742a, 742b pode ser antagonicamente acionada em relação à outra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à ca- beça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articula- ção 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 aciona- mento da ligação de articulação.
[0249] Em um aspecto, o um ou mais motores 704a a 704e podem compreender um motor CC escovado com uma caixa de câmbio e liga- ções 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 desme- dida 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 in- fluência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação desejada do sistema físico.
[0250] Em um aspecto, o sensor de posição 734 pode ser implemen- tado 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, ASSOSSEQFT, 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 posi- cionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múl- tiplos 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 efici- ente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem ape- nas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.
[0251] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode estar em co- municação 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 sen- sor 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 po- dem estar situados na plataforma do cartucho de grampos 718 para deter- minar 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 articula- ção, entre outros. Consequentemente, o circuito de controle 710 pode de- tectar (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua posição, (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posi- ção, (3) qual porção do cartucho de grampos 718 tem tecido na mesma, e (4) a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.
[0252] Em um aspecto, o um ou mais sensores 738 podem compre- ender um medidor de esforço como, por exemplo, um medidor de mi- croesforço, configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 716 durante uma condição presa. 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 de- tectar 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 situ- ada 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.
[0253] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser implementadas como uma ou mais chaves de limite, dispositivos eletromecânicos, cha- ves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos magneto- resistivos (MR) dispositivos magneto-resistivos gigantes (GMR), mag- netômetros, 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 infraver- melho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transístores (por exem- plo, FET, FET de junção, MOSFET, bipolar e similares). Em outras im- plementações, os sensores 738 podem incluir chaves elétricas sem con- dutor, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia e, entre outros.
[0254] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 716 pelo sistema de aci- onamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 738 po- dem 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 pon- tos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716 pelo sis- tema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 738 po- dem 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 in- formações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 716.
[0255] Em um aspecto, um sensor de corrente 736 pode ser usado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 704a a 704e. À força necessária para avançar qualquer dos elementos mecânicos mó- veis como a viga com perfil em | 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 | 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 li- mitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, quadrático li- near (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 ten- são do estojo, tensão PWM, tensão modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo. Detalhes adicionais são revelados no Pe- dido de Patente US nº de série 15/636.829, intitulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INS- TRUMENT, depositado em 29 de junho de 2017, que está aqui incorpo- rado a título de referência em sua totalidade.
[0256] A Figura 18 ilustra um diagrama de blocos de um instrumento cirúrgico 750 programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento, de acordo com um aspecto dessa descrição. 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 | 764. O instrumento cirúrgico 750 compreende um atuador de extremidade 752 que pode compreender uma bigorna 766, uma viga com perfil em | 764 (incluindo um gume cortante afiado), e um cartucho de grampos removível 768.
[0257] A posição, movimento, deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em | 764, podem ser medidas por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor, e um sensor de posição 784. Como a viga com perfil em | 764 é acoplada a um membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posi- ção da viga com perfil em | 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que em- prega o sensor de posição 784. Consequentemente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em | 764 podem ser obtidos pelo sensor de posição 784, conforme descrito na pre- sente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser programado para controlar a translação do membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compre- ender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros pro- cessadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em | 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 corre- lacionar a posição da viga com perfil em | 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 | 764 em um momento específico (t) em relação a uma po- sição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para me- dir o tempo decorrido, contar eventos externos, ou medir eventos eternos.
[0258] 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 direta- mente.
[0259] 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 | 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 | 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição da viga com perfil em | 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar da- dos de posição que indicam uma posição da viga com perfil em | 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codifica- dor configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de con- trole 760 conforme a viga com perfil em | 764 translada distal e proxi- malmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para de- terminar a posição da viga com perfil em | 764. Outros sensores de po- sição 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 | 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 con- trole 760 pode rastrear a posição da viga com perfil em 1 764 ao agregar o número e a orientação 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.
[0260] 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 instru- mento cirúrgico 750 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em rela- ção ao tempo e tensão 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 quais- quer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâme- tros do atuador de extremidade 752. Os sensores 788 podem incluir um OU Mais sensores.
[0261] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medi- dor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude da tensão 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 compreen- der um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão ge- rada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartu- cho 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.
[0262] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre a bigorna 766 por um sistema de acionamento de fecha- mento. 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 na 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 fecha- mento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fecha- mento. 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 ao à bigorna
766.
[0263] 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 | 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[0264] 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 | 764 no atuador de extremidade 752 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir um con- trolador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos contro- ladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um con- trolador PID, retroinformação de estado, LOR, e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinforma- ção em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, ten- são modulada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo.
[0265] 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 | 764, por um motor CC escovado com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de articulação e/ou uma faca.
Um outro exemplo é o motor elétrico 754 que opera o membro de deslo- camento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma in- fluência desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circun- dantes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser cha- mada de arrasto, que age em oposição ao motor elétrico 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.
[0266] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um ins- trumento 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 deslo- camento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longi- tudinal do atuador de extremidade 752. O atuador de extremidade 752 pode compreender uma bigorna articulável 766 e, quando configurada para o uso, uma lâmina ultrassônica 768 posicionada no lado oposto da 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 mem- bro de deslocamento distalmente ao longo do eixo geométrico longitu- dinal do atuador de extremidade 752 a partir de uma posição proximal de início de curso para uma posição de fim de curso distal da posição de início de curso. À medida que o membro de deslocamento se desloca distalmente, a viga com perfil em | 764 com um elemento de corte posi- cionado em uma extremidade distal, pode cortar o tecido entre o cartu- cho de grampos 768 e a bigorna 766.
[0267] Em vários exemplos, o instrumento cirúrgico 750 pode com-
preender um circuito de controle 760 programado para controlar a trans- lação distal do membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764, por exemplo, com base em uma ou mais condições do tecido. O circuito de controle 760 pode ser programado para detectar direta ou in- diretamente as condições do tecido, como espessura, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760 pode ser programado para selecionar um programa de controle baseado 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 deslo- camento 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.
[0268] Em alguns exemplos, o circuito de controle 760 pode, inicial- mente, operar o motor 754 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de des- locamento. Com base em uma resposta do instrumento 750 durante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 760 pode sele- cionar 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 por- ção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 754 durante a por- ção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 760 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslo- camento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso,
o circuito de controle 760 pode modular o motor 754 com base nos da- dos de translação que descrevem uma posição do membro de desloca- mento 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 nº de série 15/720.852, intitu- lado 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.
[0269] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 790 configurada para controlar várias funções, de acordo com ao menos um aspecto dessa descrição. Em um aspecto, o instrumento cirúr- gico 790 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764. O instrumento cirúrgico 790 compreende um atuador de extremidade 792 que pode compreender uma bigorna 766, uma viga com perfil em | 764 e um cartucho de grampos removível 768 que pode ser intercambiado com um cartucho de RF 796 (mostrado em linha tracejada).
[0270] Em um aspecto, os sensores 788 podem ser implementados como uma chave limite, dispositivo eletromecânico, chaves de estado só- lido, 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.
[0271] Em um aspecto, o sensor de posição 784 pode ser imple-
mentado como um sistema de posicionamento absoluto, que compre- ende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório im- plementado como um sensor de posição magnético giratório, de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, 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. À posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhe- cido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é forne- cido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.
[0272] Em um aspecto, a viga com perfil em | 764 pode ser imple- mentada 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 prende- dores 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 U.S. de pro- priedade comum nº de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STA- PLING AND CUTTING INSTRUMENT, depositado em 20 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[0273] A posição, movimento, deslocamento e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como a viga com perfil em | 764, podem ser medidos por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor e sensor de posição representado como o sensor de posição 784. Como a viga com perfil em | 764 é acoplada ao membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição da viga com perfil em | 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel que emprega o sensor de posição 784. Conse- quentemente, na descrição a seguir, a posição, o deslocamento e/ou a translação da viga com perfil em | 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 mem- bro de deslocamento, como a viga com perfil em | 764, conforme descrito aqui. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros proces- sadores adequados para executar as instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, a viga com perfil em | 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 | 764 conforme deter- minado pelo sensor de posição 784 com a saída do temporizador/conta- dor 781 de modo que o circuito de controle 760 possa determinar a posi- ção da viga com perfil em | 764 em um momento 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.
[0274] 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 direta- mente.
[0275] 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 | 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 | 764. Um sensor de posição 784 pode detec- tar uma posição da viga com perfil em | 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indicam uma posição da viga com perfil em | 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao cir- cuito de controle 760 conforme a viga com perfil em | 764 translada distal e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pul- sos para determinar a posição da viga com perfil em | 764. Outros sen- sores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exem- plo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento da viga com perfil em | 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 | 764 ao agregar o número e a orientação 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 instru- mento.
[0276] 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 instru- mento cirúrgico 790 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em rela- ção ao tempo e tensão 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 quais- quer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâme- tros do atuador de extremidade 792. Os sensores 788 podem incluir um OU Mais sensores.
[0277] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medi- dor de esforço, como um medidor de microesforço, configurado para medir a magnitude da tensão 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 compreen- der um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão ge- rada pela presença de tecido comprimido entre a bigorna 766 e o cartu- cho 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.
[0278] Os sensores 788 podem ser configurados para medir as for- ças exercidas sobre a bigorna 766 pelo sistema de acionamento de fe- chamento. 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 na bigorna 766. As forças exercidas sobre a bigorna 766 podem ser re- presentativas da compressão do tecido experimentada pela seção de te- cido capturada entre a bigorna 766 e o cartucho de grampos 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de inte- ração ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766 pelo sistema de acio- namento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amos- trados em tempo real durante uma operação de preensão por uma por- ção do processador do circuito de controle 760. O circuito de controle 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar in- formações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas à bigorna 766.
[0279] 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 | 764 corresponde à corrente drenada pelo motor
754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.
[0280] 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 cartu- cho de grampos 768. O circuito de controle 760 controla o fornecimento da energia de RF para o cartucho de RF 796.
[0281] Detalhes adicionais são revelados no Pedido de Patente US nº de série 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CAR- TRIDGE, AND METHOD OF USING SAME, depositado em 28 de ju- nho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.
[0282] A Figura 20 ilustra um gráfico de comprimento de curso
20740 que mostra como um sistema de controle pode modificar o com- primento do curso de um conjunto de tubo de fechamento com base no ângulo de articulação 8. Tal modificação do comprimento do curso inclui encurtar o comprimento do curso para um comprimento de curso com- pensado (por exemplo, definido ao longo do eixo geométrico y) con- forme o ângulo de articulação 9 aumenta (por exemplo, definido ao longo do eixo geométrico x). O comprimento do curso compensado de- fine um comprimento do curso do conjunto do tubo de fechamento na direção distal para fechar as garras de um atuador de extremidade, que depende do ângulo de articulação 8 e evita o deslocamento excessivo do conjunto do tubo de fechamento, causando danos ao dispositivo ci- rúrgico.
[0283] Por exemplo, conforme mostrado no gráfico de comprimento de curso 20740, o comprimento de curso do conjunto do tubo de fecha- mento para fechar as garras é de aproximadamente 0,250 polegadas quando o atuador de extremidade não está articulado e o comprimento de curso compensado é de aproximadamente 0,242 polegadas quando o ângulo de articulação 8 é de aproximadamente 60 graus. Tais medi- ções são fornecidas somente como exemplos e podem incluir qualquer um dentre uma variedade de ângulos e comprimentos de curso corres- pondentes e comprimentos de curso compensados sem que se afaste do escopo desta descrição. Além disso, a relação entre os ângulos de articulação 8 e os comprimentos de curso compensados é não linear e a taxa na qual o comprimento de curso compensado diminui, aumenta à medida que o ângulo de articulação aumenta. Por exemplo, a diminui- ção nos comprimentos de curso compensado entre 45 e 60 graus de articulação é maior que a diminuição nos comprimentos de curso com- pensado entre zero e 15 graus de articulação. Embora com essa abor- dagem o sistema de controle esteja ajustando o comprimento do curso com base no ângulo de articulação 8 para evitar danos ao dispositivo cirúrgico (por exemplo, prendendo a extremidade distal do conjunto do tubo de fechamento em uma posição distal), o avanço do tubo de fecha- mento distal ainda é permitido durante a articulação, potencialmente fe- chando pelo menos parcialmente as garras.
[0284] A Figura 21 ilustra um gráfico de posicionamento do conjunto de tubo de fechamento 20750 que mostra um aspecto no qual um sis- tema de controle modifica uma posição longitudinal de um conjunto de tubo de fechamento com base no ângulo de articulação; Tal modificação da posição longitudinal do conjunto de tubo de fechamento inclui retrair proximalmente o conjunto de tubo de fechamento por uma distância de compensação (por exemplo, definida ao longo do eixo geométrico y) conforme o atuador de extremidade articula e com base no ângulo de articulação 8 (por exemplo, definido ao longo do eixo geométrico x). À distância de compensação que o conjunto de tubo de fechamento é pro- ximalmente retraído impede o avanço distal do tubo de fechamento dis- tal mantendo assim as garras na posição aberta durante a articulação. Por meio da retração proximal do conjunto de tubo de fechamento pela distância de compensação durante a articulação, o conjunto de tubo de fechamento pode percorrer o comprimento de curso a partir da posição retraída proximalmente para fechar as garras após a ativação do con- junto de fechamento
[0285] Por exemplo, conforme mostrado no gráfico de posiciona- mento do conjunto do tubo de fechamento 20750, a distância de com- pensação quando o atuador de extremidade não está articulado é zero e a distância de compensação quando o ângulo de articulação 6 é de aproximadamente 60 graus é de aproximadamente 0,008 polegadas. Neste exemplo, o conjunto do tubo de fechamento é retraído por uma distância de compensação de 0,008 polegadas durante a articulação. Dessa forma, para fechar as garras, o conjunto do tubo de fechamento pode avançar o comprimento do curso a partir desta posição retraída.
Tais medições são fornecidas apenas para fins de exemplo e podem incluir qualquer um de uma variedade de ângulos e distâncias de com- pensação correspondentes sem se afastar do escopo da descrição. Conforme mostrado na Figura 21, a relação entre o ângulo de articula- ção 8 e a distância de compensação é não linear e a velocidade na qual a distância de compensação cresce aumenta à medida que o ângulo articulação 9 aumenta. Por exemplo, o aumento na distância de com- pensação entre 45 graus e 60 graus é maior que o aumento na distância de compensação entre zero graus e 15 graus.
[0286] Durante a preensão do tecido do paciente, as forças exer- cidas através do dispositivo de preensão, por exemplo, um grampea- dor linear, e o tecido podem atingir um nível inaceitavelmente alto. Por exemplo, quando uma taxa de fechamento constante é empregada, a força pode se tornar alta o suficiente para causar excesso de trauma ao tecido preso e pode causar deformação no dispositivo de preensão de modo que um vão de tecido aceitável não seja mantido ao longo da trajetória de grampeamento. A Figura 22 é um gráfico ilustrando a po- tência aplicada ao tecido durante a compressão a uma velocidade constante da taxa de fechamento de bigorna (isto é; sem compressão de tecido controlada (CTC)) versus a potência aplicada ao tecido du- rante a compressão com uma taxa de fechamento de bigorna variável (isto é, com CTC). A taxa de fechamento pode ser ajustada para con- trolar a compressão do tecido de modo que a energia conferida ao te- cido permaneça constante sobre uma porção da compressão. O pico de potência transmitido ao tecido de acordo com a Figura 22 é muito menor quando é utilizada uma taxa variável de fechamento da bigorna. Com base na energia conferida, a força exercida pelo dispositivo cirúr- gico (ou de um parâmetro relacionado a ou proporcional à força) pode ser calculada. Nesse sentido, a potência pode ser limitada, de modo que a força exercida através do dispositivo cirúrgico, por exemplo, atra- vés das garras de um grampeador linear, não exceda uma força de rendimento ou pressão que resulte na abertura das garras, de modo que o vão de tecido não esteja dentro de uma faixa aceitável ao longo de todo o comprimento do grampeamento, quando estiver na posição totalmente fechada. Por exemplo, as garras devem estar paralelas ou próximas o suficiente para que o vão de tecido permaneça dentro da faixa aceitável ou alvo para todas as posições de grampos ao longo de todo o comprimento das garras. Adicionalmente, a limitação da potên- cia exercida evita, ou ao menos reduz, o trauma ou dano ao tecido.
[0287] Na Figura 22, a energia total exercida no método sem CTC é a mesma que a energia total exercida no método com CTC, isto é, as áreas sob as curvas de potência da Figura 22 são iguais ou substancialmente iguais. A diferença nos perfis de potência utilizada é, entretanto, substan- cial, uma vez que a potência de pico é muito menor no exemplo com CTC em comparação com o exemplo sem CTC.
[0288] A limitação de potência é obtida no exemplo com CTC pela re- dução da taxa de fechamento, conforme ilustrado pela linha 20760. Note- se que o tempo de compressão B' é maior que o tempo de fechamento B. Como ilustrado na Figura 22, um dispositivo e método que fornece uma taxa de fechamento constante (isto é; sem CTC) atinge os mesmos 50 libras de força de compressão no mesmo vão de tecido de 1 mm que o dispositivo e o método que fornece uma taxa de fechamento variável (isto é, com CTC). Embora o dispositivo e o método que fornecem uma taxa de fechamento constante possam alcançar a força de compressão no vão de tecido desejado em um período de tempo mais curto em comparação com um dispositivo e método que usa uma taxa de fechamento variável, isso resulta no pico de potência aplicado ao tecido, conforme mostrado na Fi- gura 22. Em contraste, o exemplo de aspecto ilustrado com CTC começa a reduzir a taxa de fechamento para limitar a quantidade de potência apli- cada ao tecido abaixo de um certo nível. Ao limitar a potência aplicada ao tecido, o trauma ao tecido pode ser minimizado em relação ao sistema e método que não usa CTC.
[0289] A Figura 22 e exemplificações adicionais são adicionalmente descritas na Patente U.S. nº 8.499.992, depositada em 1 de junho de 2012, intitulada DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING COM- PRESSION OF TISSUE, que foi emitida em 6 de agosto de 2013, cuja descrição completa está aqui incorporada a título de referência.
[0290] Em alguns aspectos, um sistema de controle pode incluir uma pluralidade de limites de força predefinida que auxiliam o sistema de con- trole a determinar uma posição de uma viga com perfil em E e/ou ângulo de articulação de um eixo de acionamento de disparo e adequadamente controlando ao menos um motor com base em tal determinação. Por exemplo, os limites de força podem mudar dependendo de um compri- mento de curso da barra de disparo configurado para mover o eixo de aci- onamento de disparo, e tais limites de força podem ser comparados a uma força torcional medida do um ou mais motores em comunicação com o sistema de controle. A comparação das forças torcionais medidas contra os limites de força pode fornecer uma maneira confiável para o sistema de controle determinar uma localização da viga com perfil em E e/ou da arti- culação do atuador de extremidade. Isso pode permitir que o sistema de controle controle adequadamente um ou mais motores (por exemplo, re- duzir ou parar as cargas torcionais) para garantir o disparo do conjunto de disparo e articulação do atuador de extremidade, bem como prevenir con- tra danos ao sistema, conforme será descrito com mais detalhes abaixo.
[0291] A Figura 23 ilustra um gráfico de força e deslocamento 20800 incluindo forças medidas na seção A que estão relacionadas aos deslo- camentos medidos na seção B. Ambas as seções A e B têm um eixo geométrico x que define o tempo (por exemplo, segundos). O eixo geo- métrico y da seção B define um deslocamento (por exemplo, em milí- metros) de uma haste de disparo e o eixo geométrico y da seção A de- fine uma força aplicada à barra de disparo para assim avançar o eixo de acionamento de disparo. Conforme mostrado na seção A, o desloca- mento da barra de disparo dentro de uma primeira faixa de articulação 20902 (por exemplo, um primeiro trajeto de aproximadamente 12 mm) faz com que o atuador de extremidade se articule. Por exemplo, na po- sição de deslocamento de 12 mm, o atuador de extremidade é total- mente articulado à direita e é mecanicamente incapaz de se articular mais. Como resultado de estar em plena articulação, a força torcional no motor aumentará e o sistema de controle pode detectar um pico de força de articulação 20802 que excede um limite de articulação predefi- nido 20804, conforme mostrado na seção A. O sistema de controle pode incluir mais de um limite de articulação predefinido 20804 para detectar mais de uma direção de articulação máxima (por exemplo, articulação para esquerda e articulação para direita). Depois que o sistema de con- trole detecta um pico de força de articulação 20802 que excede o limite de articulação predeterminado 20804, o sistema de controle pode redu- zir ou impedir a atuação do motor protegendo assim ao menos o motor contra danos.
[0292] Após a barra de disparo avançar além da faixa de articulação 20902, um mecanismo de deslocamento dentro do grampeador cirúrgico pode causar deslocamento distal adicional da barra de disparo para cau- sar o deslocamento distal do eixo de acionamento de disparo. Por exem- plo, como mostrado na seção B, o deslocamento entre aproximadamente 12 mm e 70 mm de trajeto pode fazer com que a viga com perfil em E avance ao longo de um curso de disparo 20904 e corte o tecido capturado entre as garras; no entanto, outros comprimentos de deslocamento estão dentro do escopo desta descrição. Neste exemplo, uma posição de curso de disparo máximo 20906 da viga com perfil em E ocorre a 70 mm. Nesse ponto, a viga com perfil em E ou a faca está em contiguidade a uma ex- tremidade distal do cartucho ou da garra, aumentando assim as forças torcionais no motor e fazendo com que um pico da força de deslocamento da faca 20806, como mostrado na seção A, seja detectado pelo sistema de controle. Como mostrado na seção A, o sistema de controle pode in- cluir um limite do motor 20808 e um limite do trajeto da extremidade de faca 20810 que se ramiífica do limite do motor 20808 e diminui (por exem- plo, não linearmente) à medida que a viga com perfil em E se aproxima da posição de curso de disparo máximo 20906.
[0293] O sistema de controle pode ser configurado para monitorar a força torcional detectada do motor durante ao menos a última parte do percurso distal 20907 (por exemplo, últimos 10 por cento do curso de disparo 904) da viga com perfil em E antes de alcançar a posição de curso de disparo máximo 20906. Enquanto monitora ao longo da última parte do percurso distal 20907, o sistema de controle pode fazer com que o motor reduza as forças torcionais para assim reduzir a carga sobre a viga com perfil em E. Isso pode proteger o grampeador cirúrgico de da- nos, incluindo a viga com perfil em E, reduzindo as cargas na viga com perfil em E à medida que a viga com perfil em E se aproxima da posição de golpe de disparo máximo 20906, reduzindo assim o impacto da viga com perfil em E na extremidade distal do cartucho ou garra. Conforme mencionado acima, esse impacto pode causar um pico de força de per- curso da faca 20806, que pode exceder o limite de percurso da faca 20810 mas não o limite de motor 20808 de modo a não danificar o motor. Dessa forma, o sistema de controle pode parar a atuação do motor após o pico da força de deslocamento da faca 20806 exceder o limiar de des- locamento da faca 20810 e antes de o pico da força de deslocamento da faca 20806 exceder o limite do motor 20808, protegendo assim o motor contra danos. Além disso, a redução crescente no limite de deslocamento da faca 20810 impede que o sistema de controle pense preliminarmente que a viga com perfil em E atingiu a posição de curso de disparo máximo
20906.
[0294] Após o sistema de controle ter detectado um pico de força de deslocamento de faca 20806 que excede o limite de deslocamento de faca 20810, o sistema de controle pode confirmar uma posição da viga com perfil em E (por exemplo, a 70 mm de deslocamento e/ou no final do curso de disparo 20904) e pode retrair a barra de disparo com base nessa posi- ção de deslocamento conhecida para redefinir a viga com perfil em E na posição mais proximal 20908 (por exemplo, deslocamento de O mm). Na posição mais proximal 20908, um pico de força de retração de faca 20812 que excede um limite predefinido de retração de faca 20814, conforme mostrado na seção A, pode ser detectado pelo sistema de controle. Neste ponto, o sistema de controle pode recalibrar, se necessário, e associar a posição da viga com perfil em E como estando em uma posição inicial onde subsequente avanço da haste de disparo na direção distal (por exemplo, aproximadamente 12 mm de comprimento) fará com que o des- locador desengate a viga com perfil em E a partir da barra de disparo. Uma vez desengatada, o deslocamento da barra de disparo dentro da faixa de articulação 20902 voltará a causar a articulação do atuador de extremi- dade.
[0295] Dessa forma, o sistema de controle pode detectar forças torci- onais no motor que controla o deslocamento da barra de disparo e com- parar essas forças torcionais detectadas com uma pluralidade de limites para determinar uma posição da viga com perfil em E ou ângulo de articu- lação do atuador de extremidade e, assim, adequadamente controlar o motor para evitar danos ao motor, bem como confirmar o posicionamento da barra de tiro e/ou da viga com perfil em E.
[0296] Como descrito acima, o contato com o tecido ou os senso-
res de pressão determina quando os membros da garra entram inicial- mente em contato com o tecido "T". Isso permite que um cirurgião de- termine a espessura inicial do tecido "T" e/ou a espessura do tecido "T" antes da preensão. Em qualquer um dos aspectos do instrumento cirúrgico descrito acima, como visto na Figura 24, o contato dos mem- bros da garra com o tecido "T" fecha um circuito sensor "SC" que está aberto de outra maneira, estabelecendo contato com um par de placas opostas "P1, P2" fornecidas nos membros de garra. Os sensores de contato podem também incluir transdutores de força sensíveis que de- terminam a quantidade de força que é aplicada ao sensor, que pode ser presumida como sendo a mesma quantidade de força sendo apli- cada ao tecido "T". Essa força sendo aplicada ao tecido, pode então ser convertida em uma quantidade de compressão de tecido. Os sen- sores de força medem a quantidade de compressão sob a qual um tecido está e fornecem ao cirurgião informações sobre a força aplicada ao tecido "T". A compressão excessiva de tecido pode ter um impacto negativo sobre o tecido "T" sendo operado. Por exemplo, a compres- são excessiva do tecido "T" pode resultar em necrose de tecido e, em certos procedimentos, falha na linha de grampos. Informações referen- tes à pressão sendo aplicada ao tecido "T" permitem que um cirurgião determine melhor se pressão excessiva não está sendo aplicada ao tecido "T".
[0297] Qualquer um dos sensores de contato aqui apresentados pode incluir, mas não se limita a, contatos elétricos colocados sobre uma superfície interna de uma garra que, quando em contato com o tecido, fecham um circuito de detecção que é de outro modo aberto. Os sensores de contato podem também incluir transdutores de força sensíveis que detectam quando o tecido sendo preso primeiro resiste à compressão. Transdutores de força podem incluir, mas não se limi-
tam a, elementos piezoelétricos, elementos piezorresistivos, filme me- tálico ou medidores de esforço semicondutores, sensores de pressão indutivos, sensores de pressão capacitivos, e transdutores de pressão potenciométricos que usam tubos de bourbon, cápsulas ou foles para acionar um braço limpador em um elemento resistivo.
[0298] Em um aspecto, qualquer um dos instrumentos cirúrgicos su- pracitados pode incluir um ou mais elementos piezoelétricos para detectar uma alteração na pressão que ocorre nos membros de garra. Os elemen- tos piezoelétricos são transdutores bidirecionais que convertem tensão em um potencial elétrico. Os elementos podem consistir em quartzo metali- zado ou cerâmica. Em operação, quando a tensão é aplicada para os cris- tais há uma mudança na distribuição de carga do material resultando em uma geração de tensão ao longo do material. Elementos piezoelétricos podem ser usados para indicar quando qualquer um ou ambos os mem- bros de garra entra em contato com o tecido "T" e a quantidade de pressão exercida sobre o tecido "T" após um contato seja estabelecida.
[0299] Em um aspecto, qualquer um dos instrumentos cirúrgicos su- pracitados pode incluir ou ser dotados de um ou mais medidores de es- forço metálico colocado dentro ou sobre uma porção do corpo dos mes- mos. Os medidores de esforço metálico operam de acordo com o princí- pio de que a resistência do material depende do comprimento, largura e espessura. Consequentemente, quando o material do medidor de es- forço metálico sofre deformação a resistência do material muda. Dessa forma, um resistor feito deste material incorporado em um circuito irá con- verter tensão a uma alteração em um sinal elétrico. Desejavelmente, o medidor de esforço pode ser colocado sobre os Instrumentos cirúrgicos de modo que a pressão aplicada ao tecido afete o medidor de esforço.
[0300] Alternativamente, em outro aspecto, um ou mais medidores de esforço de semicondutores podem ser usados de maneira similar como o medidor de esforço metálico descrito acima, embora o modo de transdução seja diferente. Em funcionamento, quando uma estrutura de retícula de cristal do medidor de esforço do semicondutor é deformada, como resultado de uma tensão aplicada, a resistência do material muda. Esse fenômeno é chamado de efeito piezorresistivo.
[0301] Em ainda um outro aspecto, qualquer um dos instrumentos ci- rúrgicos supracitados pode incluir ou ser dotado de um ou mais sensores de pressão indutiva para transduzir pressão ou força em movimento de elementos indutivos uns em relação aos outros. Esse movimento dos ele- mentos indutivos um em relação ao outro altera a indutância geral ou aco- plamento indutivo. Os transdutores de pressão capacitiva também trans- duzem pressão ou força em movimento de elementos capacitivos em re- lação um ao outro, alterando a capacitância geral.
[0302] Em ainda outro aspecto, qualquer um dos instrumentos cirúr- gicos acima mencionados pode incluir ou ser dotado de um ou mais trans- dutores de pressão capacitivos para transduzir pressão ou força em movi- mento de elementos capacitivos uns em relação aos outros, alterando uma capacitância geral.
[0303] Em um aspecto, qualquer um dos instrumentos cirúrgicos su- pracitados pode incluir ou ser dotado de um ou mais transdutores de pressão mecânica para transduzir a pressão ou força em movimento. Em uso, um movimento de um elemento mecânico é usado para desviar um ponteiro ou disco em um medidor. Este movimento do ponteiro ou disco pode ser representativo da pressão ou força aplicada ao tecido "T". Exemplos de elementos mecânicos incluem, mas não se limitam a, tubos de bourbon, cápsulas ou foles. A título de exemplo, elementos mecânicos podem ser acoplados com outros elementos de detecção e/ou medição, como um transdutor de pressão do potenciômetro. Neste exemplo o ele- mento mecânico é acoplado com um limpador sobre o resistor variável. Em uso, a pressão ou força pode ser convertida em movimento mecânico que deflete o dito limpador no potenciômetro mudando assim a resistên- cia para refletir a pressão ou força aplicada.
[0304] A combinação dos aspectos acima, em particular, a combi- nação do vão e sensores de contato com o tecido, fornece ao cirurgião informações de retroalimentação e/ou informações em tempo real refe- rentes à condição do sítio operacional e/ou tecido-alvo "T". Por exemplo, informações sobre a espessura inicial do tecido "T" podem orientar o cirurgião na seleção de um tamanho de grampo apropriado, informa- ções sobre a espessura presa do tecido "T" podem informar ao cirurgião se o grampo selecionado se formará corretamente, informações relaci- onadas à espessura inicial e espessura presa do tecido "T" podem ser usadas para determinar a quantidade de compressão ou tensão no te- cido "T", e informações relacionadas à tensão no tecido "T" podem ser usadas nessa tensão para evitar comprimir tecidos com valores exces- sivos de deformação e/ou grampear tecidos que sofreram tensão exces- siva.
[0305] Adicionalmente, os sensores de força podem ser usados para fornecer ao cirurgião a quantidade de pressão aplicada ao tecido. O cirurgião pode usar essas informações para evitar aplicar pressão excessiva no tecido "T" ou grampear no tecido "T" que sofreu tensão excessiva.
[0306] A Figura 24 e exemplificações adicionais são descritos adi- cionalmente na Patente US nº 8.181.839, depositada em 27 de junho de 2011, intitulada SURGICAL INSTRUMENT EMPLOYING SEN- SORS, concedida em 5 de maio de 2012, a descrição da qual está incorporada a título de referência na presente invenção.
[0307] Certos aspectos são mostrados e descritos para fornecer um entendimento da estrutura, função, fabricação e uso dos dispositi- vos e métodos revelados. Os recursos mostrados ou descritos em um exemplo podem ser combinados com os recursos de outros exemplos e as modificações e variações estão dentro do escopo desta descrição.
[0308] Os termos "proximal" e "distal" são com referência a um mé- dico que manipula a empunhadura do instrumento cirúrgico, sendo que termo "proximal" se refere à porção mais próxima ao médico e o termo "distal" se refere à porção localizada mais distante do médico. Para con- veniência, os termos espaciais "vertical", "horizontal", "para acima" e "para baixo" usados com relação aos desenhos não se destinam a ser limitado- res e/ou absolutos, porque os instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições.
[0309] São fornecidos dispositivos e métodos exemplificadores para realização de procedimentos cirúrgicos laparoscópicos e minimamente invasivos. Tais dispositivos e métodos, entretanto, podem ser usados em outros procedimentos e aplicações cirúrgicas incluindo procedimentos ci- rúrgicos abertos, por exemplo. Os instrumentos cirúrgicos podem ser in- seridos através de um orifício natural ou um através de uma incisão ou perfuração formada no tecido. As porções funcionais ou porções do atu- ador de extremidade dos instrumentos podem ser inseridas diretamente no corpo ou através de um dispositivo de acesso que tem uma canaleta funcional através do qual podem ser avançados o atuador de extremi- dade e o eixo de acionamento alongado do instrumento cirúrgico.
[0310] As Figuras 25 a 28 ilustram um instrumento cirúrgico acio- nado por motor 150010 para corte e fixação que pode ou não ser reu- tilizado. Nos exemplos ilustrados, o instrumento cirúrgico 150010 inclui um gabinete 150012 que compreende um conjunto de empunhadura 150014 que é configurado para ser pego, manipulado e atuado pelo médico. O gabinete 150012 é configurado para fixação operacional a um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 que tem um atuador de extremidade 150300 operacionalmente acoplado ao mesmo que é configurado para executar uma ou mais tarefas ou pro-
cedimentos cirúrgicos. De acordo com a presente descrição, várias for- mas de conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis podem ser eficazmente usadas em conexão com sistemas cirúrgicos robotica- mente controlados. O termo "gabinete" pode abranger um gabinete ou porção similar de um sistema robótico que aloja ou de outro modo su- porta operacionalmente ao menos um sistema de acionamento confi- gurado para gerar e aplicar ao menos um movimento de controle que possa ser usado para acionar os conjuntos de eixo de acionamento. O termo "estrutura" pode referir-se a uma porção de um instrumento ci- rúrgico de mão. O termo "estrutura" também pode representar uma porção de um instrumento cirúrgico controlado roboticamente e/ou uma porção do sistema robótico que pode ser usado para controlar operacionalmente o instrumento cirúrgico. Os conjuntos de eixo de aci- onamento intercambiáveis aqui revelados podem ser usados com vá- rios sistemas robóticos, instrumentos, componentes e métodos revela- dos na Patente US nº 9.072.535, intitulada SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT AR- RANGEMENTS, a qual está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.
[0311] A Figura 25 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico 150010 que tem um conjunto de eixo de acionamento inter- cambiável 150200 operacionalmente acoplado ao mesmo, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição. O gabinete 150012 inclui um atuador de extremidade 150300 que compreende um dispositivo ci- rúrgico de corte e fixação configurado para suportar operacionalmente um cartucho de grampos cirúrgicos 150304 no mesmo. O gabinete 150012 pode ser configurado para uso em conexão com os conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis que incluem os atuadores de extremidade que são adaptados para sustentar diferentes tamanhos e tipos de cartuchos de grampos, e que têm diferentes comprimentos, ta- manhos e tipos de eixo de acionamento. O gabinete 150012 pode ser usado eficazmente com uma variedade de conjuntos de eixo de aciona- mento intercambiáveis incluindo conjuntos configurados para aplicar ou- tros movimentos e formas de energia como, por exemplo, energia de radiofrequência (RF), energia ultrassônica e/ou movimento a disposi- ções de atuadores de extremidade adaptados para uso em várias apli- cações e procedimentos cirúrgicos. Os atuadores de extremidade, con- juntos de eixo de acionamento, empunhaduras, instrumentos cirúrgicos e/ou sistemas de instrumento cirúrgico podem utilizar qualquer prende- dor adequado, ou prendedores, para prender tecido. Por exemplo, um cartucho de prendedores que compreende uma pluralidade de prende- dores nele armazenados de modo removível pode ser inserido de ma- neira removível dentro e/ou fixado ao atuador de extremidade de um conjunto de eixo de acionamento.
[0312] O conjunto de empunhadura 150014 pode compreender um par de segmentos interconectáveis de compartimento de empunhadura 150016 e 150018 interconectados por parafusos, elementos de encaixe por pressão, adesivo, etc. Os segmentos de compartimento de empunha- dura 150016, 150018 cooperam para formar uma porção da empunhadura da pistola 150019 que pode ser empunhada e manipulada pelo clínico. O conjunto de empunhadura 150014 suporta operacionalmente uma plurali- dade de sistemas de acionamento configurados para gerar e aplicar movi- mentos de controle às porções correspondentes do conjunto de eixo de acionamento intercambiável que está operacionalmente fixado ao mesmo. Um monitor pode ser fornecido abaixo de uma cobertura 150045.
[0313] A Figura 26 é uma vista do conjunto explodida de uma por- ção do instrumento cirúrgico 150010 da Figura 25, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição. O conjunto de empunhadura
150014 pode incluir uma estrutura 150020 que suporta operacional- mente uma pluralidade de sistemas de acionamento. A estrutura 150020 pode suportar operacionalmente um "primeiro" sistema de acionamento ou sistema de acionamento de fechamento 150030, que pode aplicar movimentos de fechamento e abertura ao conjunto de eixo de aciona- mento intercambiável 150200. O sistema de acionamento de fecha- mento 150030 pode incluir um atuador como um gatilho de fechamento 150032 suportado de modo pivotante pela estrutura 150020. O gatilho de fechamento 150032 é acoplado de modo pivotante ao conjunto de empunhadura 150014 por um pino de pivô 150033 para permitir que o gatilho de fechamento 150032 seja manipulado por um médico. Quando o médico segura a porção de empunhadura da pistola 150019 do con- junto de empunhadura 150014, o gatilho de fechamento 150032 pode pivotar de uma posição inicial ou "não atuada" para uma posição "atu- ada" e, mais particularmente, para uma posição completamente compri- mida ou completamente atuada.
[0314] O conjunto de empunhadura 150014 e a estrutura 150020 po- dem suportar operacionalmente um sistema de acionamento de disparo 150080 configurado para aplicar movimentos de disparo às porções cor- respondentes do conjunto de eixo de acionamento intercambiável fixado ao mesmo. O sistema de acionamento de disparo 150080 pode empregar um motor elétrico 150082 situado na porção da empunhadura da pistola 150019 do conjunto de empunhadura 150014. O motor elétrico 150082 pode ser um motor de corrente contínua (CC) com escovas tendo uma rotação máxima de aproximadamente 25.000 rpm, por exemplo. Em ou- tras disposições, o motor pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro motor elétrico adequado. O motor elétrico 150082 pode ser alimentado por uma fonte de energia 150090 que pode compreender uma fonte de energia removível 150092. A fonte de energia removível 150092 pode compreen- der uma porção do compartimento proximal 150094 que é configurada para fixação a uma porção do compartimento distal 150096. A porção do compartimento proximal 150094 e a porção do compartimento distal 150096 são configuradas para suportar operacionalmente uma plurali- dade de baterias 150098. Cada uma das baterias 150098 pode compre- ender, por exemplo, uma bateria de íons de lítio ("LI") ou outra bateria adequada. A porção de compartimento distal 150096 está configurada para fixação operacional removível a uma placa de circuito de controle 150100 que está operacionalmente acoplada ao motor elétrico 150082. Várias baterias 150098 conectadas em série podem alimentar o instru- mento cirúrgico 150010. A fonte de energia 150090 pode ser substituível e/ou recarregável. Um monitor 150043, que está situado abaixo da co- bertura 150045, está eletricamente acoplado à placa de circuito de con- trole 150100. A cobertura 150045 pode ser removida para expor o moni- tor 150043.
[0315] O motor elétrico 150082 pode incluir um eixo de acionamento giratório (não mostrado), que, de modo operacional, faz interface com um conjunto redutor de engrenagem 150084 montado em engate de acopla- mento com um conjunto ou cremalheira, de dentes de acionamento 150122 em um membro de acionamento longitudinalmente móvel 150120. O membro de acionamento longitudinalmente móvel 150120 tem uma cre- malheira de dentes de acionamento 150122 formada no mesmo para en- gate de acoplamento com uma engrenagem de acionamento correspon- dente 150086 do conjunto redutor de engrenagem 150084.
[0316] Em uso, uma polaridade de tensão fornecida pela fonte de energia 150090 pode operar o motor elétrico 150082 no sentido horário, sendo que a polaridade de tensão aplicada ao motor elétrico pela bateria pode ser revertida de modo a operar o motor elétrico 150082 no sentido anti-horário. Quando o motor elétrico 150082 é girado em uma direção, o membro de acionamento longitudinalmente móvel 150120 será axial- mente ativado na direção distal "DD". Quando o motor elétrico 150082 é acionado na direção giratória oposta, o membro de acionamento longitu- dinalmente móvel 150120 será axialmente conduzido na direção proximal "DP". O conjunto de empunhadura 150014 pode incluir uma chave que pode ser configurada para reverter a polaridade aplicada ao motor elé- trico 150082 pela fonte de energia 150090. O conjunto de empunhadura 150014 pode incluir um sensor configurado para detectar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel 150120 e/ou a direção em que o membro de acionamento longitudinalmente móvel 150120 está sendo movido.
[0317] O acionamento do motor elétrico 150082 pode ser contro- lado por um gatilho de disparo 150130 que é suportado de modo pivo- tante sobre o conjunto de empunhadura 150014. O gatilho de disparo 150130 pode ser pivotado entre uma posição não atuada e uma posi- ção atuada.
[0318] Retomando para a Figura 25, o conjunto de eixo de aciona- mento intercambiável 150200 inclui um atuador de extremidade 150300 que compreende um canal alongado 150302 configurada para suportar operacionalmente no seu interior um cartucho de grampos cirúrgicos
150304. O atuador de extremidade 150300 pode incluir uma bigorna 150306 que é sustentada de modo pivotante em relação ao canal alon- gado 150302. O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 pode incluir uma junta de articulação 150270. A construção e a operação do atuador de extremidade 150300 e da junta articulação 150270 são apresentadas na Publicação do Pedido de Patente US nº 2014/0263541, intitulada ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK, a qual está aqui incorporada a título de refe- rência em sua totalidade. O conjunto de eixo de acionamento intercambi- ável 150200 pode incluir um compartimento ou bocal proximal 150201 compreendido de porções de bocal 150202, 150203. O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 pode incluir um tubo de fecha- mento 150260 que se estende ao longo de um eixo geométrico do eixo de acionamento SA que pode ser usado para fechar e/ou abrir a bigomrna 150306 do atuador de extremidade 150300.
[0319] Voltando à Figura 25, o tubo de fechamento 150260 é transla- dado distalmente (direção "DD") para fechar a bigorna 150306, por exem- plo, em resposta à atuação do gatilho de fechamento 150032 na maneira descrita na referência anteriormente mencionada da Publicação do Pedido de Patente nº 2014/0263541. A bigorna 150306 é aberta mediante a trans- lação proximal do tubo de fechamento 150260. Na posição aberta da bi- gorna, o tubo de fechamento 150260 do eixo de acionamento é movido para sua posição proximal.
[0320] A Figura 27 é outra vista do conjunto explodida de porções do conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição. O conjunto de eixo de aci- onamento intercambiável 150200 pode incluir um membro de disparo 150220 sustentado para realizar um deslocamento axial no interior da coluna central 150210. O membro de disparo 150220 inclui um de eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 configurado para se conectar a uma porção de corte distal ou barra de corte 150280. O membro de disparo 150220 pode ser chamado de um "segundo eixo de acionamento" ou um "segundo conjunto de eixo de acionamento". O eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 pode incluir uma fenda longitudinal 150223 em sua extremidade configurada para receber uma aba 150284 na extremidade proximal 150282 da barra de corte 150280. A fenda longitudinal 150223 e a extremidade proximal 150282 podem ser configuradas para permitir o movimento relativo en- tre as mesmas e podem compreender uma junta deslizante 150286. À junta deslizante 150286 pode permitir que o eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 do membro de disparo 150220 articule o atuador de extremidade 150300 em torno da junta de articulação 150270 sem mover, ou ao menos sem mover substancialmente, a barra de corte 150280. Quando o atuador de extremidade 150300 tiver sido adequadamente orientado, o eixo de acionamento de disparo in- termediário 150222 pode ser avançado distalmente até uma parede lateral proximal da fenda longitudinal 150223 entrar em contato com a aba 150284 para avançar a barra de corte 150280 e disparar um car- tucho de grampos posicionado no interior do canal 150302. A coluna central 150210 tem uma abertura ou janela alongada 150213 em seu interior para facilitar a montagem e a inserção do eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 no interior da coluna central 150210. Quando o eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 tiver sido inserido no mesmo, um segmento superior da estrutura 150215 pode ser engatado na estrutura do eixo de acionamento 150212 para encerrar em si o eixo de acionamento de disparo intermediário 150222 e a barra de corte 150280. A operação do membro de disparo 150220 pode ser vista na Publicação do Pedido de Patente US nº 2014/0263541. A coluna central 150210 pode ser configurada para su- portar de maneira deslizante um membro de disparo 150220 e o tubo de fechamento 150260 que se estende ao redor da coluna central
150210. A coluna central 150210 pode suportar de maneira deslizante um acionador de articulação 150230.
[0321] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 pode incluir um conjunto de embreagem 150400 configurado para aco- plar de modo seletivo e liberável o acionador de articulação 150230 ao membro de disparo 150220. O conjunto de embreagem 150400 inclui um anel ou luva de travamento 150402 posicionado em torno do mem- bro de disparo 150220, sendo que a luva de travamento 150402 pode ser girada entre uma posição engatada, em que a luva de travamento
150402 acopla o acionador de articulação 150230 ao membro de dis- paro 150220, e uma posição desengatada, em que o acionador de arti- culação 150230 não está acoplado de modo operável ao membro de disparo 150220. Quando a luva de travamento 150402 está na posição engatada, o movimento distal do membro de disparo 150220 pode mo- ver o acionador de articulação 150230 em sentido distal e, correspon- dentemente, o movimento proximal do membro de disparo 150220 pode mover o acionador de articulação 150230 de maneira proximal. Quando a luva de travamento 150402 está na posição desengatada, o movi- mento do membro de disparo 150220 não é transmitido para o aciona- dor de articulação 150230 e, como resultado, o membro de disparo 150220 pode mover-se independentemente do acionador de articulação
150230. O bocal 150201 pode ser empregado para engatar e desenga- tar operacionalmente o sistema de acionamento de articulação com o sistema de acionamento de disparo nas várias formas descritas na Pu- blicação do Pedido de Patente US nº 2014/0263541.
[0322] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 pode compreender um conjunto de anel deslizante 150600 que pode ser configurado para conduzir energia elétrica ao atuador de extremidade 150300 e/ou a partir dele e/ou comunicar sinais ao atuador de extremidade 150300 e/ou a partir dele, por exemplo. O conjunto de anel deslizante 150600 pode compreender um flange de conector proximal 150604 e um flange de conector distal 150601 posicionado no interior de uma fenda de- finida nas porções de bocal 150202, 150203. O flange do conector proxi- mal 150604 pode compreender uma primeira face e o flange do conector distal 150601 pode compreender uma segunda face posicionada adja- cente e móvel em relação à primeira face. O flange de conector distal 150601 pode girar em relação ao flange de conector proximal 150604 ao redor do eixo geométrico do eixo de acionamento SA-SA (Figura 25). O flange de conector proximal 150604 pode compreender uma pluralidade de condutores concêntricos ou ao menos substancialmente concêntricos 150602, definidos na sua primeira face. Um conector 150607 pode ser montado sobre o lado proximal do flange de conector distal 150601 e pode ter uma pluralidade de contatos, sendo que cada contato corresponde e está em contato elétrico com um dos condutores 150602. Essa disposição permite a rotação relativa entre o flange de conector proximal 150604 e o flange de conector distal 150601, enquanto o contato elétrico é mantido entre os mesmos. O flange de conector proximal 150604 pode incluir um conector elétrico 150606 que pode colocar os condutores 150602 em co- municação de sinal com uma placa de circuito de eixo de acionamento, por exemplo. Em ao menos um caso, um chicote elétrico que compreende uma pluralidade de condutores pode se estender entre o conector elétrico 150606 e a placa de circuito do eixo de acionamento. O conector elétrico 150606 pode se estender proximalmente através de uma abertura do co- nector definida no flange de montagem do chassi. A Publicação do Pedido de Patente US nº 2014/0263551, intitulada "STAPLE CARTRIDGE TIS- SUE THICKNESS SENSOR SYSTEM", está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. A Publicação do Pedido de Patente US nº 2014/0263552, intitulada "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM", está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade. Detalhes adicionais com relação ao conjunto do anel de desli- zamento 150600 podem ser encontrados na Publicação do Pedido de Pa- tente US nº 2014/0263541.
[0323] O conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 pode incluir uma porção proximal montada de forma fixável ao conjunto de empunhadura 150014, e uma porção distal que é giratória em torno de um eixo geométrico longitudinal. A porção giratória distal do eixo de acionamento pode ser girada em relação à porção proximal ao redor do conjunto de anel deslizante 150600. O flange de conector distal 150601 do conjunto de anel deslizante 150600 pode ser posicionado na porção giratória distal do eixo de acionamento.
[0324] A Figura 28 é uma vista explodida de um aspecto de um atuador de extremidade 150300 do instrumento cirúrgico 150010 da Figura 25, de acordo com pelo menos um aspecto desta descrição. O atuador de extremidade 150300 pode incluir a bigorna 150306 e o car- tucho de grampos cirúrgicos 150304. A bigorna 150306 pode ser aco- plada a um canal alongado 150302. As aberturas 150199 podem ser definidas no canal alongado 150302 para receber pinos 150152 que se estendem a partir da bigorna 150306 para permitir que a bigorna 150306 gire de uma posição aberta para uma posição fechada em re- lação ao canal alongado 150302 e cartucho de grampos cirúrgicos
150304. Uma barra de disparo 150172 é configurada para se transla- dar longitudinalmente para o interior do atuador de extremidade
150300. A barra de disparo 150172 pode ser construída em uma seção sólida ou pode incluir um material laminado que compreende, por exemplo, uma pilha de placas de aço. A barra de disparo 150172 com- preende uma viga com perfil em "Il" 150178 e um gume cortante 150182 em uma extremidade distal do mesmo. Uma extremidade da barra de disparo 150172 distalmente projetada pode ser fixada à viga com perfil em | 150178 para auxiliar no espaçamento da bigorna 150306 a partir de um cartucho de grampos cirúrgicos 150304 posicionado no canal alongado 150302 quando a bigorna 150306 está em posição fechada. A viga com perfil em | 150178 pode incluir um gume cortante afiado 150182, que pode ser usado para separar o tecido, conforme a viga com perfil em | 150178 é avançada distalmente pela barra de disparo
150172. Em funcionamento, a viga com perfil em | 150178 pode, ou disparar, o cartucho de grampos cirúrgicos 150304. O cartucho de grampos cirúrgicos 150304 pode incluir um corpo de cartucho moldado 150194 que mantém uma pluralidade de grampos 150191 que repou-
sam sobre os acionadores de grampo 150192 no interior das respecti- vas cavidades de grampos abertas para cima 150195. Um deslizador em cunha 150190 é acionado distalmente pela viga com perfil em | 150178, deslizando sobre uma bandeja do cartucho 150196 do cartu- cho de grampos cirúrgicos 150304. O deslizador em cunha 150190 desloca para cima, por came, os acionadores de grampo 150192, para expelir os grampos 150191 em contato de deformação com a bigorna 150306, enquanto a borda de corte 150182 da viga com perfil em | 150178 corta o tecido apertado.
[0325] A viga com perfil em | 150178 pode incluir pinos superiores 150180 que engatam a bigorna 150306 durante o disparo. A viga com per- fil em 1 150178 pode incluir pinos intermediários 150184 e uma base ("bot- tom foot") 150186 para engatar porções do corpo do cartucho 150194, da bandeja do cartucho 150196 e do canal alongado 150302. Quando um cartucho de grampos cirúrgicos 150304 está posicionado no interior do ca- nal alongado 150302, uma fenda 150193 definida no corpo do cartucho 150194 pode ser alinhada com uma fenda longitudinal 150197 definida na bandeja do cartucho 150196 e uma fenda 150189 definida no canal alon- gado 150302. Em uso, a viga com perfil em | 150178 pode deslizar através das fendas longitudinais alinhadas 150193, 150197 e 150189, sendo que, como indicado na Figura 28, a base 150186 da viga com perfil em 1150178 pode engatar um sulco posicionado ao longo da superfície inferior do canal alongado 150302 ao longo do comprimento da fenda 150189, os pinos médios 150184 podem engatar as superfícies superiores da bandeja de cartucho 150196 ao longo do comprimento da fenda longitudinal 150197, e os pinos superiores 150180 podem engatar a bigorna 150306. A viga com perfil em | 150178 pode espaçar ou limitar o movimento relativo entre a bigorna 150306 e o cartucho de grampos cirúrgicos 150304, conforme a barra de disparo 150172 é avançada distalmente de forma a disparar os grampos do cartucho de grampos cirúrgicos 150304 e/ou fazer uma inci- são no tecido capturado entre a bigorna 150306 e o cartucho de grampos cirúrgicos 150304. A barra de disparo 150172 e a viga com perfil em | 150178 podem ser retraídas proximalmente permitindo que a bigorna 150306 seja aberta para liberar as duas porções de tecido grampeadas e cortadas.
[0326] As Figuras 29A e 29B representam um diagrama de blocos de um circuito de controle 150700 do instrumento cirúrgico 150010 da Figura 25 abrangendo duas folhas de desenho, de acordo com ao me- nos um aspecto desta descrição. Com referência principalmente às Fi- gura 29A e 29B, um conjunto de empunhadura 150702 pode incluir um motor 150714, que pode ser controlado por um acionador do motor 150715 e pode ser usado pelo sistema de disparo do instrumento cirúr- gico 150010. Em várias formas, o motor 150714 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua (CC) com escovas com uma veloci- dade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM. Em outras disposições, o motor 150714 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 150715 pode compreender um acionador de ponte H que compreende transístores de efeito de campo (FETs) 150719, por exemplo. O motor 150714 pode ser alimentado pelo conjunto de alimentação 150706 montado de modo |i- berável ao conjunto de empunhadura 150200 para fornecer energia de controle ao instrumento cirúrgico 150010. O conjunto de alimentação 150706 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 cirúrgico 150010. Em de- terminadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de alimen- tação 150706 podem ser substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de (fon de lítio que podem ser separavelmente acopláveis ao conjunto de alimentação
150706.
[0327] O conjunto de eixo de acionamento 150704 pode incluir um controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 que pode se comunicar com um controlador de segurança e um controlador de ge- renciamento de energia 150716 através de uma interface, enquanto o conjunto de eixo de acionamento 150704 e o conjunto de alimentação 150706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 150702. Por exem- plo, a interface pode compreender uma primeira porção de interface 150725, que pode incluir um ou mais conectores elétricos para engate de acoplamento com os conectores elétricos correspondentes do con- junto de eixo de acionamento, e uma segunda porção de interface 150727, que pode incluir um ou mais conectores elétricos para engate de acoplamento com os conectores elétricos correspondentes do con- junto de alimentação, para permitir a comunicação elétrica entre o con- trolador do conjunto de eixo de acionamento 150722 e o controlador de gerenciamento de energia 150716, enquanto o conjunto de eixo de aci- onamento 150704 e o conjunto de alimentação 150706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 150702. Um ou mais sinais de comunica- ção podem ser transmitidos através da interface para comunicar um ou mais dos requisitos de energia do conjunto de eixo de acionamento in- tercambiável fixado 150704 ao controlador de gerenciamento de ener- gia 150716. Em resposta, o controlador de gerenciamento de energia pode modular a saída de energia da bateria do conjunto de alimentação 150706, conforme descrito abaixo com mais detalhes, de acordo com as exigências de energia do conjunto de eixo de acionamento fixado
150704. Os conectores podem compreender chaves que podem ser ati- vadas após o engate por acoplamento mecânico do conjunto de empu- nhadura 150702 ao conjunto de eixo de acionamento 150704 e/ou ao conjunto de energia 150706 para permitir a comunicação elétrica entre o controlador de conjunto de eixo acionamento 150722 e o controlador de gerenciamento de energia 150716.
[0328] A interface pode facilitar a transmissão do um ou mais sinais de comunicação entre o controlador de gerenciamento de energia 150716 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 mediante o roteamento destes sinais de comunicação através de um controlador principal 150717 situado no conjunto de empunhadura 150702, por exemplo. Em outras circunstâncias, a interface pode facili- tar uma linha de comunicação direta entre o controlador de gerencia- mento de energia 150716 e o controlador do conjunto de eixo de acio- namento 150722 através do conjunto de empunhadura 150702, en- quanto o conjunto de eixo de acionamento 150704 e o conjunto de ali- mentação 150706 estão acoplados ao conjunto de empunhadura
150702.
[0329] O controlador principal 150717 pode ser qualquer proces- sador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhe- cidos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o controlador principal 150717 pode ser um proces- sador 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 desempe- nho 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 StellarisWareO&, memória só de leitura pro- gramável e apagável eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modulação por largura de pulso (PWM), uma ou mais aná- logos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais con- versores analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de en- trada analógica, detalhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.
[0330] O controlador de segurança pode ser uma plataforma de con- trolador de segurança que compreende duas famílias baseadas em con- troladores, 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 desempe- nho, conectividade e opções de memória escalonáveis.
[0331] O conjunto de alimentação 150706 pode incluir um circuito de gerenciamento de energia que pode compreender o controlador de gerenciamento de energia 150716, um modulador de energia 150738 e um circuito sensor de corrente 150736. O circuito de gerenciamento de energia pode ser configurado para modular a saída de energia da bate- ria com base nas necessidades de energia do conjunto de eixo de acio- namento 150704, enquanto o conjunto de eixo de acionamento 150704 e o conjunto de alimentação 150706 são acoplados ao conjunto de em- punhadura 150702. O controlador de gerenciamento de energia 150716 pode ser programado para controlar o modulador de energia 150738 da saída de energia do conjunto de alimentação 150706 e o circuito sensor de corrente 150736 pode ser empregado para monitorar a saída de energia do conjunto de alimentação 150706 para fornecer realimenta- ção ao controlador de gerenciamento de energia 150716 sobre a saída de energia da bateria para que o controlador de gerenciamento de ener- gia 150716 possa ajustar a saída de energia do conjunto de alimentação 150706 para manter uma saída desejada. O controlador de gerencia- mento de energia 150716 e/ou o controlador do conjunto de eixo de aci- onamento 150722 podem compreender, cada um, um ou mais proces- sadores e/ou unidades de memória que podem armazenar vários mó- dulos de software.
[0332] O instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28) pode com- preender um dispositivo de saída 150742 que pode incluir dispositivos para fornecer uma retroinformação sensorial a um usuário. Esses dispo- sitivos podem compreender, por exemplo, dispositivos de retroinforma- ção visual (por exemplo, um monitor com tela de LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação auditiva (por exemplo, um alto-fa- lante, uma campainha) ou dispositivos de retroinformação tátil (por exem- plo, atuadores hápticos). Em determinadas circunstâncias, o dispositivo de saída 150742 pode compreender um visor 150743 que pode estar in- cluído no conjunto de empunhadura 150702. O controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 150716 podem fornecer retroinformação a um usuário do instru- mento cirúrgico 150010 através do dispositivo de saída 150742. A inter- face pode ser configurada para conectar o controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 150716 ao dispositivo de saída 150742. O dispositivo de saída 150742 pode, em vez disso, ser integrado com o conjunto de alimentação
150706. Nestas circunstâncias, a comunicação entre o dispositivo de sa- ída 150742 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 pode ser feita através da interface, enquanto o conjunto de eixo de acio- namento 150704 é acoplado ao conjunto de empunhadura 150702.
[0333] O circuito de controle 150700 compreende segmentos de cir- cuito configurados para controlar as operações do instrumento cirúrgico energizado 150010. Um segmento de controlador de segurança (seg- mento 1) compreende um controlador de segurança e o segmento de controlador principal 150717 (segmento 2). O controlador de segurança e/ou o controlador principal 150717 são configurados para interagir com um ou mais segmentos de circuito adicionais como um segmento de aceleração, um segmento de exibição, um segmento de eixo de aciona-
mento, um segmento de codificador, um segmento de motor, e um seg- mento de alimentação. Cada um dos segmentos de circuito pode ser acoplado ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal
150717. O controlador principal 150717 é também acoplado a uma me- mória flash. O controlador principal 150717 também compreende uma interface de comunicação serial. O controlador principal 150717 com- preende uma pluralidade de entradas acopladas, por exemplo, a um ou mais segmentos de circuito, uma bateria, e/ou uma pluralidade de cha- ves. O circuito segmentado pode ser implementado por qualquer circuito adequado, como, por exemplo, um conjunto de placa de circuito im- presso (PCBA) dentro do instrumento cirúrgico energizado 150010. Deve-se compreender que o termo processador, conforme usado aqui, inclui qualquer microprocessador, processador, controlador, controlado- res ou outro dispositivo de computação básico que incorpora as funções de uma unidade de processamento central do computador (CPU) em um circuito integrado ou no máximo alguns circuitos integrados. O con- trolador principal 150717 é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, processa-os de acordo com as ins- truções armazenadas em sua memória, e fornece resultados como sa- ída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem me- mória interna. O circuito de controle 150700 pode ser configurado para implementar um ou mais dos processos aqui descritos.
[0334] O segmento de aceleração (segmento 3) compreende um acelerômetro. O acelerômetro é configurado para detectar o movi- mento ou a aceleração do instrumento cirúrgico energizado 150010. À entrada a partir do acelerômetro pode ser usada para fazer a transição para e a partir de um modo de suspensão, identificar a orientação do instrumento cirúrgico energizado, e/ou identificar quando o instrumento cirúrgico for deixado cair. Em alguns exemplos, o segmento de acele- ração é acoplado ao controlador de segurança e/ou ao controlador principal 150717.
[0335] O segmento de tela ou exibição (segmento 4) compreende um conector da tela acoplado ao controlador principal 150717. O conec- tor da tela acopla o controlador primário 150717 a uma tela através de um ou mais acionadores dos circuitos integrados da tela. Os acionado- res dos circuitos integrados da tela podem estar integrados com a tela e/ou podem estar situados separadamente da tela. A tela pode compre- ender qualquer tela adequada, como, por exemplo, uma tela de diodos emissores de luz orgânicos (OLED), uma tela de cristal líquido (LCD), e/ou qualquer outra tela adequada. Em alguns exemplos, o segmento de tela é acoplado ao controlador de segurança.
[0336] O segmento de eixo de acionamento (segmento 5) compre- ende controles para um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 (Figuras 25 e 27) acoplados ao instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28) e/ou um ou mais controles para um atuador de extre- midade 150300 acoplado ao conjunto de eixo de acionamento intercam- biável 150200. O segmento de eixo de acionamento compreende um conector do eixo de acionamento configurado para acoplar o controlador principal 150717 a um PCBA de eixo de acionamento. O PCBA de eixo de acionamento compreende um microprocessador de baixa potência com uma memória de acesso aleatório ferroelétrico (FRAM), uma chave de articulação, uma chave de efeito Hall de liberação de eixo de aciona- mento, e uma memória EEPROM de PCBA do eixo de acionamento. À EEPROM de PCBA do eixo de acionamento compreende um ou mais parâmetros, rotinas, e/ou programas específicos para o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 e/ou para o PCBA do eixo de acionamento. O PCBA do eixo de acionamento pode ser acoplado ao conjunto do eixo de acionamento intercambiável 150200 e/ou integral com o instrumento cirúrgico 150010. Em alguns exemplos, o segmento de eixo de acionamento compreende um segundo EEPROM do eixo de acionamento. A segunda EEPROM do eixo de acionamento compre- ende uma pluralidade de algoritmos, rotinas, parâmetros e/ou outros da- dos que correspondem a um ou mais conjuntos de eixos de aciona- mento 150200 e/ou atuadores de extremidade 150300 que podem fazer interface com o instrumento cirúrgico energizado 150010.
[0337] O segmento de codificador de posição (segmento 6) compre- ende um ou mais codificadores magnéticos da posição do ângulo de rota- ção. Um ou mais codificadores magnéticos da posição do ângulo de rota- ção são configurados para identificar a posição rotacional do motor 150714, um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 (Fi- guras 25 e 27) e/ou um atuador de extremidade 150300 do instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28). Em alguns exemplos, os codificadores magnéticos da posição do ângulo de rotação podem ser acoplados ao con- trolador de segurança e/ou ao controlador principal 150717.
[0338] O segmento de circuito do motor (segmento 7) compreende um motor 150714 configurado para controlar os movimentos do instru- mento cirúrgico energizado 150010 (Figuras 25 a 28). O motor 150714 é acoplado ao processador do microcontrolador principal 150717 por um acionador de ponte H que compreende um ou mais transístores de efeito de campo de ponte H (FETs) e um controlador de motor. O aci- onador de ponte H é também acoplado ao controlador de segurança. Um sensor de corrente do motor é acoplado em série com o motor para medir a drenagem de corrente do motor. O sensor de corrente do motor está em comunicação de sinal com o controlador principal 1507 17 e/ou com o processador de segurança. Em alguns exemplos, o motor 150714 é acoplado a um filtro de interferência eletromagnética (IEM) do motor.
[0339] O controlador do motor controla um primeiro sinalizador do motor e um segundo sinalizador do motor para indicar o estado e a posição do motor 150714 ao controlador principal 150717. O controla- dor principal 150717 fornece um sinal alto de modulação por largura de pulso (PWM), um sinal baixo de PWM, um sinal de direção, um sinal de sincronização, e um sinal de reinicialização do motor ao controlador do motor através de um buffer. O segmento de alimentação é configu- rado para fornecer uma tensão de segmento a cada um dos segmentos de circuito.
[0340] O segmento de energia (segmento 8) compreende uma bateria acoplada ao controlador de segurança, o controlador prin- cipal 150717, e segmentos de circuito adicionais. A bateria é acoplada ao circuito segmentado por um conector da bateria e um sensor de cor- rente. O sensor de corrente é configurado para medir a drenagem de corrente total do circuito segmentado. Em alguns exemplos, um ou mais conversores de tensão são configurados para fornecer valores de ten- são predeterminados a um ou mais segmentos de circuito. Por exemplo, em alguns exemplos, o circuito segmentado pode compreender conver- sores de tensão de 3,3 V e/ou conversores de tensão de 5 V. Um con- versor de amplificação de tensão é configurado para fornecer uma ele- vação da tensão até uma quantidade predeterminada, como, por exem- plo, até 13 V. O conversor de amplificação de tensão é configurado para fornecer tensão e/ou corrente adicional durante as operações que exi- gem muita energia e evitar apagão ou condições de baixo fornecimento de energia.
[0341] Uma pluralidade de chaves é acoplada ao controlador de se- gurança e/ou ao controlador principal 150717. As chaves podem ser con- figuradas para controlar as operações do instrumento cirúrgico 150010 (Fi- guras 25 a 28), do circuito segmentado, e/ou indicar um estado do instru- mento cirúrgico 150010. Uma chave da porta de ejeção e uma chave de efeito Hall para ejeção são configuradas para indicar o estado de uma porta de ejeção. Uma pluralidade de chaves de articulação, como, por exemplo, uma chave do lado esquerdo de articulação para o lado es- querdo, uma chave do lado direito de articulação para o lado esquerdo, uma chave central de articulação para o lado esquerdo, uma chave do lado esquerdo de articulação para o lado direito, uma chave do lado direito de articulação para o lado direito, e uma chave central de articulação para o lado direito são configuradas para controlar a articulação de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150200 (Figuras 25 e 27) e/ou o atuador de extremidade 150300 (Figuras 25 e 28). Uma chave reversa do lado esquerdo e uma chave reversa do lado direito são acopladas ao con- trolador principal 150717. As chaves do lado esquerdo que compreendem a chave do lado esquerdo de articulação para o lado esquerdo, a chave do lado direito de articulação para o lado esquerdo, a chave central de articu- lação para o lado esquerdo e a chave reversa do lado esquerdo são aco- pladas ao controlador primário 150717 por um conector de flexão à es- querda. As chaves do lado direito que compreendem a chave do lado es- querdo de articulação para o lado direito, a chave do lado direito de articu- lação para o lado direito, a chave central de articulação para o lado direito, e a chave reversa do lado direito são acopladas ao controlador principal 150717 por um conector de flexão à direita. Uma chave de disparo, uma chave de liberação de aperto, e uma chave engatada ao eixo de aciona- mento são acopladas ao controlador principal 150717.
[0342] Quaisquer chaves mecânicas, eletromecânicas, ou de estado sólido adequadas, podem ser empregadas para implementar a plurali- dade de chaves, em qualquer combinação. Por exemplo, as chaves po- dem limitar as chaves operadas pelo movimento de componentes asso- ciados ao instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28) ou à presença de um objeto. Estas chaves podem ser usadas para controlar várias fun- ções associadas ao instrumento cirúrgico 150010. Uma chave de limite é um dispositivo eletromecânico que consiste em um atuador ligado meca-
nicamente a um conjunto de contatos. Quando um objeto entra em con- tato com o atuador, o dispositivo opera os contatos para fazer ou romper uma conexão elétrica. As chaves de limite são usadas em uma variedade de aplicações e ambientes por causa de sua robustez, facilidade de ins- talação e confiabilidade de funcionamento. Elas podem determinar a pre- sença ou ausência, passagem, posicionamento e final de deslocamento de um objeto. Em outras implementações, as chaves podem ser chaves de estado sólido que funcionam sob a influência de um campo magnético como dispositivos de efeito Hall, dispositivos magnetorresistivos (MR), dispositivos magnetorresistivos gigantes (GMR), magnetômetros, dentre outros. Em outras implementações, as chaves podem ser chaves de es- tado sólido que operam sob a influência da luz, como sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositivos de estado sólido como transís- tores (por exemplo, FET, FET de junção, FET semicondutor de óxido me- tálico (MOSFET), bipolares, e similares). Outras chaves podem incluir chaves sem fio, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inér- cia, dentre outros.
[0343] A Figura 30 é um outro diagrama de blocos do circuito de controle 150700 do instrumento cirúrgico da Figura 25 que ilustra as in- terfaces entre o conjunto de empunhadura 150702 e o conjunto de ali- mentação 150706 e entre o conjunto de empunhadura 150702 e o con- junto de eixo de acionamento intercambiável 150704, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. O conjunto de empunhadura 150702 pode compreender um controlador principal 150717, um conec- tor do conjunto de eixo de acionamento 150726 e um conector do con- junto de alimentação 150730. O conjunto de alimentação 150706 pode incluir um conector do conjunto de alimentação 150732, um circuito de gerenciamento de energia 150734 que pode compreender o controlador de gerenciamento de energia 150716, um modulador de energia
150738, e um circuito sensor de corrente 150736. Os conectores do conjunto de eixo de acionamento 150730, 150732 formam uma interface
150727. O circuito de gerenciamento de energia 150734 pode ser con- figurado para modular a energia de saída da bateria 150707 com base nas necessidades de energia do conjunto de eixo de acionamento inter- cambiável 150704 enquanto o conjunto de eixo de acionamento inter- cambiável 150704 e o conjunto de alimentação 150706 são acoplados ao conjunto de empunhadura 150702. O controlador de gerenciamento de energia 150716 pode ser programado para controlar o modulador de energia 150738 da saída de energia do conjunto de alimentação 150706 e o circuito sensor de corrente 150736 pode ser empregado para moni- torar a saída de energia do conjunto de alimentação 150706 para forne- cer retroinformação ao controlador de gerenciamento de energia 150716 sobre a saída de energia da bateria 150707 para que o contro- lador de gerenciamento de energia 150716 possa ajustar a saída de energia do conjunto de alimentação 150706 para manter uma saída de- sejada. O conjunto de eixo de acionamento 150704 compreende um processador de eixo de acionamento 150720 acoplado a uma memória não volátil 150721 e um conector de conjunto de eixo de acionamento 150728 para acoplar eletricamente o conjunto de eixo de acionamento 150704 ao conjunto de empunhadura 150702. Os conectores do con- junto de eixo de acionamento 150726, 150728 formam uma interface
150725. O controlador principal 150717, o processador de eixo de acio- namento 150720 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 150716 podem ser configurados para implementar um ou mais dos pro- cessos aqui descritos.
[0344] O instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28) pode com- preender um dispositivo de saída 150742 para uma retroinformação sensorial a um usuário. Esses dispositivos podem compreender dispo- sitivos de retroinformação visual (por exemplo, um monitor com tela de
LCD, indicadores em LED), dispositivos de retroinformação auditiva (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de re- troinformação tátil (por exemplo, atuadores hápticos). Em determina- das circunstâncias, o dispositivo de saída 150742 pode compreender uma tela 150743 que pode estar incluída no conjunto de empunhadura
150702. O controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 150716 podem forne- cer retroinformação a um usuário do instrumento cirúrgico 150010 atra- vés do dispositivo de saída 150742. A interface 150727 pode ser con- figurada para conectar o controlador do conjunto de eixo de aciona- mento 150722 e/ou o controlador de gerenciamento de energia 150716 ao dispositivo de saída 150742. O dispositivo de saída 150742 pode ser integrado com o conjunto de alimentação 150706. A comunicação entre o dispositivo de saída 150742 e o controlador do conjunto de eixo de acionamento 150722 pode ser feita através da interface 150725 en- quanto o conjunto de eixo de acionamento intercambiável 150704 é acoplado ao conjunto de empunhadura 150702. Tendo descrito um cir- cuito de controle 150700 (Figuras 29A, 29B e 6) para controlar a ope- ração do instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28), a descrição se volta agora para várias configurações do instrumento cirúrgico 150010 (Figuras 25 a 28) e ao circuito de controle 150700.
[0345] Com referência à Figura 31, um grampeador cirúrgico 151000 pode incluir um componente de empunhadura 151002, um com- ponente de eixo de acionamento 151004, e um componente atuador de extremidade 151006. O grampeador cirúrgico 151000 é construído e equipado de modo similar ao instrumento cirúrgico para corte e fixação acionado por motor 150010 descrito em conexão com a Figura 25. Con- sequentemente, por uma questão de concisão e clareza, os detalhes de operação e construção não serão repetidos aqui. O atuador de extremi-
dade 151006 pode ser usado para comprimir, cortar, ou grampear o te- cido. Com referência agora à Figura 32, o atuador de extremidade 151030 pode ser posicionado por um médico para circundar o tecido 151032 antes da compressão, corte ou grampeamento. Conforme mos- trado na Figura 32, pode não ser aplicada compressão ao tecido durante a preparação do atuador de extremidade para o uso. Com referência agora à Figura 33, por meio do engate da empunhadura (por exemplo, empunhadura 151002) do grampeador cirúrgico, o médico pode usar o atuador de extremidade 151030 para comprimir o tecido 151032. Em um aspecto, o tecido 151032 pode ser comprimido até seu limite má- ximo, conforme mostrado na Figura 33.
[0346] Com referência à Figura 34, várias forças podem ser aplicadas ao tecido 151032 pelo atuador de extremidade 151030. Por exemplo, for- ças verticais F1 e F2 podem ser aplicadas pela bigorna 151034 e pela es- trutura de canal 151036 do atuador de extremidade 151030 na medida em que o tecido 151032 é comprimido entre os dois. Com referência agora à Figura 35, forças diagonais e/ou forças laterais também podem ser aplica- das ao tecido 151032 quando comprimido pelo atuador de extremidade
151030. Por exemplo, a força F3 pode ser aplicada. Para finalidade de operação de um dispositivo médico, como um grampeador cirúrgico 151000, pode ser desejável detectar ou calcular as várias formas de com- pressão sendo aplicadas aos tecidos pelo atuador de extremidade. Por exemplo, o conhecimento de compressão lateral ou vertical pode permitir que o atuador de extremidade aplique uma operação de grampeamento de forma mais precisa e exata, ou pode informar o operador do grampea- dor cirúrgico de modo que o grampeador cirúrgico possa ser usado de forma mais segura e conveniente.
[0347] A compressão através do tecido 151032 pode ser determi- nada a partir de uma impedância do tecido 151032. Em vários níveis de compressão, a impedância Z de tecido 151032 pode aumentar ou dimi- nuir. Pela aplicação de uma tensão V e uma corrente | ao tecido 151032, a impedância Z do tecido 151032 pode ser determinada em vários níveis de compressão. Por exemplo, a impedância Z pode ser calculada divi- dindo-se a tensão V aplicada pela corrente |.
[0348] Agora com referência à Figura 36, em um aspecto, um ele- trodo de RF 151038 pode ser posicionado no atuador de extremidade 151030 (por exemplo, em um cartucho de grampos, faca ou estrutura de canal do atuador de extremidade 151030). Adicionalmente, um con- tato elétrico 151040 pode ser posicionado sobre a bigorna 151034 do atuador de extremidade 151030. Em um aspecto, o contato elétrico pode ser posicionado na estrutura de canal do atuador de extremidade. Conforme o tecido 151032 é comprimido entre a bigorna 151034 e, por exemplo, a estrutura de canal 151036 do atuador de extremidade 151030, uma impedância Z das alterações do tecido 151032. A com- pressão vertical do tecido 151042 causada pelo atuador de extremidade 151030 pode ser medida em função da impedância Z do tecido 151032.
[0349] Com referência agora à Figura 37, em um aspecto, um con- tato elétrico 151044 pode ser posicionado em uma extremidade oposta da bigorna 151034 do atuador de extremidade 151030 conforme o ele- trodo de RF 151038 é posicionado. Conforme o tecido 151032 é com- primido entre a bigorna 151034 e, por exemplo, a estrutura de canal 151036 do atuador de extremidade 151030, uma impedância Z das al- terações do tecido 151032. A compressão de tecido lateral 151046 causada pelo atuador de extremidade 151030 pode ser medida em função da impedância Z do tecido 151032.
[0350] Agora com referência à Figura 38, em um aspecto, o contato elétrico 151050 pode ser posicionado sobre a bigorna 151034 e o contato elétrico 151052 pode ser posicionado em uma extremidade oposta do atuador de extremidade 151030 na estrutura de canal 151036. O eletrodo de RF 151048 pode ser posicionado lateralmente ao centro ao atuador de extremidade 151030. Conforme o tecido 151032 é comprimido entre a bigorna 151034 e, por exemplo, a estrutura de canal 151036 do atuador de extremidade 151030, uma impedância Z das alterações do tecido
151032. A compressão lateral ou compressões angulares 151054 e 151056 em cada lado do eletrodo de RF 151048 pode ser causada pelo atuador de extremidade 151030 e pode ser medida em função de dife- rentes impedâncias Z do tecido 151032, com base no posicionamento relativo do eletrodo de RF 151048 e dos contatos elétricos 151050 e
151052.
[0351] Agora com referência à Figura 39, o gerador de frequência 151222 pode receber energia ou corrente de uma fonte de energia 151221, e pode fornecer um ou mais sinais de RF para um ou mais ele- trodos de RF 151224. Conforme discutido acima, o um ou mais eletrodos de RF podem ser posicionados em vários locais ou componentes no atu- ador de extremidade ou grampeador cirúrgico, como um cartucho de grampos ou uma estrutura de canal. Um ou mais contatos elétricos, como contatos elétricos 151226 ou 151228 podem ser posicionados em uma estrutura de canal ou em uma bigorna de um atuador de extremidade. Adicionalmente, um ou mais filtros, como os filtros 151230 ou 151232, podem ser acoplados de modo comunicativo aos contatos elétricos 151226 ou 151228. Os filtros 151230 e 151232 podem filtrar um ou mais sinais de RF fornecidos pelo gerador de frequência 151222, antes da união a uma única trajetória de retorno 151234. Uma tensão V e uma corrente | associadas a um ou mais sinais de RF podem ser usadas para calcular uma impedância Z associada a um tecido que pode ser compri- mido e/ou comunicativamente acoplado entre o um ou mais eletrodos de RF 151224 e os contatos elétricos 151226 ou 151228.
[0352] Com referência ainda à Figura 39, vários componentes do sis-
tema sensor de compressão de tecido aqui descritos podem estar situa- dos em uma empunhadura 151236 de um grampeador cirúrgico. Por exemplo, conforme mostrado no diagrama de circuito 151220a, o gerador de frequência 151222 pode estar localizado na empunhadura 151236, e receber energia da fonte de energia 151221. Também, a corrente 11 ea corrente 12 podem ser medidas em uma trajetória de retorno correspon- dente a contatos elétricos 151228 e 151226. Com o uso de uma tensão V aplicada entre o suprimento e as trajetórias de retorno, impedâncias Z1 e Z2 podem ser calculadas. Z1 pode corresponder a uma impedância do tecido um comprimido e/ou estar acoplado de modo comunicativo entre um ou mais eletrodos de RF 151224 e contato elétrico 151228. Ainda, Z2 pode corresponder a uma impedância do tecido um comprimido e/ou es- tar acoplado de modo comunicativo entre um ou mais eletrodos de RF 151224 e contato elétrico 151226. Aplicando as fórmulas e Z1=V/I1 e Z2=V/12, as impedâncias Z1 e Z2 correspondentes aos diferentes níveis de compressão de um tecido comprimido por um atuador de extremidade podem ser calculadas.
[0353] Com referência agora à Figura 40, um ou mais aspectos da presente invenção estão descritos no diagrama de circuito 151250. Em uma implementação, uma fonte de energia em uma empunhadura 151252 de um grampeador cirúrgico pode fornecer energia a um gera- dor de frequência 151254. O gerador de frequência 151254 pode gerar um ou mais sinais de RF. O um ou mais sinais de RF podem ser mul- tiplexados ou sobrepostos em um multiplexador 151256, que pode es- tar em um eixo de acionamento 151258 do grampeador cirúrgico. Dessa maneira, dois ou mais sinais de RF podem ser sobrepostos (ou, por exemplo, agrupados ou modulados juntos) e transmitidos para o atuador de extremidade. O um ou mais sinais de RF podem energizar um ou mais eletrodos de RF 151260 em um atuador de extremidade 151262 (por exemplo, posicionado em um cartucho de grampos) do grampeador cirúrgico. Um tecido (não mostrado) pode ser comprimido e/ou acoplado de forma comunicativa entre o um ou mais eletrodos de RF, e um ou mais contatos elétricos 151260. Por exemplo, o tecido pode ser comprimido e/ou acoplado de modo comunicativo entre o um ou mais eletrodos de RF 151260 e o contato elétrico 151264 posicio- nado em uma estrutura de canal do atuador de extremidade 151262 ou o contato elétrico 151266 posicionado em uma bigorna do atuador de extremidade 151262. Um filtro 151268 pode ser acoplado de modo comunicativo ao contato elétrico 151264, e a um filtro 151270 pode ser acoplado de modo comunicativo ao contato elétrico 151266.
[0354] Uma tensão V e uma corrente | associadas a um ou mais sinais de RF podem ser usadas para calcular uma impedância Z asso- ciada a um tecido que pode ser comprimido entre o cartucho de gram- pos (e acoplado de modo comunicativo a um ou mais eletrodos de RF 151260) e a estrutura de canal ou bigorna (e acoplado de modo comu- nicativo a um ou mais contatos elétricos 151264 ou 151266).
[0355] Em um aspecto, vários componentes do sistema sensor de compressão de tecido descritos na presente invenção podem estar loca- lizados em um eixo de acionamento 151258 do grampeador cirúrgico. Por exemplo, conforme mostrado no diagrama de circuito 151250 (e em adição ao gerador de frequência 151254), um calculador de impedância 151272, um controlador 151274, uma memória não-volátil 151276, e um canal de comunicação 151278 pode estar localizado no eixo de aciona- mento 151258. Em um exemplo, o gerador de frequência 151254, o cal- culador de impedância 151272, o controlador 151274, a memória não vo- látil 151276, e o canal de comunicação 151278 podem ser posicionados em uma placa de circuito no eixo de acionamento 151258.
[0356] Os dois ou mais sinais de RF pode ser retornado sobre uma trajetória comum através dos contatos elétricos. Adicionalmente, os dois ou mais sinais de RF podem ser filtrados antes da união dos sinais de RF na trajetória comum para diferenciar impedâncias de tecido separadas re- presentadas pelo dois ou mais sinais de RF. A corrente |1 e a corrente |2 podem ser medidas em uma trajetória de retorno correspondente a conta- tos elétricos 151264 e 151266. Com o uso de uma tensão V aplicada entre o suprimento e as trajetórias de retorno, impedâncias Z1 e Z2 podem ser calculadas. Z1 pode corresponder a uma impedância do tecido um com- primido e/ou estar acoplado de modo comunicativo entre um ou mais ele- trodos de RF 151260 e contato elétrico 151264. Ainda, Z2 pode corres- ponder a uma impedância do tecido comprimido e/ou estar acoplado de modo comunicativo entre um ou mais eletrodos de RF 151260 e contato elétrico 151266. Aplicando as fórmulas Z1=V/11 e Z2=V/12, as impedâncias Z1 e Z? correspondentes a diferentes compressões de um tecido compri- mido por um atuador de extremidade 151262 podem ser calculadas. No exemplo, as impedâncias Z1 e Z2 podem ser calculadas por meio do cal- culador de impedância 151272. As impedâncias Z1 e Z2 podem ser usa- das para calcular vários níveis de compressão do tecido.
[0357] Agora com referência à Figura 41, um gráfico de frequência 151290 é mostrado. O gráfico de frequência 151290 mostra uma modu- lação de frequência para agrupar dois sinais de RF. Os dois sinais de RF podem ser agrupados antes de alcançarem os eletrodos de RF em um atuador de extremidade conforme descrito acima. Por exemplo, um sinal de RF com frequência 1 e um sinal de RF com frequência 2 podem ser agrupados juntos. Com referência agora à Figura 42, o sinal de RF resul- tante agrupado é mostrado em um gráfico de frequência 151300. O sinal composto mostrado no gráfico de frequência 151300 inclui os dois sinais de RF do gráfico de frequência 151290 combinado. Agora com referência à Figura 43, um gráfico de frequência 151400 é mostrado. O gráfico de frequência 151400 mostra os sinais de RF com Frequências 1 e 2, após terem sido filtrados (através de, por exemplo, filtros 151268 e 151270). Os sinais de RF resultantes podem ser usados para fazer os cálculos ou medições de impedância separados ou em uma trajetória de retorno, con- forme descrito acima.
[0358] Em um aspecto, os filtros 151268 e 151270 podem ser filtros High Q, de modo que a faixa do filtro seja estreita (por exemplo, 0=10). Q pode ser definido por meio da frequência central (Wo)/Largura da banda (BW) onde Q=Wo/BW. Em um exemplo, a Frequência 1 pode ser 150 kHz e Frequência 2 pode ser 300 kHz. Uma faixa de medição de im- pedância viável pode ser 100 kHz - 20 MHz. Em vários exemplos, outras técnicas sofisticadas, como correlação, detecção de quadratura, etc, po- dem ser usadas para separar os sinais de RF.
[0359] Com o uso de uma ou mais das técnicas e características des- critas na presente invenção, um único eletrodo energizado em um cartu- cho de grampos ou em uma faca isolada de um atuador de extremidade podem ser usados para fazer múltiplas medições de compressão de te- cido simultaneamente. Se dois ou mais sinais de RF são sobrepostos ou multiplexados (ou aninhados ou modulados), eles podem ser transmitidos ao longo de um único lado de alimentação do atuador de extremidade e pode retornar quer sobre a estrutura de canal ou bigorna do atuador de extremidade. Se um filtro for construído nos contatos do canal e da bi- gorna antes que eles se unam à trajetória de retorno comum, a impedân- cia do tecido representada por ambas as trajetórias poderia ser diferen- ciada. Isso pode fornecer uma medida de compressão de tecido vertical xtecido lateral. Além disso, essa abordagem pode proporcionar compres- são de tecidos proximal e distal dependendo da colocação filtros e da localização das trajetórias de retorno metálicas. Um gerador de frequên- cia, e o processador de sinal podem estar localizados em um ou mais chips sobre uma placa de circuito ou uma subplaca (que pode já existir em um grampeador cirúrgico).
[0360] Em um aspecto, a presente invenção fornece um instrumento 150010 (descrito em relação às Figuras 25 a 30) configurado com vários sistemas de detecção. Consequentemente, por uma questão de concisão e clareza, os detalhes de operação e construção não serão repetidos aqui. Em um aspecto, o sistema de detecção inclui um sistema sensor de visco- elasticidade/ taxa de alteração para monitorar a aceleração de faca, taxa de alteração da impedância, e taxa de alteração de contato com o tecido. Em um exemplo, a taxa de alteração de aceleração da faca pode ser usada como uma medida do tipo de tecido. Em um outro exemplo, a taxa de alteração da impedância pode ser medida com um sensor de pulso e pode ser empregada como uma medida para a compressibilidade. Final- mente, a taxa de alteração de contato com o tecido pode ser medida com um sensor baseado na taxa de disparo da faca para medir o fluxo de te- cido.
[0361] A taxa de alteração de um parâmetro detectado ou estabele- cido de outro modo, a quantidade de tempo necessária para que um parâmetro de tecido alcance um valor de estado estável assimptótico, é uma medição separada em si mesma, e pode ser mais valiosa do que o parâmetro detectado do qual ela derivada. Para melhorar a medição de parâmetros de tecido, como aguardar uma quantidade predeterminada de tempo antes de fazer uma medição, a presente invenção fornece uma nova técnica para empregar o derivado da medida como a taxa de alteração do parâmetro do tecido.
[0362] A técnica derivada ou taxa de alteração de medida torna-se mais útil com o entendimento de que não há uma única medição que possa ser empregada sozinha para melhorar dramaticamente a formação do grampo. Isto é a combinação de múltiplas medidas que tornam as me- didas válidas. No caso do vão do tecido, é útil conhecer o quanto da garra é coberta com tecido para tornar a medida do vão relevante. A taxa de medidas de alteração de impedância pode ser combinada com as medi- das de deformação na bigorna para relacionar a força e a compressão aplicadas ao tecido preso entre os membros de garra do atuador de ex- tremidade como a bigorna e o cartucho de grampos. A taxa de alteração medida pode ser empregada pelo dispositivo endo-cirúrgico para deter- minar o tipo de tecido e não apenas a compressão do tecido. Embora tecido de estômago e pulmão tenham às vezes espessuras similares, e mesmo com propriedades de compressão semelhantes, quando o tecido de pulmão está calcificado, um instrumento pode ser capaz de distinguir esses tipos de tecido empregando-se uma combinação de medidas como vão, compressão, força aplicada, a área de contato do tecido, e a taxa de alteração de compressão ou taxa de alteração de vão. Se quaisquer des- sas medidas fosse usada sozinha, pode ser difícil para o dispositivo endo- cirúrgico distinguir um tipo de tecido do outro. A taxa de alteração de com- pressão também pode ser útil para permitir que o dispositivo determine se o tecido é "normal" ou se existe alguma anormalidade. A medição não somente de quanto tempo passou, mas da variação dos sinais do sensor e a determinação da derivada do sinal proporcionaria uma outra medida para permitir que o dispositivo endo-cirúrgico meça o sinal. A informação sobre a taxa de alteração também pode ser empregada na determinação de quando um estado estável foi alcançado para sinalizar a próxima etapa em um processo. Por exemplo, após o aperto do tecido entre os membros de garra do atuador de extremidade como a bigorna e o cartu- cho de grampos, quando a compressão de tecido atinge um estado está- vel (por exemplo, cerca de 15 segundos), um indicador ou o gatilho para começar o disparo do dispositivo pode ser habilitado.
[0363] Também são fornecidos aqui métodos, dispositivos, e siste- mas para a avaliação dependente de tempo de dados do sensor para determinar a estabilidade, fluência, e características viscoelásticas do tecido durante a operação do instrumento cirúrgico. Um instrumento cirúrgico, como o grampeador ilustrado na Figura 25, pode incluir uma variedade de sensores para medir parâmetros operacionais, como o tamanho ou distância do vão da garra, corrente de disparo, a compres- são do tecido, a quantidade da garra que é coberta pelo tecido, defor- mação da bigorna e força do gatilho, para citar alguns. Estas medições detectadas são importantes para o controle automático do instrumento cirúrgico e para fornecer retroinformação ao clínico.
[0364] Os exemplos mostrados com relação às Figuras 30 a 49 po- dem ser empregados para medir os vários parâmetros derivados, como distância do vão em função do tempo, compressão do tecido em função do tempo, e a deformação da bigorna em função do tempo. A corrente do motor pode ser monitorada empregando um sensor de corrente em série com a bateria 2308.
[0365] Voltando-se agora para a Figura 44, é mostrado que um instru- mento cirúrgico de corte e fixação acionado por motor 151310 pode ou não ser reutilizado. O instrumento cirúrgico de corte e fixação acionado por mo- tor 151310 é construído de modo semelhante e equipado como um instru- mento cirúrgico de corte e fixação acionado por motor 150010 descrito com relação às Figuras 25 a 30. No exemplo ilustrado na Figura 44, o instru- mento 151310 inclui um compartimento 151312 que compreende um con- junto de empunhadura 151314 que é configurado para ser pego, manipu- lado e acionado pelo médico. O compartimento 151312 é configurado para fixação operacional a um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 151500 que tem um atuador de extremidade cirúrgico 151600 operacio- nalmente acoplado ao mesmo que é configurado para executar uma ou mais tarefas ou procedimentos cirúrgicos. Uma vez que o instrumento ci- rúrgico de corte e fixação acionado por motor 151310 é construído de modo semelhante e equipado como um instrumento cirúrgico de corte e fixação acionado por motor 150010 descrito com relação às Figuras 25 a 30, para fins de clareza e concisão os detalhes da operação e construção não serão repetidos no presente documento.
[0366] O compartimento 151312 mostrado na Figura 44 é mostrado em relação a um conjunto de eixo de acionamento intercambiável 151500 que inclui um atuador de extremidade 151600 que compreende um dispositivo cirúrgico de corte e fixação que é configurado para sus- tentar operacionalmente um cartucho de grampos cirúrgicos 151304 nele. O compartimento 151312 pode ser configurado para uso em co- nexão com os conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis que incluem os atuadores de extremidade que são adaptados para suportar diferentes tamanhos e tipos de cartuchos de grampos, têm diferentes comprimentos, tamanhos, e tipos de eixo de acionamento, etc. Além disso, o compartimento 151312 pode, também, ser empregado eficaz- mente com uma variedade de outros conjuntos de eixo de acionamento intercambiáveis inclusive aqueles conjuntos que são configurados para aplicar outros movimentos e formas de energia como, por exemplo, energia de radiofrequência (RF), energia ultrassônica e/ou movimento a disposições de atuadores de extremidade adaptados para uso em vá- rias aplicações e procedimentos cirúrgicos. Além disso, os atuadores de extremidade, conjuntos de eixo de acionamento, empunhaduras, instru- mentos cirúrgicos e/ou sistemas de instrumentos cirúrgicos podem usar quaisquer um ou mais prendedores adequados para prender tecido. Por exemplo, um cartucho de prendedores que compreende uma plurali- dade de prendedores nele armazenados de modo removível pode ser inserido de maneira removível dentro e/ou fixado ao atuador de extre- midade de um conjunto de eixo de acionamento.
[0367] A Figura 44 ilustra o instrumento cirúrgico 151310 com um con- junto de eixo de acionamento intercambiável 151500 acoplado de modo operável ao mesmo. Na disposição ilustrada, o compartimento da empu- nhadura forma uma porção da empunhadura de pistola 151319 que pode ser empunhada e manipulada pelo médico. O conjunto de empunhadura 151314 suporta operacionalmente, em seu interior, uma pluralidade de sis- temas de acionamento, que são configurados para gerar e aplicar vários movimentos de controle às porções correspondentes do conjunto de eixo de acionamento intercambiável que está operacionalmente fixado ao mesmo. O gatilho 151332 está operacionalmente associado à empunha- dura da pistola para controlar vários desses movimentos de controle.
[0368] Ainda com referência à Figura 44, o conjunto de eixo de acio- namento intercambiável 151500 inclui um atuador de extremidade cirúr- gico 151600 que compreende um canal alongado 151302 que é configu- rado para suportar operacionalmente em seu interior um cartucho de grampos 151304. O atuador de extremidade 151600 pode incluir adicio- nalmente uma bigorna 151306 que é suportada de modo pivotante em re- lação ao canal alongado 151302.
[0369] Os inventores verificaram que os parâmetros derivados po- dem ser ainda mais úteis para o controle de um instrumento cirúrgico, como o instrumento ilustrado na Figura 44, do que o(s) parâmetro(s) de- tectado(s) dos quais o parâmetro derivado é baseado. Alguns exemplos não-limitadores de parâmetros derivados incluem a taxa de alteração de um parâmetro detectado (por exemplo, distância do vão da garra) e quanto tempo se passa antes que um parâmetro de tecido atinja um valor de estado estável valor assimptótico (por exemplo, 15 segundos). Os pa- râmetros derivados, como taxa de alteração, são particularmente úteis porque eles melhoram drasticamente a precisão da medição e, também, fornecem informações que não são evidentes, de outra forma, direta- mente a partir dos parâmetros detectados. Por exemplo, a taxa de alte- ração da impedância (isto é, a compressão do tecido) pode ser combi- nada com a deformação na bigorna para se relacionar à compressão e força, a qual permite que o microcontrolador determine o tipo de tecido e não apenas a quantidade de compressão do tecido. Esse exemplo é ape- nas ilustrativo, e quaisquer parâmetros derivados podem ser combinados com um ou mais parâmetros detectados para fornecer informações mais precisas sobre tipos de tecido (por exemplo, estômago versus pulmão),
saúde do tecido (calcificados versus normal), e estado operacional do dispositivo cirúrgico (por exemplo, preensão completa). Os diferentes te- cidos têm propriedades viscoelásticas e taxas de alteração únicas, tor- nando estes e outros parâmetros aqui discutidos indícios uteis para mo- nitorar e ajustar automaticamente um procedimento cirúrgico.
[0370] A Figura 46 é um gráfico ilustrativo que mostra a distância do vão ao longo do tempo, onde o vão é o espaço entre as garras sendo ocupada pelo tecido preso. O eixo de acionamento vertical (y) é a dis- tância e o eixo de acionamento horizontal (x) é o tempo. Especifica- mente, com referência às Figuras 44 e 45, a distância de vão 151340 é a distância entre a bigorna 151306 e o canal alongado 151302 do atua- dor de extremidade. Na posição aberta da garra, no tempo zero, o vão 151340 entre a bigorna 151306 e o membro alongado encontra-se em sua distância máxima. A largura do vão 151340 diminui na medida em que a bigorna 151306 fecha, como durante a preensão do tecido. A taxa de alteração da distância do vão pode variar, pois o tecido tem resiliên- cia não uniforme. Por exemplo, certos tipos de tecido podem mostrar, inicialmente, uma rápida compressão, resultando em uma taxa de alte- ração mais rápida. Entretanto, à medida que o tecido é comprimido con- tinuamente, as propriedades viscoelásticas do tecido podem fazer com que a taxa de alteração diminua até que o tecido não possa ser mais comprimido, ponto no qual a distância do vão permanece substancial- mente constante. O vão diminui ao longo do tempo, na medida em que o tecido é apertado entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 do atuador de extremidade 151340. O um ou mais sensores descritos com relação às Figuras 31 a 43 como, por exemplo, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo, como, por exemplo, um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sen- sor óptico, e/ou qualquer outro sensor adequado, pode ser adaptado e configurado para medir a distância do vão "d" entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 ao longo do tempo "t" como represen- tado graficamente na Figura 46. A taxa de alteração da distância do vão "d" ao longo do tempo "t" é o coeficiente angular da curva mostrada na Figura 46, onde o coeficiente angular = Ad/At.
[0371] A Figura 47 é um gráfico ilustrativo que mostra a corrente de disparo das garras do atuador de extremidade. O eixo geométrico vertical (y) é a corrente e o eixo geométrico horizontal (x) é o tempo. Conforme discutido no presente documento, o instrumento cirúrgico e/ou o microcon- trolador, conforme mostrados e descritos em conexão com a Figura 25, podem incluir um sensor de corrente que detecta a corrente usada durante várias operações, como preensão, corte, e/ou grampeamento do tecido. Por exemplo, quando a resistência do tecido aumenta, o motor elétrico do instrumento pode necessitar de mais corrente para clampear, cortar e/ou grampear o tecido. De modo similar, se a resistência for menor, o motor elétrico pode necessitar de menos corrente para clampear, cortar e/ou grampear p tecido. Como resultado, a corrente de disparo pode ser usada como uma aproximação da resistência do tecido. A corrente detectada pode ser usada sozinha ou, com mais preferência, em conjunto com outras medições para fornecer retroinformação acerca do tecido alvo. Ainda com referência à Figura 47, durante algumas operações, como grampeamento, a corrente de disparo é alta no tempo zero, mas diminui ao longo do tempo. Durante outras operações do dispositivo, a corrente pode aumentar ao longo do tempo se o motor consumir mais corrente para superar o au- mento na carga mecânica. Além disso, a taxa de alteração da corrente de disparo pode ser usada como um indicador de que o tecido está passando de um estado para outro. Consequentemente, a corrente de disparo, e, em particular, a taxa de alteração da corrente de disparo pode ser usada para monitorar a operação do dispositivo. A corrente de disparo diminui com o tempo à medida que a faca corta o tecido. A taxa de alteração da corrente de disparo pode variar se o tecido sendo cortado oferece mais ou menos resistência devido a propriedades do tecido ou o fio da faca 151305 (Figura 45). Como condições de corte variam, o trabalho sendo feito pelo motor varia e, portanto, a corrente de disparo variará ao longo do tempo. Um sensor de corrente pode ser empregado para medir a corrente de disparo ao longo do tempo enquanto a faca 151305 é disparada conforme repre- sentado graficamente na Figura 47. Por exemplo, a corrente do motor pode ser monitorada empregando um sensor de corrente. Os sensores de corrente podem ser adaptados e configurados para medir a corrente de disparo "i" do motor ao longo do tempo "t", como representado grafica- mente na Figura 47. A taxa de alteração da corrente de disparo "i" ao longo do tempo "t" é o coeficiente angular da curva mostrada na Figura 47, onde o coeficiente angular = Ai / At.
[0372] A Figura 48 é um gráfico ilustrativo da impedância ao longo do tempo. O eixo geométrico vertical (y) é a impedância e o eixo geométrico horizontal (x) é o tempo. No tempo zero, a impedância é baixa, mas au- menta ao longo do tempo à medida que aumenta a pressão pela manipu- lação do tecido (por exemplo, preensão e grampeamento). A taxa de alte- ração varia ao longo do tempo, pois na medida em que o tecido entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 do atuador de extremi- dade 151340 é cortado pela faca ou é selado usando energia de RF entre os eletrodos localizados entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 do atuador de extremidade 151340. Por exemplo, quando o tecido é cortado, a impedância elétrica aumenta e alcança o infinito quando o tecido é completamente cortado pela faca. Também, se o atuador de ex- tremidade 151340 incluir eletrodos acoplado a uma fonte de energia de RF, a impedância elétrica do tecido aumenta à medida que a energia é distribuída através do tecido entre a bigorna 151306 e o cartucho de gram- pos 151304 do atuador de extremidade 151340. A impedância elétrica au-
menta na medida que a energia através do tecido seca o tecido por vapo- rização de umidade no tecido. Eventualmente, quando uma quantidade adequada de energia é aplicada ao tecido, a impedância aumenta para um valor muito alto ou infinito, quando o tecido é cortado. Além disso, con- forme ilustrado na Figura 48, diferentes tecidos podem ter propriedades de compressão únicas, como a taxa de compressão, que distingue os tecidos. A impedância do tecido pode ser medida por meio do direcionamento de uma corrente de RF sub-terapêutica através do tecido preso entre o pri- meiro e o segundo membros de garra 9014, 9016. Um ou mais eletrodos podem ser posicionados em um ou outro ou ambos a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304. A impedância /compressão do tecido entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 podem ser medidas ao longo do tempo, conforme representado graficamente na Figura 48. Os sensores descritos com relação às Figuras 31 a 43 como, por exemplo, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo, como, por exemplo, um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico, e/ou qualquer outro sensor adequado, pode ser adaptado e configurado para medir impedância /compressão do tecido. Os sensores podem ser adaptados e configurados para medir a impedância do tecido "Z" ao longo do tempo "t", como representado graficamente na Figura 48.
[0373] A Figura 49 é um gráfico ilustrativo da deformação da bigorna 151306 (Figuras 44, 45) ao longo do tempo. O eixo geométrico vertical (y) é a deformação e o eixo geométrico horizontal (x) é o tempo. Durante o grampeamento, por exemplo, a deformação da bigorna 151306 inicial- mente é alta, mas diminui na medida em que o tecido atinge um estado estável e exerce menos pressão sobre a bigorna 151306. A taxa de alte- ração da deformação da bigorna 151306 pode ser medida por um sensor de pressão ou medidor de esforço posicionado em um ou ambos da bi- gorna 151306 e o cartucho de grampos 151304 (Figuras 44, 45) para medir a pressão ou esforço aplicados ao tecido preso entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304. A deformação da bigorna 151306 pode ser medida ao longo do tempo conforme representada gra- ficamente na Figura 49. A taxa de alteração da deformação "S" ao longo do tempo "t" é o coeficiente angular da curva mostrada na Figura 49, onde o coeficiente angular = AS / At.
[0374] A Figura 50 é um gráfico ilustrativo da força de gatilho ao longo do tempo. O eixo geométrico vertical (y) é a força de gatilho e o eixo geométrico horizontal (x) é o tempo. Em certos exemplos, a força de gatilho é progressiva, para fornecer ao médico a retroinformação tátil. Portanto, em um tempo zero, a pressão no gatilho 151320 (Figura 44) pode estar em seu valor mais baixo e a pressão de gatilho pode aumentar até a conclusão da operação (por exemplo, preensão, corte ou grampeamento). A taxa de mudança da força de gatilho pode ser medida por um sensor de pressão ou medidor de esforço posicionado no gatilho 151302 da empunhadura 151319 do instrumento 151310 (Fi- gura 44) para medir a força necessária para conduzir a faca 151305 (Figura 45) através o tecido preso entre a bigorna 151306 e o cartucho de grampos 151304. A força do gatilho 151332 pode ser medida ao longo do tempo como representado graficamente na Figura 50. A taxa de alteração da força de tensão no gatilho "F" ao longo do tempo "t" é o coeficiente angular da curva mostrada na Figura 50, onde o coefici- ente angular = AF / At.
[0375] Por exemplo, o estômago e tecido pulmonar podem ser dife- renciados, embora esses tecidos tenham espessuras similares, e pos- sam ter propriedades de compressão semelhantes se o tecido pulmonar estiver calcificado. Tecidos do pulmão e do estômago podem ser distin- guidos pela análise da distância do vão da garra, compressão do tecido, força é aplicada, a área de contato do tecido, taxa de compressão, e taxa de alteração do vão da garra. Por exemplo, a Figura 51 mostra um gráfico de pressão "P" versus deslocamento do tecido para vários teci- dos. O eixo geométrico vertical (y) é a pressão do tecido e o eixo geo- métrico horizontal (x) é o deslocamento do tecido. Quando a pressão de tecido atinge um limite predeterminado, como 50 a 100 libras por pole- gada quadrada (psi), a quantidade de deslocamento do tecido, bem como a taxa de deslocamento de tecido antes de alcançar o limite de tecido pode ser usada para diferenciar tecidos. Por exemplo, tecido de vasos sanguíneos atinge o limiar de pressão predeterminado com me- nos deslocamento de tecido e com uma taxa de alteração mais rápida do que tecido do cólon, do pulmão, ou do estômago. Além disso, a taxa de alteração (pressão no tecido sobre deslocamento) para o tecido dos vasos sanguíneos é quase assintótica em um limite de 50 a 100 psi, enquanto que a taxa de alteração para o cólon, pulmão e estômago não é assintótica em um limite de 50 a 100 psi. Como será entendido, qual- quer limite de pressão pode ser usado como, por exemplo, entre 1 e
1.000 psi, com mais preferência entre 10 e 500 psi, e com mais prefe- rência ainda entre 50 e 100 psi. Além disso, múltiplos limiares ou limia- res progressivos podem ser usados para proporcionar mais resolução quanto aos tipos de tecido que têm propriedades viscoelásticas seme- lhantes.
[0376] A taxa de alteração de compressão também pode permitir que o microcontrolador determine se o tecido é "normal" ou se existe alguma anormalidade, como calcificação. Por exemplo, com referência à Figura 52, a compressão de tecido calcificado segue uma curva diferente pulmão do que a compressão de tecido normal de pulmão. O deslocamento do tecido e taxa de alteração de deslocamento do tecido, portanto, pode ser usada para diagnosticar e/ou diferenciar tecido pulmonar calcificado de te- cido pulmonar normal.
[0377] Além disso, determinadas medições detectadas podem se beneficiar de entradas sensoriais adicionais. Por exemplo, no caso do vão da garra, sabendo-se o quanto da garra é coberto com o tecido pode tornar a medição do vão mais útil e precisa. Se uma pequena porção da garra for coberta por tecido, a compressão do tecido pode parecer menor do que se toda a garra estivesse coberta por tecido. Dessa forma, a quantidade de cobertura da garra pode ser levada em consideração pelo microcontrolador quando estiver analisando a com- pressão do tecido e outros parâmetros detectados.
[0378] Em certas circunstâncias, o tempo decorrido pode ser tam- bém um parâmetro importante. A medida da quantidade de tempo que passou, juntamente com parâmetros detectados, e os parâmetros de- rivados (por exemplo, taxa de alteração) fornece informações adicio- nais úteis. Por exemplo, se a taxa de alteração do vão da garra perma- necer constante, após um período de tempo determinado (por exem- plo, 5 segundos), então, o parâmetro pode ter alcançado seu valor as- simptótico.
[0379] A informação sobre a taxa de alteração também é útil na deter- minação de quando um estado estável foi alcançado, sinalizando, dessa forma, a próxima etapa em um processo. Por exemplo, durante a preen- são, quando a compressão do tecido alcança um estado estável — por exemplo, taxa de alteração insignificativa após um período de tempo de- terminado — o microcontrolador pode enviar um sinal para o monitor para alertar o médico para iniciar a próxima etapa na operação, como o disparo do grampo. Alternativamente, o microcontrolador pode ser programado para iniciar automaticamente o próximo estágio de operação (por exemplo, disparo do grampo), uma vez que seja alcançado um estado estável.
[0380] Similarmente, a taxa de alteração da impedância pode ser combinada com a deformação na bigorna para relacionar força e com- pressão. A taxa de alteração medida permitiria que o dispositivo deter- mine o tipo de tecido e não apenas a medida do valor de compressão.
Por exemplo, o estômago e o pulmão têm, às vezes, espessuras simi- lares, e propriedades compressivas ainda mais semelhantes, se o pul- mão estiver calcificado.
[0381] A combinação de um ou mais parâmetros detectados com parâmetros derivados proporciona uma avaliação mais confiável e pre- cisa dos tipos de tecido e de saúde do tecido, e permite um melhor mo- nitoramento, controle do de dispositivo e retroinformação para o clínico.
[0382] A Figura 53 ilustra uma modalidade de um atuador de extre- midade 152000 compreendendo um primeiro sensor 152008a e um se- gundo sensor 152008b. O atuador de extremidade 152000 é similar ao atuador de extremidade 150300 descrito acima. O atuador de extremi- dade 152000 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 152002 acoplado de modo pivotante a um segundo membro de garra
152004. O membro de garra 152004 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos 152006. O cartucho de grampos 152006 compreende uma pluralidade de grampos (não mostrados). A pluralidade de grampos é implantável a partir do cartucho de grampos 152006 du- rante uma operação cirúrgica. O atuador de extremidade 152000 com- preende um primeiro sensor 152008a. O primeiro sensor 152008a é con- figurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade
152000. Em uma modalidade, por exemplo, o primeiro sensor 152008a é configurado para medir o vão 152010 entre a bigorna 152002 e o se- gundo membro de garra 152004. O primeiro sensor 152008a pode com- preender, por exemplo, um sensor de efeito Hall configurado para detec- tar um campo magnético gerado por um magneto 152012 incorporado ao segundo membro de garra 152004 e/ou ao cartucho de grampos 152006. Como um outro exemplo, em uma modalidade, o primeiro sensor 152008a é configurado para medir uma ou mais forças exercidas sobre a bigorna 152002 pelo segundo membro de garra 152004 e/ou os tecidos presos entre a bigorna 152002 e o segundo membro de garra 152004.
[0383] O atuador de extremidade 152000 compreende um segundo sensor 152008b. O segundo sensor 152008b é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152000. Por exem- plo, em várias modalidades, o segundo sensor 152008b pode compre- ender um medidor de esforço configurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 152002 durante uma condição presa. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Em várias modalidades, o primeiro sensor 152008a e/ou o segundo sensor 152008b podem compreender, por exemplo, um sensor magnético como, por exemplo, um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor indutivo como, por exemplo, um sensor de correntes parasitas, um sensor resis- tivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico, e/ou quaisquer outros sen- sores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152000. O primeiro sensor 152008a e o segundo sensor 152008b podem ser dispostos em uma configuração em série e/ou uma configuração paralela. Em uma configuração em série, o segundo sen- sor 152008b pode ser configurado para afetar diretamente a saída do primeiro sensor 152008a. Em uma configuração paralela, o segundo sensor 152008b pode ser configurado para afetar indiretamente a saída do primeiro sensor 152008a.
[0384] Em uma modalidade, um ou mais parâmetros medidos pelo primeiro sensor 152008a são relacionados a um ou mais parâmetros medidos pelo segundo sensor 152008b. Em uma modalidade, por exemplo, o primeiro sensor 152008a é configurado para medir o vão 152010 entre a bigorna 152002 e o segundo membro de garra 152004. O vão 152010 é representativo da espessura e/ou da compressibili- dade de uma seção de tecido preso entre a bigorna 152002 e o cartu- cho de grampos 152006. O primeiro sensor 152008a pode compreen- der, por exemplo, um sensor de efeito Hall configurado para detectar um campo magnético gerado pelo magneto 152012 acoplado ao se- gundo membro de garra 152004 e/ou ao cartucho de grampos 152006. A medição em um único local descreve com exatidão a espessura do tecido comprimido para uma mordedura de tecidos completa calibrada, mas pode fornecer resultados imprecisos quando uma mordedura de tecidos parcial é colocada entre a bigorna 152002 e o segundo membro de garra 152004. Uma mordedura parcial de tecido, seja uma morde- dura parcial proximal ou uma mordedura parcial distal, altera a geome- tria de preensão da bigorna 152002.
[0385] Em algumas modalidades, o segundo sensor 152008b é configurado para detectar um ou mais parâmetros indicativos de um tipo de mordedura de tecidos, por exemplo, uma mordedura total, uma mordedura parcial proximal e/ou uma mordedura parcial distal. A me- dição do segundo sensor 152008b pode ser usada para ajustar a me- dição do primeiro sensor 152008a para representar com exatidão a verdadeira espessura de tecido comprimido de uma mordedura parcial em posicionamento proximal ou distal. Em uma modalidade, por exem- plo, o segundo sensor 152008b compreende um medidor de esforço como, por exemplo, um medidor de microesforço, configurado para monitorar a amplitude do esforço na bigorna durante uma condição presa. A amplitude do esforço da bigorna 152002 é usada para modi- ficar a saída do primeiro sensor 152008a, por exemplo, um sensor de efeito Hall, para representar com exatidão a verdadeira espessura dos tecidos comprimidos de uma mordedura parcial em posicionamento proximal ou distal. O primeiro sensor 152008a e o segundo sensor 152008b podem ser medidos em tempo real durante uma operação de preensão. A medição em tempo real permite que as informações ba- seadas em tempo sejam analisadas, por exemplo, por um processador primário (processador 462 (Figura 12), por exemplo), e usadas para selecionar um ou mais algoritmos e/ou tabelas de consulta para reco- nhecer as características do tecido e posicionamento da preensão para ajustar dinamicamente as medições de espessura do tecido.
[0386] Em algumas modalidades, a medição de espessura do pri- meiro sensor 152008a pode ser fornecida a um dispositivo de saída de um instrumento cirúrgico 150010 acoplado ao atuador de extremidade
152000. Em uma modalidade, por exemplo, o atuador de extremidade 152000 é acoplado ao instrumento cirúrgico 150010 que compreende uma tela (por exemplo, tela 473 (Figura 12)). A medição do primeiro sensor 152008a é fornecida a um processador, por exemplo, o processador pri- mário. O processador primário ajusta a medição do primeiro sensor 152008a com base na medição do segundo sensor 152008b para refletir a verdadeira espessura dos tecidos de uma seção de tecido presa entre a bigorna 152002 e o cartucho de grampos 152006. O processador primário emite para a tela a medição de espessura dos tecidos ajustada e uma in- dicação de mordedura total ou parcial. Um operador pode determinar a implantação ou não dos grampos no cartucho de grampos 152006, com base nos valores exibidos.
[0387] Em algumas modalidades, o primeiro sensor 152008a e o segundo sensor 152008b podem estar situados em ambientes diferen- tes como, por exemplo, o primeiro sensor 152008a estando situado den- tro de um paciente, em um sítio de tratamento, e o segundo sensor 152008b estando situado externamente ao paciente. O segundo sensor 152008b pode ser configurado para calibrar e/ou modificar a saída do primeiro sensor 152008a. O primeiro sensor 152008a e/ou o segundo sensor 152008b podem compreender, por exemplo, um sensor ambien- tal. Os sensores ambientais podem compreender, por exemplo, senso- res de temperatura, sensores de umidade, sensores de pressão e/ou qualquer outro sensor ambiental adequado.
[0388] A Figura 54 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152020 para ajustar a medição de um primeiro sensor 152008a com base na entrada proveniente de um segundo sensor 152008b. Um primeiro sinal 152022a é capturado pelo primeiro sensor 152008a. O primeiro sinal 152022a pode ser condicionado com base em um ou mais parâmetros predeterminados como, por exemplo, uma função de suavização, uma tabela de consulta e/ou quaisquer outros parâmetros de condicionamento adequados. Um segundo sinal 152022b é capturado pelo segundo sensor 152008b. O segundo sinal 152022b pode ser condi- cionado com base em um ou mais parâmetros de condicionamento prede- terminados. O primeiro sinal 152022a e o segundo sinal 152022b são for- necidos a um processador como, por exemplo, o processador primário. O processador ajusta a medição do primeiro sensor 152008a, conforme re- presentado pelo primeiro sinal 152022a, com base no segundo sinal 152022b proveniente do segundo sensor. Em uma modalidade, por exem- plo, o primeiro sensor 152008a compreende um sensor de efeito Hall e o segundo sensor 152008b compreende um medidor de esforço. A medição de distância do primeiro sensor 152008a é ajustada pela amplitude do es- forço medido pelo segundo sensor 152008b para determinar a completude da mordedura do tecido no atuador de extremidade 152000. A medição ajustada 152026 é exibida a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0389] A Figura 55 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152030 para determinar uma tabela de consulta para um primeiro sensor 152008a com base na entrada proveniente de um se- gundo sensor 152008b. O primeiro sensor 152008a captura um sinal in- dicativo 152022a de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade
152000. O primeiro sinal 152022a pode ser condicionado com base em um ou mais parâmetros predeterminados como, por exemplo, uma fun- ção de suavização, uma tabela de consulta e/ou quaisquer outros parà- metros de condicionamento adequados. Um segundo sinal 152022b é capturado pelo segundo sensor 152008b. O segundo sinal 152022b pode ser condicionado com base em um ou mais parâmetros de condiciona- mento predeterminados. O primeiro sinal 152022a e o segundo sinal 152022b são fornecidos a um processador como, por exemplo, o proces- sador primário. O processador seleciona uma tabela de consulta a partir de uma ou mais tabelas de consulta 152034a, 152034b disponíveis, com base no valor do segundo sinal. A tabela de consulta selecionada é usada para converter o primeiro sinal em uma medição de espessura dos teci- dos situados entre a bigorna 152002 e o cartucho de grampos 152006. À medição ajustada 152026 é exibida a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0390] A Figura 56 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo 152040 para calibrar um primeiro sensor 152008a em resposta a uma entrada proveniente de um segundo sen- sor 152008b. O primeiro sensor 152008a é configurado para capturar um sinal 152022a indicativo de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152000. O primeiro sinal 152022a pode ser condicionado com base em um ou mais parâmetros predeterminados como, por exemplo, uma função de suavização, uma tabela de consulta e/ou quaisquer outros parâmetros de condicionamento adequados. Um se- gundo sinal 152022b é capturado pelo segundo sensor 152008b. O segundo sinal 152022b pode ser condicionado com base em um ou mais parâmetros de condicionamento predeterminados. O primeiro si- nal 152022a e o segundo sinal 152022b são fornecidos a um proces- sador como, por exemplo, o processador primário. O processador pri- mário calibra 152042 o primeiro sinal 152022a em resposta ao se- gundo sinal 152022b. O primeiro sinal 152022a é calibrado 152042 para refletir a completude da pressão de captura de tecido no atuador de extremidade 152000. O sinal calibrado 152026 é exibido a um ope- rador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0391] A Figura 57 é um diagrama lógico ilustrando uma modali- dade de um processo 152050 para determinar e exibir a espessura de uma seção de tecido presa entre a bigorna 152002 e o cartucho de grampos 152006 do atuador de extremidade 152000. O processo 152050 compreende obter uma tensão de efeito Hall 152052, por exemplo, por meio de um sensor de efeito Hall situado na ponta distal da bigorna 152002. A tensão de efeito Hall 152052 é fornecida a um conversor analógico-digital 152054 e convertida em um sinal digital. O sinal digital é fornecido a um processador, como, por exemplo, o pro- cessador primário. O processador primário calibra 152056 a entrada de curva do sinal de tensão de efeito Hall 152052. Um medidor de es- forço 152058, como, por exemplo, um medidor de microesforço, está configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremi- dade 152000, como, por exemplo, a amplitude do esforço exercido so- bre a bigorna 152002 durante uma operação de preensão. O esforço medido é convertido 152060 em um sinal digital e fornecido ao proces- sador como, por exemplo, o processador primário. O processador pri- mário usa um ou mais algoritmos e/ou tabelas de consulta para ajustar a tensão de efeito Hall 152052 em resposta ao esforço medido pelo medidor de esforço 152058 para refletir a verdadeira espessura e a completude da mordedura dos tecidos presos pela bigorna 152002 e pelo cartucho de grampos 152006. A espessura ajustada 152026 é exi- bida a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0392] Em algumas modalidades, o instrumento cirúrgico pode com- preender adicionalmente uma célula de carga ou sensor 152082. O sen- sor de carga 152082 pode estar situado, por exemplo, no conjunto de eixo de acionamento 150200, descrito acima, ou no compartimento
150012, também descrito acima. A Figura 58 é um diagrama lógico ilus- trando uma modalidade de um processo 152070 para determinar e exi- bir a espessura de uma seção de tecido presa entre a bigorna 152002 e o cartucho de grampos 152006 do atuador de extremidade 152000. O processo compreende obter uma tensão de efeito Hall 152072, por exemplo, por meio de um sensor de efeito Hall situado na ponta distal da bigorna 152002. A tensão de efeito Hall 152072 é fornecida a um conversor analógico-digital 152074 e convertida em um sinal digital. O sinal digital é fornecido a um processador, como, por exemplo, o pro- cessador primário. O processador primário calibra 152076 a entrada de curva do sinal de tensão de efeito Hall 152072. Um medidor de esforço 152078, como, por exemplo, um medidor de microesforço, está configu- rado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152000, como, por exemplo, a amplitude do esforço exercido sobre a bigorna 152002 durante uma operação de preensão. O esforço medido é convertido 152080 em um sinal digital e fornecido ao processador como, por exemplo, o processador primário. O sensor de carga 152082 mede a força de preensão da bigorna 152002 contra o cartucho de grampos 152006. A força de preensão medida é convertida 152084 em um sinal digital e fornecido ao processador como, por exemplo, o pro- cessador primário. O processador primário usa um ou mais algoritmos e/ou tabelas de consulta para ajustar a tensão de efeito Hall 152072 em resposta ao esforço medido pelo medidor de esforço 152078 e a força de preensão medida pelo sensor de carga 152082 para refletir a verda- deira espessura e a completude da mordedura dos tecidos presos pela bigorna 152002 e pelo cartucho de grampos 152006. A espessura ajus- tada 152026 é exibida a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0393] A Figura 59 é um gráfico 152090 ilustrando uma medição de espessura por efeito Hall ajustada 152092, em comparação a uma medi- ção de espessura por efeito Hall não modificada 152094. Conforme mos- trado na Figura 59, a medição de espessura por efeito Hall não modifi- cada 152094 indica uma medição de tecidos mais espessos, já que o sensor único não é capaz de compensar as mordeduras parciais dis- tais/proximais que resultam em medições de espessura incorretas. A me- dição de espessura ajustada 152092 é gerada, por exemplo, pelo pro- cesso 152050 ilustrado na Figura 57. A medição de espessura por efeito Hall 152092 ajustada é calibrada com base na entrada proveniente de um ou mais sensores adicionais como, por exemplo, um medidor de es- forço. A espessura por efeito Hall ajustada 152092 reflete a verdadeira espessura dos tecidos situados entre uma bigorna 152002 e um cartucho de grampos 152006.
[0394] A Figura 60 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade 152100 compreendendo um primeiro sensor 152108a e um segundo sensor 152108b. O atuador de extremidade 152100 é similar ao atuador de extremidade 152000 ilustrado na Figura 53. O atuador de extremidade 152100 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 152102 acoplado de modo pivotante a um segundo membro de garra 152104. O membro de garra 152104 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos 152106. O atuador de extremidade 152100 compre- ende um primeiro sensor 152108a acoplado à bigorna 152102. O primeiro sensor 152108a é configurado para medir um ou mais parâmetros do atu- ador de extremidade 152100 como, por exemplo, o vão 152110 entre a bigorna 152102 e o cartucho de grampos 152106. O vão 152110 pode corresponder, por exemplo, a uma espessura de tecido preso entre a bi- gorna 152102 e o cartucho de grampos 152106. O primeiro sensor 152108a pode compreender qualquer sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade. Em várias modalidades, por exemplo, o primeiro sensor 152108a pode compreender um sensor mag- nético, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo, como um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer ou- tro sensor adequado.
[0395] Em algumas modalidades, o atuador de extremidade 152100 compreende um segundo sensor 152108b. O segundo sensor 152108b é acoplado ao segundo membro de garra 152104 e/ou ao cartucho de grampos 152106. O segundo sensor 152108b é configurado para de- tectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152100. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo sensor 152108b é con- figurado para detectar uma ou mais condições do instrumento como, por exemplo, uma cor do cartucho de grampos 152106 acoplado ao se- gundo membro de garra 152104, um comprimento do cartucho de gram- pos 152106, uma condição de preensão do atuador de extremidade 152100, o número de usos/número de usos restantes do atuador de ex- tremidade 152100 e/ou do cartucho de grampos 152106, e/ou qualquer outra condição do instrumento adequada. O segundo sensor 152108b pode compreender qualquer sensor adequado para detectar uma ou mais condições do instrumento como, por exemplo, um sensor magné- tico, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qual- quer outro sensor adequado.
[0396] O atuador de extremidade 152100 pode ser usado em conjunto com qualquer um dos processos mostrados nas Figuras de 54 a 57. Em uma modalidade, por exemplo, a entrada proveniente do segundo sensor 152108b pode ser usada para calibrar a entrada do primeiro sensor 152108a. O segundo sensor 152108b pode ser configurado para detectar um ou mais parâmetros do cartucho de grampos 152106 como, por exem- plo, a cor e/ou o comprimento do cartucho de grampos 152106. Os parâ- metros detectados, como a cor e/ou o comprimento do cartucho de gram- pos 152106, pode corresponder a uma ou mais propriedades do cartucho como, por exemplo, a altura do suporte do cartucho, a espessura de teci- dos úti/ótima para o cartucho de grampos e/ou o padrão dos grampos no cartucho de grampos 152106. Os parâmetros conhecidos do cartucho de grampos 152106 podem ser usados para ajustar a medição de espessura fornecida pelo primeiro sensor 152108a. Por exemplo, se o cartucho de grampos 152106 tem uma altura de suporte mais alta, a medição de es- pessura fornecida pelo primeiro sensor 152108a pode ser reduzida para compensar a altura adicional do suporte. A espessura ajustada pode ser exibida a um operador, por exemplo, por meio de uma tela acoplada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0397] A Figura 61 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade 152150 compreendendo um primeiro sensor 152158 e uma plurali- dade de segundos sensores 152160a, 152160b. O atuador de extremi- dade 152150 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 152152 e um segundo membro de garra 152154. O membro de garra 152154 é configurado para receber um cartucho de grampos 152156. À bigorna 152152 é articuladamente móvel em relação ao segundo membro de garra 152154, para pinçar tecidos entre a bigorna 152152 e o cartucho de grampos 152156. A bigorna compreende um primeiro sensor 152158. O primeiro sensor 152158 é configurado para detectar um ou mais parâà- metros do atuador de extremidade 152150 como, por exemplo, o vão 152110 entre a bigorna 152152 e o cartucho de grampos 152156. O vão 152110 pode corresponder, por exemplo, a uma espessura de tecido preso entre a bigorna 152152 e o cartucho de grampos 152156. O primeiro sensor 152158 pode compreender qualquer sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade. Em várias modalida- des, por exemplo, o primeiro sensor 152158 pode compreender um sensor magnético, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo, como um sensor de corrente pa- rasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado.
[0398] Em algumas modalidades, o atuador de extremidade 152150 compreende uma pluralidade de sensores secundários 152160a, 152160b. Os sensores secundários 152160a, 152160b são configurados para detectar um ou mais parâmetros do atuador de ex- tremidade 152150. Em algumas modalidades, por exemplo, os senso- res secundários 152160a, 152160b são configurados para medir uma amplitude do esforço exercido sobre a bigorna 152152 durante um pro- cedimento de preensão. Em várias modalidades, os sensores secun- dários 152160a, 152160b podem compreender um sensor magnético, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo, como um sensor de corrente parasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado. Os sensores secundários 152160a, 152160b podem ser configurados para medir um ou mais parâmetros idênticos em diferentes locais na bigorna 152152, diferentes parâmetros em lo- cais idênticos na bigorna 152152, e/ou diferentes parâmetros em dife- rentes locais na bigorna 152152.
[0399] A Figura 62 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152170 para ajustar uma medição de um primeiro sensor 152158 em resposta a uma pluralidade de sensores secundários 152160a, 152160b. Em uma modalidade, a tensão de efeito Hall é obtida 152172, por exemplo, por um sensor de efeito Hall. A tensão de efeito Hall é convertida 152174 por um conversor analógico-digital. O sinal de tensão de efeito Hall convertido é calibrado 152176. A curva calibrada representa a espessura de uma seção de tecido situada entre a bigorna 152152 e o cartucho de grampos 152156. Uma pluralidade de medições secundárias é obtida 152178a, 152178b por uma pluralidade de sensores secundários como, por exemplo, uma pluralidade de medidores de es- forço. A entrada dos medidores de esforço é convertida 152180a, 152180b em um ou mais sinais digitais, por exemplo, por uma pluralidade de circuitos eletrônicos de conversão uStrain. A tensão de efeito Hall ca- librada e a pluralidade de medições secundárias são fornecidas a um processador como, por exemplo, o processador primário. O processador primário usa as medições secundárias para ajustar 152182 a tensão de efeito Hall, por exemplo, mediante a aplicação de um algoritmo e/ou o uso de uma ou mais tabelas de consulta. A tensão de efeito Hall ajustada representa a verdadeira espessura e a completude de pressão de cap- tura do tecido preso pela bigorna 152152 e pelo cartucho de grampos
152156. A espessura ajustada 152026 é exibida a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0400] A Figura 63 ilustra uma modalidade de um circuito 152190 configurado para converter sinais provenientes do primeiro sensor 152158 e a pluralidade de sensores secundários 152160a, 152160b em sinais digitais recebíveis por um processador como, por exemplo, o processador primário. O circuito 152190 compreende um conversor analógico-digital 152194. Em algumas modalidades, o conversor ana- lógico-digital 152194 compreende um conversor analógico-digital de 18 bits e 4 canais. Os versados na técnica reconhecerão que o con- versor analógico-digital 152194 pode compreender qualquer número adequado de canais e/ou de bits para converter uma ou mais entradas de analógicas para digitais. O circuito 152190 compreende um ou mais resistores de deslocamento de nível 152196 configurados para receber uma entrada proveniente do primeiro sensor 152158 como, por exem- plo, um sensor de efeito Hall. Os resistores de deslocamento de nível
152196 ajustam a entrada do primeiro sensor, deslocando o valor para uma tensão mais alta ou mais baixa, dependendo da entrada. Os re- sistores de deslocamento de nível 152196 fornecem a entrada com deslocamento de nível do primeiro sensor 152158 para o conversor analógico-digital.
[0401] Em algumas modalidades, uma pluralidade de sensores se- cundários 152160a, 152160b é acoplada a uma pluralidade de pontes 152192a, 152192b dentro do circuito 152190. A pluralidade de pontes 152192a, 152192b pode proporcionar a filtragem da entrada proveni- ente da pluralidade de sensores secundários 152160a, 152160b. Após filtrar os sinais de entrada, a pluralidade de pontes 152192a, 152192b fornece as entradas da pluralidade de sensores secundários 152160a, 152160b ao conversor analógico-digital 152194. Em algumas modalida- des, uma chave 152198 acoplada a um ou mais resistores de desloca- mento de nível pode ser acoplada ao conversor analógico-digital
152194. A chave 152198 é configurada para calibrar um ou mais dentre os sinais de entrada como, por exemplo, uma entrada proveniente de um sensor de efeito Hall. A chave 152198 pode ser engatada para for- necer um ou mais sinais de deslocamento de nível para ajustar a en- trada de um ou mais dentre os sensores como, por exemplo, para cali- brar a entrada de um sensor de efeito Hall. Em algumas modalidades, o ajuste não é necessário, e a chave 152198 é deixada na posição aberta para desacoplar os resistores de deslocamento de nível. A chave 152198 é acoplada ao conversor analógico-digital 152194. O conversor analógico-digital 152194 fornece uma saída a um ou mais processado- res como, por exemplo, o processador primário. O processador primário calcula um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152150 com base na entrada proveniente do conversor analógico-digital 152194. Em uma modalidade, por exemplo, o processador primário calcula uma es- pessura dos tecidos situados entre a bigorna 152152 e o cartucho de grampos 152156, com base na entrada proveniente de um ou mais sen- sores 152158, 152160a, 152160b.
[0402] A Figura 64 ilustra uma modalidade de um atuador de extre- midade 152200 que compreende uma pluralidade de sensores 152208a a 152208d. O atuador de extremidade 152200 compreende uma bigorna 152202 acoplada de modo pivotante a um segundo membro de garra
152204. O membro de garra 152204 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos 152206. A bigorna 152202 compreende uma pluralidade de sensores 152208a a 152208d sobre a mesma. A plu- ralidade de sensores 152208a a 152208d é configurada para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152200 como, por exem- plo, a bigorna 152202. A pluralidade de sensores 152208a a 152208d pode compreender um ou mais sensores idênticos e/ou sensores dife- rentes. A pluralidade de sensores 152208a a 152208d pode compreen- der, por exemplo, sensores magnéticos, como um sensor de efeito Hall, medidores de esforço, sensores de pressão, sensores indutivos, como um sensor de correntes parasitas, sensores resistivos, sensores capaci- tivos, sensores ópticos e/ou quaisquer outros sensores adequados ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, por exemplo, a plurali- dade de sensores 152208a a 152208d pode compreender uma plurali- dade de medidores de esforço.
[0403] Em uma modalidade, a pluralidade de sensores 152208a a 152208d permite que seja implementado um processo robusto de detec- ção da espessura dos tecidos. Mediante a detecção de vários parâmetros ao longo do comprimento da bigorna 152202, a pluralidade de sensores 152208a a 152208d permite que um instrumento cirúrgico como, por exemplo, o instrumento cirúrgico 150010, calcule a espessura dos teci- dos nas garras, independentemente da mordedura, por exemplo, uma mordedura parcial ou total. Em algumas modalidades, a pluralidade de sensores 152208a a 152208d compreende uma pluralidade de medido- res de esforço. A pluralidade de medidores de esforço é configurada para medir a tensão mecânica em vários pontos sobre a bigorna 152202. À amplitude e/ou o coeficiente angular da tensão mecânica em cada um dentre os vários pontos sobre a bigorna 152202 podem ser utilizados para determinar a espessura do tecido disposto entre a bigorna 152202 e o cartucho de grampos 152206. A pluralidade de medidores de esforço pode ser configurada para otimizar a amplitude máxima e/ou as diferen- ças de coeficiente angular com base na dinâmica de preensão de modo a determinar a espessura, o posicionamento do tecido e/ou as proprieda- des materiais do tecido. O monitoramento baseado em tempo da plurali- dade de sensores 152208a a 152208d durante a preensão possibilita que um processador, como, por exemplo, o processador primário, use algo- ritmos e tabelas de consulta para reconhecer as características do tecido e as posições de preensão e ajuste dinamicamente o atuador de extre- midade 152200 e/ou o tecido preso entre a bigorna 152202 e o cartucho de grampos 152206.
[0404] A Figura 65 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152220 para determinar uma ou mais propriedades de tecidos com base em uma pluralidade de sensores 152208a a 152208d. Em uma modalidade, uma pluralidade de sensores de 152208a a 152208d geram, de 152222a a 152222d, uma pluralidade de sinais indicativa de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152200. A pluralidade de sinais gerados é convertida, de 152224a a 152224d, em sinais digitais e fornecida a um processador. Em uma modalidade, por exemplo, compre- endendo a pluralidade de medidores de esforço, a pluralidade circuitos ele- trônicos de conversão de uStrain (microesforço) converte, de 152224a a 152224d, os sinais do medidor de esforço em sinais digitais. Os sinais di- gitais são fornecidos a um processador como, por exemplo, o processador primário. O processador primário determina 152226 uma ou mais caracte- rísticas do tecido com base na pluralidade de sinais. O processador pode determinar uma ou mais características do tecido mediante aplicação de um algoritmo e/ou uma tabela de consulta. Uma ou mais características do tecido são exibidas 152026 a um operador, por exemplo, por uma tela in- corporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0405] A Figura 66 ilustra uma modalidade de um atuador de extremi- dade 152250 compreendendo uma pluralidade de sensores 152260a a 152260d acoplados a um segundo membro de garra 3254. O atuador de extremidade 152250 compreende uma bigorna 152252 acoplada de modo pivotante a um segundo membro de garra 152254. A bigorna 152252 é móvel em relação ao segundo membro de garra 152254 para pinçar entre si um ou mais materiais como, por exemplo, uma seção de tecido 152264. O segundo membro de garra 152254 é configurado para receber um car- tucho de grampos 152256. Um primeiro sensor 152258 é acoplado à bi- gorna 152252. O primeiro sensor é configurado para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152150 como, por exemplo, o vão 152110 entre a bigorna 152252 e o cartucho de grampos 152256. O vão 152110 pode corresponder, por exemplo, a uma espessura de tecido preso entre a bigorna 152252 e o cartucho de grampos 152256. O primeiro sensor 152258 pode compreender qualquer sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade. Em várias modalida- des, por exemplo, o primeiro sensor 152258 pode compreender um sensor magnético, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo, como um sensor de corrente pa- rasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado.
[0406] Uma pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d é acoplada ao segundo membro de garra 152254. A pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d pode ser formada integral- mente com o segundo membro de garra 152254 e/ou o cartucho de gram- pos 152256. Em uma modalidade, por exemplo, a pluralidade de senso- res secundários 152260a a 152260d é disposta sobre uma fileira externa do cartucho de grampos 152256 (consulte a Figura 67). A pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d está configurada para detec- tar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152250 e/ou uma seção de tecido 152264 presa entre a bigorna 152252 e o cartucho de grampos 152256. A pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d pode compreender quaisquer sensores adequados para detec- tar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152250 e/ou da seção de tecido 152264 como, por exemplo, sensores magnéticos, como um sensor de efeito Hall, medidores de esforço, sensores de pressão, sensores indutivos, como um sensor de correntes parasitas, sensores re- sistivos, sensores capacitivos, sensores ópticos e/ou quaisquer outros sensores adequados ou combinações dos mesmos. A pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d pode compreender sensores idênticos e/ou sensores diferentes.
[0407] Em algumas modalidades, a pluralidade de sensores se- cundários 152260a a 152260d compreende elementos com duplo pro- pósito de sensores e estabilizadores de tecidos. A pluralidade de sen- sores secundários 152260a a 152260d compreende eletrodos e/ou ge- ometrias de detecção configuradas para criar uma condição de tecido estabilizado quando a pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d são engatados com uma seção de tecido 152264, como, por exemplo, durante uma operação de preensão. Em algumas modalida- des, um ou mais dentre a pluralidade de sensores secundários 152260a a 152260d podem ser substituídos por elementos estabiliza- dores de tecido não detectores. Os sensores secundários 152260a a
152260d criam uma condição de tecido estabilizado mediante o con- trole do fluxo do tecido, a formação de grampos, e/ou outras condições dos tecidos durante uma preensão, grampeamento, e/ou outro pro- cesso de tratamento.
[0408] A Figura 67 ilustra uma modalidade de um cartucho de gram- pos 152270 compreendendo uma pluralidade de sensores 152272a a 152272h formados integralmente no mesmo. O cartucho de grampos 152270 compreende uma pluralidade de fileiras contendo uma pluralidade de orifícios para armazenamento de grampos em seu interior. Um ou mais dentre os orifícios na fileira externa 152278 são substituídos por um sensor dentre a pluralidade de sensores 152272a a 152272h. Uma seção em re- corte é mostrada para ilustrar um sensor 152272f acoplado a um fio metá- lico de sensor 152276b. Os fios metálicos de sensor 152276a, 152276b podem compreender uma pluralidade de fios metálicos para acoplar a plu- ralidade de sensores 152272a a 152272h a um ou mais circuitos de um instrumento cirúrgico como, por exemplo, o instrumento cirúrgico 150010. Em algumas modalidades, um ou mais dentre a pluralidade de sensores 152272a a 152272h compreendem elementos com duplo propósito de sensores e estabilizadores de tecidos, tendo eletrodos e/ou geometrias de detecção configurados para proporcionar a estabilização de tecidos. Em algumas modalidades, a pluralidade de sensores 152272a a 152272h pode ser substituída por e/ou co-populada com uma pluralidade de ele- mentos estabilizadores de tecidos. A estabilização de tecido pode ser for- necida, por exemplo, pelo controle do fluxo de tecido e/ou formação de grampos durante um processo de preensão e/ou grampeamento. A plura- lidade de sensores 152272a a 152272h fornece sinais a um ou mais cir- cuitos do instrumento cirúrgico 150010 para aprimorar a retroinformação sobre desempenho de grampeamento e/ou detecção de espessura dos tecidos.
[0409] A Figura 68 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152280 para determinar um ou mais parâmetros de uma seção de tecido 152264 presa dentro de um atuador de extremidade como, por exemplo, o atuador de extremidade 152250 ilustrado na Figura 66. Em uma modalidade, um primeiro sensor 152258 é configurado para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152250 e/ou da seção de tecido 152264 situada entre a bigorna 152252 e o cartucho de grampos
152256. Um primeiro sinal é gerado 152282 pelos primeiros sensores
152258. O primeiro sinal é indicativo dos um ou mais parâmetros detecta- dos pelo primeiro sensor 152258. Um ou mais sensores secundários 152260 são configurados para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152250 e/ou da seção de tecido 152264. Os sensores se- cundários 152260 podem ser configurados para detectar os mesmos pa- râmetros, parâmetros adicionais ou parâmetros diferentes daqueles detec- tados pelo primeiro sensor 152258. Sinais secundários 152284 são gera- dos pelos sensores secundários 152260. Os sinais secundários 152284 são indicativos dos um ou mais parâmetros detectados pelos sensores se- cundários 152260. O primeiro sinal e os sinais secundários são fornecidos a um processador como, por exemplo, o processador primário. O proces- sador ajusta 152286 o primeiro sinal gerado pelo primeiro sensor 152258 com base na entrada gerada pelos sensores secundários 152260. O sinal ajustado pode ser indicativo, por exemplo, da verdadeira espessura de uma seção de tecido 152264 e da completude da mordedura. O sinal ajus- tado é exibido 152026 a um operador por meio de, por exemplo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0410] A Figura 69 ilustra uma modalidade de um atuador de extre- midade 152300 que compreende uma pluralidade de sensores redun- dantes 152308a, 152308b. O atuador de extremidade 152300 compre- ende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 152302 acoplado de modo pivotante a um segundo membro de garra 152304. O segundo membro de garra 152304 é configurado para receber em seu interior um cartucho de grampos 152306. A bigorna 152302 é móvel em relação ao cartucho de grampos 152306 para prender um material como, por exem- plo, uma seção de tecido, entre a bigorna 152302 e o cartucho de gram- pos 152306. Uma pluralidade de sensores 152308a, 152308b é aco- plada à bigorna. A pluralidade de sensores 152308a, 152308b é confi- gurada para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152300 e/ou de uma seção de tecido situada entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos 152306. Em algumas modalidades, a pluralidade de sensores 152308a, 152308b é configurada para detectar um vão 152310 entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos 152306. O vão 152310 pode corresponder, por exemplo, à espessura do tecido situado entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos 152306. A pluralidade de sensores 152308a, 152308b pode detectar o vão 152310 mediante, por exemplo, a detecção de um campo magnético gerado por um mag- neto 152312 acoplado ao segundo membro de garra 152304.
[0411] Em algumas modalidades, a pluralidade de sensores 152308a, 152308b compreende sensores redundantes. Os sensores redundantes são configurados para detectar as mesmas propriedades do atuador de extremidade 152300 e/ou de uma seção de tecido situada entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos 152306. Os sensores redundantes po- dem compreender, por exemplo, sensores de efeito Hall configurados para detectar o vão 152310 entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos
152306. Os sensores redundantes fornecem sinais representativos de um ou mais parâmetros que permitem que um processador como, por exem- plo, o processador primário, avalie as múltiplas entradas e determine a en- trada mais confiável. Em algumas modalidades, os sensores redundantes são usados para reduzir ruídos, falsos sinais e/ou desvios. Cada um dos sensores redundantes pode ser medido em tempo real durante a preen- são, permitindo que informações baseadas em tempo sejam analisadas e algoritmos e/ou tabelas de consulta reconheçam as características do te- cido e o posicionamento da preensão dinamicamente. A entrada de um ou mais dentre os sensores redundantes pode ser ajustada e/ou selecionada para identificar a verdadeira espessura do tecido e a mordedura de uma seção de tecido situada entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos
152306.
[0412] A Figura 70 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152320 para selecionar a saída mais confiável dentre uma pluralidade de sensores redundantes como, por exemplo, a plura- lidade de sensores 152308a, 152308b ilustrada na Figura 69. Em uma modalidade, um primeiro sinal é gerado por um primeiro sensor 152308a. O primeiro sinal é convertido 152322a por um conversor ana- lógico-digital. Um ou mais sinais adicionais são gerados por um ou mais sensores redundantes 152308b. Os um ou mais sinais adicionais são convertidos 152322b por um conversor analógico-digital. Os sinais con- vertidos são fornecidos a um processador como, por exemplo, o proces- sador primário. O processador primário avalia 152324 as entradas re- dundantes para determinar a saída mais confiável. A saída mais confiá- vel pode ser selecionada com base em um ou mais parâmetros como, por exemplo, algoritmos, tabelas de consulta, entradas provenientes de sensores adicionais e/ou condições do instrumento. Após selecionar a saída mais confiável, o processador pode ajustar a saída com base em um ou mais sensores adicionais para refletir, por exemplo, a verdadeira espessura e pressão de captura de uma seção de tecido situada entre a bigorna 152302 e o cartucho de grampos 152306. A saída mais con- fiável ajustada é exibida 152026 a um operador por meio de, por exem- plo, uma tela incorporada ao instrumento cirúrgico 150010.
[0413] A Figura 71 ilustra uma modalidade de um atuador de extre- midade 152350 compreendendo um sensor 152358 que compreende uma taxa de amostragem específica para limitar ou eliminar sinais fal- sos. O atuador de extremidade 152350 compreende um primeiro mem- bro de garra, ou bigorna, 152352 acoplado de modo pivotante a um se- gundo membro de garra 152354. O membro de garra 152354 é configu- rado para receber em seu interior um cartucho de grampos 152356. O cartucho de grampos 152356 contém uma pluralidade de grampos que pode ser aplicada a uma seção de tecido situada entre a bigorna 152352 e o cartucho de grampos 152356. Um sensor 152358 é acoplado à bi- gorna 152352. O sensor 152358 é configurado para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152350 como, por exemplo, o vão 152364 entre a bigorna 152352 e o cartucho de grampos 152356. O vão 152364 pode corresponder à espessura de um material como, por exemplo, uma seção de tecido e/ou a completude de uma morde- dura de material situada entre a bigorna 152352 e o cartucho de gram- pos 152356. O sensor 152358 pode compreender qualquer sensor ade- quado para detectar um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152350 como, por exemplo, um sensor magnético, como um sensor de efeito Hall, um medidor de esforço, um sensor de pressão, um sensor indutivo como um sensor de correntes parasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor ade- quado.
[0414] Em uma modalidade, o sensor 152358 compreende um sen- sor magnético configurado para detectar um campo magnético gerado por uma fonte eletromagnética 152360 acoplada ao segundo membro de garra 152354 e/ou ao cartucho de grampos 152356. A fonte eletro- magnética 152360 gera um campo magnético detectado pelo sensor
152358. A força do campo magnético detectado pode corresponder, por exemplo, à espessura e/ou à completude de uma mordedura de tecidos situada entre a bigorna 152352 e o cartucho de grampos 152356. Em algumas modalidades, a fonte eletromagnética 152360 gera um sinal em uma frequência conhecida como, por exemplo, 1 MHz. Em outras modalidades, o sinal gerado pela fonte eletromagnética 152360 pode ser ajustável com base, por exemplo, no tipo de cartucho de grampos 152356 instalado no segundo membro de garra 152354, em um ou mais sensores adicionais, um algoritmo e/ou um ou mais parâmetros.
[0415] Em uma modalidade, um processador de sinais 152362 é acoplado ao atuador de extremidade 152350 como, por exemplo, a bi- gorna 152352. O processador de sinais 152362 é configurado para pro- cessar o sinal gerado pelo sensor 152358 para eliminar falsos sinais e para reforçar a entrada proveniente do sensor 152358. Em algumas mo- dalidades, o processador de sinais 152362 pode estar situado separada- mente do atuador de extremidade 152350 como, por exemplo, no punho 150014 do instrumento cirúrgico 150010. Em algumas modalidades, o processador de sinais 152362 é formado integralmente com e/ou com- preende um algoritmo executado por um processador geral como, por exemplo, o processador primário. O processador de sinais 152362 é con- figurado para processar o sinal proveniente do sensor 152358 a uma fre- quência substancialmente igual à frequência do sinal gerado pela fonte eletromagnética 152360. Em uma modalidade, por exemplo, a fonte ele- tromagnética 152360 gera um sinal a uma frequência de 1 MHz. O sinal é detectado pelo sensor 152358. O sensor 152358 gera um sinal indica- tivo do campo magnético detectado, que é fornecido ao processador de sinais 152362. O sinal é processado pelo processador de sinais 152362 a uma frequência de 1 MHz para eliminar falsos sinais. O sinal proces- sado é fornecido a um processador como, por exemplo, o processador primário. O processador primário correlaciona o sinal recebido a um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 152350, como, por exemplo, o vão 152364 entre a bigorna 152352 e o cartucho de grampos 152356.
[0416] A Figura 72 é um diagrama lógico ilustrando uma modalidade de um processo 152370 para gerar uma medição de espessura para uma seção de tecido situada entre uma bigorna e um cartucho de grampos de um atuador de extremidade como, por exemplo, o atuador de extremidade 152350 ilustrado na Figura 71. Em uma modalidade do processo 152370, um sinal é gerado 152372 por uma fonte eletromagnética modulada
152360. O sinal gerado pode compreender, por exemplo, um sinal de 1 MHz. Um sensor magnético 152358 é configurado para detectar 152374 o sinal gerado pela fonte eletromagnética 152360. O sensor magnético 152358 gera um sinal indicativo do campo magnético detectado e fornece o sinal a um processador de sinais 152362. O processador de sinais 152362 processa 152376 o sinal para remover ruídos, falsos sinais e/ou para reforçar o sinal. O sinal processado é fornecido a um conversor ana- lógico-digital para conversão 152378 em um sinal digital. O sinal digital pode ser calibrado 152380, por exemplo, mediante aplicação de um algo- ritmo e/ou uma tabela de consulta de entrada da curva de calibração. O processamento de sinais 152376, a conversão 152378 e a calibração 152380 podem ser executados por um ou mais circuitos. O sinal calibrado é exibido 152026 a um usuário por meio de, por exemplo, uma tela for- mada integralmente com o instrumento cirúrgico 150010.
[0417] As Figuras 73 e 74 ilustram uma modalidade de um atuador de extremidade 152400 compreendendo um sensor 152408 para iden- tificar cartuchos de grampos 152406 de diferentes tipos. O atuador de extremidade 152400 compreende um primeiro membro de garra, ou bigorna, 152402 acoplado de modo pivotante a um segundo membro de garra ou canal alongado 152404. O canal alongado 152404 é con- figurado para nele sustentar, de modo operacional, um cartucho de grampos cirúrgicos 152406. O atuador de extremidade 152400 com- preende adicionalmente a sensor 152408 situado na área proximal. O sensor 152408 pode ser qualquer dentre um sensor óptico, um sensor magnético, um sensor elétrico ou qualquer outro sensor adequado.
[0418] O sensor 152408 pode ser operável para detectar uma pro- priedade do cartucho de grampos 152406 e, assim, identificar o tipo do cartucho de grampos 152406. A Figura 74 ilustra um exemplo onde o sensor 152408 é um emissor e detector 152410 óptico. O corpo do cartucho de grampos 152406 pode ter cores diferentes, de modo que a cor identifique o tipo do cartucho de grampos 152406. Um emissor e detector óptico 152410 pode ser operável para interrogar a cor do corpo do cartucho de grampos 152406. No exemplo ilustrado, o emis- sor e detector óptico 152410 pode detectar branco 152412 mediante a recepção da luz refletida nos espectros vermelho, verde e azul em igual intensidade. O emissor e detector óptico 152410 pode detectar verme- lho 152414 mediante a recepção de pouquíssima luz refletida nos es- pectros verde e azul, enquanto recebe luz no espectro vermelho em maior intensidade.
[0419] Alternativa ou adicionalmente, o emissor e detector óptico 152410, ou outro sensor 152408 adequado, pode interrogar e identificar algum outro símbolo ou marcação no cartucho de grampos 152406. O sím- bolo ou marcação pode ser qualquer um dentre um código de barras, um formato ou caractere, um emblema codificado por cor ou qualquer outra marcação adequada. As informações lidas pelo sensor 152408 podem ser comunicadas a um microcontrolador no dispositivo cirúrgico 150010 como, por exemplo, um microcontrolador (o microcontrolador 461 (Figura 12), por exemplo). O microcontrolador pode ser configurado para comunicar infor- mações sobre o cartucho de grampos 152406 ao operador do instrumento. Por exemplo, o cartucho de grampos 152406 identificado pode não ser adequado para uma dada aplicação; nesse caso, o operador do instru- mento pode ser informado, e/ou uma função do instrumento é inadequada. Nessa instância, o microcontrolador pode, opcionalmente, ser configurado para desabilitar uma função do instrumento cirúrgico que pode ser desabi-
litada. Alternativa ou adicionalmente, o microcontrolador pode ser configu- rado para informar o operador do instrumento cirúrgico 150010 quanto aos parâmetros do tipo de cartucho de grampos 152406 identificado como, por exemplo, o comprimento do cartucho de grampos 152406, ou informações sobre os grampos, como altura e comprimento.
[0420] A Figura 75 ilustra um aspecto de um circuito flexível segmen- tado 153430 configurado para se prender de modo fixo a um membro de garra 153434 de um atuador de extremidade. O circuito flexível segmen- tado 153430 compreende um segmento distal 153432a e os segmentos laterais 153432b, 153432c que incluem sensores individualmente endere- çáveis para possibilitar a detecção da presença de tecido local. Os seg- mentos 153432a, 153432b, 153432c são endereçáveis individualmente para detectar o tecido e para medir os parâmetros de tecido com base em sensores individuais situados dentro de cada um dos segmentos 153432a, 153432b, 153432c. Os segmentos 153432a, 153432b, 153432c do circuito flexível segmentado 153430 estão montados no membro de garra 153434 e estão acoplados eletricamente a uma fonte de energia, como um circuito elétrico através de membros elétricos condutores 153436. Um sensor de efeito Hall 153438, ou qualquer sensor magnético adequado, está locali- zado em uma extremidade distal do membro de garra 153434. O sensor de efeito Hall 153438 opera em conjunto com um magneto para fornecer uma medida de uma abertura definida pelo membro de garra 153434 que, de outro modo, pode ser chamada de um vão de tecido, conforme mos- trado com particularidade na Figura 77. O circuito flexível segmentado 153430 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior de um atuador de extremidade.
[0421] A Figura 76 ilustra um aspecto de um circuito flexível seg- mentado 153440 configurado para ser montado em um membro de garra 153444 de um atuador de extremidade. O circuito flexível segmen- tado 153440 compreende um segmento distal 153442a e segmentos la- terais 153442b, 153442c que incluem sensores individualmente ende- reçáveis para controle de tecido. Os segmentos 153442a, 153442b, 153442c são individualmente endereçáveis para tratar o tecido e para ler sensores individuais situados dentro de cada um dos segmentos 153442a, 153442b, 153442c. Os segmentos 153442a, 153442b, 153442c do circuito flexível segmentado 153440 são montados no mem- bro de garra 153444 e são acoplados eletricamente a uma fonte de energia, através de membros elétricos condutivos 153446. Um sensor de efeito Hall 153448, ou outro sensor magnético adequado, é fornecido em uma extremidade distal do membro de garra 153444. O sensor de efeito Hall 153448 opera em conjunto com um magneto para fornecer uma medida de uma abertura definida pelo membro de garra 153444 do atuador de extremidade ou vão de tecido, conforme mostrado com par- ticularidade na Figura 77. Além disso, uma pluralidade de sensores de temperatura assimétricos laterais 153450a, 153450b são montados em ou formalmente integrados ao circuito flexível segmentado 153440 para fornecer retroinformação sobre a temperatura do tecido ao circuito de controle. O circuito flexível segmentado 153440 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compres- são, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior de um atuador de extremidade.
[0422] A Figura 77 ilustra um aspecto de um atuador de extremidade 153460 configurado para medir um vão de tecido Gr. O atuador de extre- midade 153460 compreende um membro de garra 153462 e um membro de garra 153444. O circuito flexível 153440, conforme descrito na Figura 76, é montado no membro de garra 153444. O circuito flexível 153440 compreende um sensor de efeito Hall 153448 que opera com um mag- neto 153464 montado no membro de garra 153462 para medir o vão de tecido Gr. Esta técnica pode ser empregada para medir a abertura defi- nida entre o membro de garra 153444 e o membro de garra 153462. O membro de garra 153462 pode ser um cartucho de grampos.
[0423] A Figura 78 ilustra um aspecto de um atuador de extremidade 153470 que compreende um circuito flexível segmentado 153468. O atu- ador de extremidade 153470 compreende um membro de garra 153472 e um cartucho de grampos 153474. O circuito flexível segmentado 153468 é montado no membro de garra 153472. Cada um dentre os sen- sores dispostos dentro dos segmentos 1 a 5 está configurado para de- tectar a presença de tecido posicionado entre o membro de garra 153472 e o cartucho de grampos 153474 e representa as zonas de tecido 1 a 5. Na configuração mostrada na Figura 78, o atuador de extremidade 153470 é mostrado em uma posição aberta pronta para receber ou pren- der o tecido entre o membro de garra 153472 e o cartucho de grampos
153474. O circuito flexível segmentado 153468 pode ser empregado para medir a espessura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremidade 153470.
[0424] A Figura 79 ilustra o atuador de extremidade 153470, mos- trado na Figura 78, com o membro de garra 153472 prendendo o tecido 153476 entre o membro de garra 153472, por exemplo, a bigorna e o cartucho de grampos. Conforme mostrado na Figura 79, o tecido 153476 está posicionado entre os segmentos 1 a 3 e representa as zo- nas de tecido 1 a 3. Consequentemente, o tecido 153476 é detectado pelos sensores nos segmentos 1 a 3 e a ausência de tecido (vazio) é detectada na seção 153469 pelos segmentos 4 e 5. As informações re- ferentes à presença e ausência de tecido 153476 posicionado dentro de certos segmentos 1 a 3 e 4 e 5, respectivamente, é comunicada a um circuito de controle, conforme descrito aqui, através, por exemplo, de circuitos de interface. O circuito de controle é configurado para detectar o tecido situado nos segmentos 1 a 3. Será reconhecido que os seg- mentos 1 a 5 podem conter quaisquer sensores magnéticos adequados de temperatura, força/pressão e/ou de efeito Hall para medir os parâ- metros de tecido situado em certos segmentos 1 a 5 e eletrodos para fornecer energia ao tecido situado em certos segmentos 1 a 5. O circuito flexível segmentado 153468 pode ser empregado para medir a espes- sura do tecido, a força, o deslocamento, a compressão, a impedância do tecido e a localização do tecido no interior do atuador de extremidade
153470.
[0425] A Figura 80 é um diagrama de um sistema de posiciona- mento absoluto 153100 que pode ser usado com um instrumento cirúr- gico ou um sistema de acordo com a presente invenção. O sistema de posicionamento absoluto 153100 compreende uma disposição de cir- cuito de acionamento de motor controlado que compreende uma dis- posição do sensor 153102 de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. A disposição do sensor 153102 de um sistema de posicionamento absoluto 153100 fornece um sinal de posição único que corresponde à localização de um membro de deslocamento
153111. Em um aspecto, o membro de deslocamento 153111 repre- senta o membro de acionamento longitudinalmente móvel acoplado ao instrumento de corte ou faca (por exemplo, um instrumento de corte, uma viga com perfil em | e/ou viga com perfil em | 153514 (Figura 82)). Em outros aspectos, o membro de deslocamento 153111 representa o membro de disparo acoplado ao instrumento cortante ou faca, que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de den- tes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de deslo- camento 153111 representa a barra de disparo ou uma viga com perfil em |, cada uma das quais pode ser adaptada e configurada para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento.
[0426] Consequentemente, conforme utilizado na presente inven- ção, o termo "membro de deslocamento" é utilizado genericamente para se referir a qualquer membro móvel de um instrumento cirúrgico ou sis- tema conforme descrito aqui, como um membro de acionamento, um membro de disparo, uma barra de disparo, um instrumento cortante, uma faca e/ou uma viga com perfil em | ou qualquer elemento que possa ser deslocado.
Consequentemente, o sistema de posicionamento abso- luto 153100 pode, com efeito, rastrear o deslocamento da viga com perfil em | 153514 do instrumento cortante (Figura 82) mediante o rastrea- mento do deslocamento de um membro de acionamento longitudinal- mente móvel.
Em vários outros aspectos, o membro de deslocamento 153111 pode ser acoplado a qualquer sensor adequado para medir o deslocamento.
Dessa forma, o membro de acionamento longitudinal- mente móvel, o membro de disparo, a barra de disparo ou a viga com perfil em i, ou combinações dos mesmos, podem ser acoplados a qual- quer sensor de deslocamento adequado.
Os sensores de deslocamento podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato.
Os sensores de deslocamento podem compreender transformadores linea- res diferenciais variáveis ("LVDT" - linear variable differential transfor- mers), transdutores diferenciais de relutância variável ("DVRT" - diffe- rential variable reluctance transducers), um potenciômetro de corrediça, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto mó- vel e uma série de sensores de efeito Hall dispostos de modo linear- mente móvel, um sistema de detecção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de sensores de efeito Hall dispostos de modo linearmente móvel, um sistema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores dispostos de modo linearmente móvel, ou um sistema de detecção óp- tico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série de fotodiodos ou fotodetectores dispostos de modo linearmente móvel, ou qualquer com- binação deles.
[0427] Um motor elétrico 153120 pode incluir um eixo de acionamento giratório 153116, que, de modo operacional, faz interface com um conjunto de engrenagem 153114, que está montado em engate de acoplamento com um conjunto, ou cremalheira, de dentes de acionamento no membro de deslocamento 153111. Um elemento sensor 153126 pode ser operaci- onalmente acoplado ao conjunto de engrenagem 153114, de modo que uma única revolução do elemento sensor 153126 corresponda a alguma translação longitudinal linear do membro de deslocamento 153111. Uma disposição de engrenagens e sensores 153118 pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição da cremalheira e do pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de energia 153129 fornece energia para o sistema de posicio- namento absoluto 153100 e um indicador de saída 153128 pode mostrar a saída do sistema de posicionamento absoluto 153100.
[0428] Uma única revolução do elemento sensor 153126 associado ao sensor de posição 153112 é equivalente a um deslocamento longi- tudinal ds do membro de deslocamento 153111, sendo que d: é a dis- tância longitudinal pela qual o membro de deslocamento 153111 se move do ponto "a" ao ponto "b" após uma única revolução do elemento sensor 153126 acoplado ao membro de deslocamento 153111. A dis- posição do sensor 153102 pode ser conectada por meio de uma redu- ção de engrenagem que resulta na conclusão de uma ou mais revolu- ções por parte do sensor de posição 153112 do curso completo do membro de deslocamento 153111. O sensor de posição 153112 pode concluir múltiplas revoluções do curso completo do membro de deslo- camento 153111.
[0429] Uma série de chaves 153122a a 153122n, onde n é um nú- mero inteiro maior que um, pode ser usada sozinha ou em combinação com redução de engrenagem para fornecer um sinal de posição único por mais de uma revolução do sensor de posição 153112. O estado das chaves 153122a a 153122n é retroinformado a um controlador 153110 que aplica lógica para determinar um sinal de posição única que corresponde ao deslocamento longitudinal d1 + da + ... dh do mem- bro de deslocamento 153111. A saída 153124 do sensor de posição 153112 é fornecida ao controlador 153110. O sensor de posição 153112 da disposição do sensor 153102 pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analógico, como um potenciômetro, uma matriz de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de sinais ou valores de posição. O controlador 153110 pode estar contido no interior de um controlador mestre ou pode estar contida dentro de um compartimento da porção de monta- gem de ferramenta de um instrumento cirúrgico ou um sistema de acordo com a presente invenção.
[0430] O sistema de posicionamento absoluto 153100 fornece um posicionamento absoluto do membro de deslocamento 153111 com a energização do instrumento cirúrgico ou sistema sem que seja preciso retrair ou avançar o membro de acionamento 153111 para a posição de reinício (zero ou inicial), como pode ser o caso de codificadores conven- cionais giratórios que meramente contam o número de passos progres- sivos ou regressivos que o motor 153120 percorreu para inferir a posi- ção de um atuador dispositivo, barra de acionamento, bisturi, e simila- res.
[0431] O controlador 153110 pode ser programado para realizar várias funções, como o controle preciso da velocidade e da posição dos sistemas de articulação e faca. Em um aspecto, o controlador 153110 inclui um processador 153108 e uma memória 153106. O mo- tor elétrico 153120 pode ser um motor de corrente contínua escovado com uma caixa de câmbio e conexões mecânicas com um sistema de articulação ou faca. Em um aspecto, um acionador de motor 153110 pode ser um A3941 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Ou- tros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de posicionamento absoluto 153100.
[0432] O controlador 153110 pode ser programado para fornecer controle preciso da velocidade e da posição do membro de desloca- mento 153111 e dos sistemas de articulação. O controlador 153110 pode ser configurado para computar uma resposta no software do con- trolador 153110. 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.
[0433] O sistema de posicionamento absoluto 153100 pode compre- ender e/ou ser programado para implementar um controlador de retroin- formação, como um PID, retroinformação do estado e controlador adaptá- vel. Uma fonte de energia 153129 converte o sinal do controlador de re- troinformação em uma entrada física para o sistema, nesse caso, a tensão. Outros exemplos incluem uma modulação por largura de pulso (PWM) de tensão, corrente e força. Outros sensores 153118 podem ser fornecidos para medir os parâmetros físicos do sistema físico, além da posição me- dida pelo sensor de posição 153112. Em um sistema de processamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto 153100 é aco- plado a um sistema de captura de dados digitais em que a saída do sis- tema de posicionamento absoluto 153100 terá uma resolução e frequência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto 153100 pode compreender um circuito de comparação e combinação para combi- nar uma resposta computada com uma resposta medida através do uso de algoritmos, como uma média ponderada e um circuito fechado de con- trole teórico, que aciona uma resposta computada em direção à resposta medida. A resposta computada do sistema físico considera as proprieda- des, como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever quais serão os estados e saídas do sistema físico, sabendo-se a entrada.
[0434] O acionador de motor 153110 pode ser um A3941, disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. O acionador A3941 153110 é um con- trolador de ponte inteira para uso com transístores de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFETs - metal oxide semiconductor field effect transistors) de potência externa de canal N, especificamente projetado para cargas indutivas, como motores CC escovados. O aciona- dor 153110 compreende um regulador único de bomba de carga, que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para baterias com tensão até 7 V e possibilita que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor de comando de entrada pode ser usado para fornecer a tensão fornecida pela bateria acima necessária para os MOSFETs de canal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima permite a operação em corrente contínua (100% ciclo de trabalho). A ponte inteira pode ser acionada nos modos de queda rápida ou lenta usando diodos ou retificação sincronizada. No modo de queda lenta, a recirculação da corrente pode se dar por meio de FET do lado de cima ou do lado de baixo. Os FET de potência são protegidos do efeito shoot-through por meio de resistores com tempo morto programável. O diagnóstico integrado fornece indicação de subtensão, sobretemperatura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para proteger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto-circuito. Outros acionadores de motor podem ser imediatamente substituídos para uso no sistema de posicionamento absoluto 153100.
[0435] A Figura 81 é um diagrama de um sensor de posição 153200 de um sistema de posicionamento absoluto 153100, que compreende um sistema de posicionamento absoluto magnético giratório, de acordo com ao menos um aspecto desta descrição.
O sistema de posicionamento ab- soluto 153100' é similar, em muitos aspectos, ao sistema de posiciona- mento absoluto 153100. O sensor de posição 153200 pode ser implemen- tado como um sensor de posição giratório, magnético, de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG.
O sen- sor de posição 153200 faz interface com o controlador 153110 para forne- cer o sistema de posicionamento absoluto 153100. O sensor de posição 153200 é um componente de baixa tensão e de baixa potência e inclui quatro elementos de efeito Hall 153228A, 153228B, 153228C, 153228D em uma área 153230 do sensor de posição 153200 que está situada acima de um magneto situado em um elemento giratório associado a um membro de deslocamento como, por exemplo, a engrenagem de acionamento de corte, e/ou a engrenagem de acionamento de fechamento, de modo que o deslocamento de um membro de disparo e/ou de um membro de fecha- mento possa ser rastreado com precisão.
Um conversor ADC de alta re- solução 153232 e um controlador de gerenciamento de potência inteli- gente 153238 são apresentados, também, no circuito integrado.
Um pro- cessador CORDIC 153236 (Coordinate Rotation Digital Computer, compu- tador digital de rotação de coordenadas), também conhecido como mé- todo de dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implemen- tar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exigem apenas operações de adição, subtração, des- locamento de bits e tabela de consulta.
A posição angular, os bits de alarme e as informações de campo magnético são transmitidos através de uma interface de comunicação serial padrão, como uma interface SPI 153234, para o controlador 153110. O sensor de posição 153200 fornece 12 ou 14 bits de resolução.
O sensor de posição 153200 pode ser um cir- cuito integrado ASS055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de
16 pinos cuja medida corresponde a 4x4x0,85 mm.
[0436] Os elementos de efeito Hall 153228A, 153228B, 153228C, 153228D estão localizados diretamente acima do magneto giratório. O efeito Hall é um efeito bem conhecido e por conveniência não será des- crito aqui em detalhes, no entanto, de modo geral, o efeito Hall produz uma diferença de tensão (a tensão de Hall) através de um condutor elé- trico transversal a uma corrente elétrica no condutor e um campo mag- nético perpendicular à corrente. O coeficiente de Hall é definido como a razão entre o campo elétrico induzido e o produto da densidade de cor- rente pelo campo magnético aplicado. É uma característica do material a partir do qual o condutor é feito, pois seu valor depende do tipo, do nú- mero e das propriedades dos portadores de carga que constituem a cor- rente. No sensor de posição ASS055 153200, os elementos de efeito Hall 153228A, 153228B, 153228C, 153228D são capazes de produzir um si- nal de tensão indicativo do posicionamento absoluto do magneto em ter- mos do ângulo em relação a uma única revolução do magneto. Esse valor do ângulo, que é um sinal de posição único, é calculado pelo processador CORDIC 153236 e armazenado integrado no sensor de posição AS5S055 153200 em um registro ou memória. O valor do ângulo que é indicativo da posição do magneto durante uma revolução é fornecido ao controlador 153110 em uma variedade de técnicas, por exemplo, mediante a energi- zação ou mediante a demanda do controlador 153110.
[0437] O sensor de posição ASS5055 153200 exige apenas alguns componentes externos para operar quando conectado ao controlador
153110. Seis fios são necessários para uma aplicação simples usando uma única fonte de alimentação: dois fios para alimentação e quatro fios 153240 para a interface SPI 153234 com o controlador 153110. Uma sétima conexão pode ser adicionada para enviar um sinal de in- terrupção ao controlador 153110 informando que um novo ângulo vá- lido pode ser lido. Com a energização, o sensor de posição AS5055
153200 realiza uma sequência completa de energização, incluindo uma medição de ângulo. A conclusão desse ciclo é indicada como uma saída INT 153242, e o valor do ângulo é armazenado em um registro interno. Uma vez configurada essa saída, o sensor de posição AS5S055 153200 entra no modo suspenso. O controlador 153110 pode respon- der à solicitação INT na saída INT 153242 mediante leitura do valor do ângulo a partir do sensor de posição ASS5055 153200 por intermédio da interface SP| 153234. Depois que o valor do ângulo é lido pelo con- trolador 153110, a saída INT 153242 é liberada novamente. O envio de um comando "ler ângulo" pela interface SPI 153234 por meio do controlador 153110 ao sensor de posição 153200 também energiza automaticamente o circuito integrado e inicia outra medição de ângulo. Assim que o controlador 153110 tiver concluído a leitura do valor do ângulo, a saída INT 153242 é liberada e um novo resultado é armaze- nado no registro de ângulos. A conclusão dessa medição de ângulo é indicada novamente pela definição da saída INT 153242 e pela identi- ficação correspondente no registro de estados.
[0438] Devido ao princípio de medição do sensor de posição ASS055 153200, apenas uma única medição de ângulo é realizada em tempo muito curto (-600 us) depois de cada sequência de energização. Assim que a medição de um ângulo é concluída, o sensor de posição ASS5055 153200 entra no estado desenergizado. Não há filtro do valor do ângulo por média digital implementado no circuito integrado, pois isso exigiria mais de uma medição de ângulo e, consequentemente, um tempo de energização mais longo, o que não é desejado em aplicações de baixa potência. A variação de ângulo pode ser reduzida obtendo-se a média de várias amostras de ângulo no controlador 153110. Por exemplo, uma média de quatro amostras reduz a variação em 6 dB (50%).
[0439] A Figura 82 é uma vista em corte de um atuador de extremi- dade 153502 que mostra uma viga com perfil em | 153514 disparando um curso em relação ao tecido 153526 preso no interior do atuador de extremidade 153502, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. O atuador de extremidade 153502 é configurado para operar com qualquer um dos instrumentos cirúrgicos ou sistemas de acordo com a presente invenção. O atuador de extremidade 153502 compreende uma bigorna 153516, um canal alongado 153503 com um cartucho de grampos 153518 posicionado no canal alongado 153503. Uma barra de disparo 153520 é transladável distalmente e proximalmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal 153515 do atuador de extremidade
153502. Quando o atuador de extremidade 153502 não é articulado, o atuador de extremidade 153502 está em linha com o eixo de aciona- mento do instrumento. Uma viga com perfil em | 153514 que compreende um gume cortante 153509 é ilustrada em uma porção distal da barra de disparo 153520. Um deslizador em cunha 153513 está posicionado no cartucho de grampos 153518. À medida que a viga com perfil em | 153514 traslada distalmente, o gume cortante 153509 entra em contato e pode cortar o tecido 153526 posicionado entre a bigorna 153516 e o cartucho de grampos 153518. Além disso, a viga com perfil em | 153514 entra em contato com o deslizador em cunha 153513 e o empurra distal- mente, fazendo com que o deslizador em cunha 153513 entre em contato com os acionadores de grampos 153511. Os acionadores de grampo 153511 podem ser conduzidos para dentro dos grampos 153505, fa- zendo com que os grampos 153505 avancem através do tecido e para dentro de bolsos 153507 definidos na bigorna 153516, que formata os grampos 153505.
[0440] Um curso de disparo da viga com perfil em | 153514 exem- plificador é ilustrado por um gráfico 153529 alinhado com o atuador de extremidade 153502. O tecido 153526 exemplificador também é mos- trado alinhado com o atuador de extremidade 153502. O curso do mem- bro de disparo pode compreender uma posição inicial do curso 153527 e uma posição final do curso 153528. Durante um curso de disparo da viga com perfil em | 153514, a viga com perfil em | 153514 pode ser avançada distalmente a partir da posição inicial do curso 153527 para a posição final do curso 153528. A viga com perfil em | 153514 é mostrada em um local de exemplo de uma posição inicial do curso 153527. O gráfico 153529 de curso do membro de disparo da viga com perfil em | 153514 ilustra cinco regiões de curso do membro de disparo 153517, 153519, 153521, 153523, 153525. Em uma primeira região de curso de disparo 153517, a viga com perfil em | 153514 pode começar a avançar distalmente. Na primeira região de curso de disparo 153517, a viga com perfil em | 153514 pode entrar em contato com o deslizador de cunha 153513 e começar a movê-lo distalmente. Enquanto na primeira região, no entanto, o gume cortante 153509 pode não entrar em contato com o tecido e o deslizador em cunha 153513 pode não entrar em contato com um acionador de grampo 153511. Após o atrito estático ser superado, a força necessária para acionar a viga com perfil em | 153514 na primeira região 153517 pode ser substancialmente constante.
[0441] Na segunda região do curso do membro de disparo 153519, o gume cortante 153509 pode começar a entrar em contato e cortar o tecido
153526. Além disso, o deslizador em cunha 153513 pode começar a entrar em contato com os acionadores de grampo 153511 para acionar os gram- pos 153505. A força necessária para acionar a viga com perfil em | 153514 pode começar a aumentar gradualmente. Conforme mostrado, o tecido encontrado inicialmente pode ser comprimido e/ou mais delgado devido à maneira como a bigorna 153516 gira em relação ao cartucho de grampos
153518. Na terceira região do curso do membro de disparo 153521, o gume cortante 153509 pode entrar continuamente em contato e cortar o tecido 153526 e o deslizador em cunha 153513 pode entrar repetidamente em contato com os acionadores de grampos 153511. A força necessária para acionar a viga com perfil em | 153514 pode atingir o platô na terceira região 153521. Na quarta região do curso de disparo 153523, a força ne- cessária para acionar a viga com perfil em | 153514 pode começar a dimi- nuir. Por exemplo, o tecido na porção do atuador de extremidade 153502 correspondente à quarta região de disparo 153523 pode ser menos com- primido que o tecido mais próximo ao ponto de pivô da bigorna 153516, exigindo menos força para cortar. Além disso, o gume cortante 153509 e o deslizador em cunha 153513 podem alcançar o final do tecido 153526 enquanto na quarta região 153523. Quando a viga com perfil em 1 153514 atinge a quinta região 153525, o tecido 153526 pode ser completamente separado. O deslizador em cunha 153513 pode entrar em contato com um ou mais acionadores de grampos 153511 no ou próximo ao final do tecido. A força para avançar a viga com perfil em | 153514 através da quinta re- gião 153525 pode ser reduzida e, em alguns exemplos, pode ser similar à força para acionar a viga com perfil em | 153514 na primeira região
153517. Na conclusão do curso do membro de disparo, a viga com perfil em | 153514 pode alcançar a posição final do curso 153528. O posiciona- mento das regiões de curso do membro de disparo 153517, 153519, 153521, 153523, 153525 na Figura 82 é apenas um exemplo. Em alguns exemplos, as diferentes regiões podem começar em diferentes posições ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremidade 153515, por exemplo, com base no posicionamento de tecido entre a bi- gorna 153516 e o cartucho de grampos 153518.
[0442] Conforme discutido acima e com referência agora às Figuras 80 a 82, o motor elétrico 153120 posicionado no interior do controlador mestre do instrumento cirúrgico pode ser utilizado para avançar e/ou retrair o sistema de disparo do conjunto de eixo de acionamento, incluindo a viga com perfil em i 153514, em relação ao atuador de extremidade 153502 do conjunto de eixo de acionamento de modo a grampear e/ou cortar o tecido capturado no interior do atuador de extremidade 153502. A viga com perfil em | 153514 pode ser avançada ou retraída em uma velocidade desejada, ou dentro de uma faixa de velocidades desejadas. O controlador 153110 pode ser configurado para controlar a velocidade da viga com perfil em |
153514. O controlador 153110 pode ser configurado para prever a veloci- dade da viga com perfil em | 153514 com base em vários parâmetros da energia fornecida ao motor elétrico 153120, como tensão e/ou corrente, por exemplo, e/ou outros parâmetros operacionais do motor elétrico 153120 ou influências externas. O controlador 153110 pode ser configu- rado para prever a velocidade da corrente da viga com perfil em | 153514 com base nos valores anteriores da corrente e/ou tensão fornecidas ao motor elétrico 153120 e/ou nos estados anteriores do sistema, como velo- cidade, aceleração e/ou posição. O controlador 153110 pode ser configu- rado para detectar a velocidade da viga com perfil em | 153514 com o uso do sistema de sensor de posicionamento absoluto aqui descrito. O contro- lador pode ser configurado para comparar a velocidade prevista da viga com perfil em | 153514 e a velocidade detectada da viga com perfil em | 153514 para determinar se a energia para o motor elétrico 153120 deve ser aumentada, de modo a aumentar a velocidade da viga com perfil em | 153514 e/ou diminuída, de modo a diminuir a velocidade da viga com perfil em | 153514.
[0443] A força que atua sobre a viga com perfil em | 153514 pode ser determinada com o uso de várias técnicas. A força sobre a viga com perfil em | 153514 pode ser determinada mediante a medição da cor- rente do motor 153120, em que a corrente do motor 153120 se baseia na carga sobre a viga com perfil em | 153514 à medida que ela avança distalmente. A força da viga com perfil em i 153514 pode ser determi- nada mediante o posicionamento de um medidor de tensão no membro de acionamento, no membro de disparo, na viga com perfil em i 153514,
na barra de disparo e/ou em uma extremidade proximal do gume cor- tante 153509. A força da viga com perfil em | 153514 pode ser determi- nada pelo monitoramento da posição real da viga com perfil em | 153514 se movendo a uma velocidade esperada com base na velocidade ajus- tada atual do motor 153120 após um período de tempo predeterminado T1 decorrido e pela comparação da posição real da viga com perfil em | 153514 em relação à posição esperada da viga com perfil em | 153514 com base na velocidade ajustada atual do motor 153120 no final do pe- ríodo T1. Dessa forma, se a posição real da viga com perfil em | 153514 for menor que a posição esperada da viga com perfil em | 153514, a força na viga com perfil em | 153514 é maior que uma força nominal. Por outro lado, se a posição real da viga com perfil em | 153514 for maior que a posição esperada da viga com perfil em | 153514, a força na viga com perfil em | 153514 é menor que a força nominal. A diferença entre as posições real e esperada da viga com perfil em | 153514 é proporci- onal ao desvio da força na viga com perfil em | 153514 a partir da força nominal.
[0444] Antes de iniciar uma descrição de técnicas de controle de circuito fechado do tubo de fechamento e do membro de disparo, a descrição volta brevemente para a Figura 83. A Figura 83 é um gráfico 153600 que representa duas plotagens de força de fechamento (FTC) 153606, 153608 que representa a força aplicada a um membro de fe- chamento para fechar sobre tecido espesso e delgado durante uma fase de fechamento, e um gráfico 153601 de duas plotagens de força de disparo (FTF) 153622, 153624 que representa a força aplicada a um membro de disparo para disparar através de tecido espesso e del- gado durante uma fase de disparo. Com referência à Figura 83, o grá- fico 153600 mostra um exemplo da força aplicada ao tecido espesso e delgado durante um curso de fechamento para fechar o atuador de extremidade 153502 em relação ao tecido preso entre a bigorna
153516 e o cartucho de grampos 153518, em que a força de fecha- mento é plotada em função do tempo.
As plotagens de força de fecha- mento 153606, 153608 são plotadas em dois eixos geométricos.
Um eixo geométrico vertical 153602 indica a força de fechamento (FTC) do atuador de extremidade 153502 em Newtons (N). Um eixo geométrico horizontal 153604 indica o tempo em segundos e é marcado de to a ti3 para maior clareza da descrição.
A primeira plotagem de força de fe- chamento 153606 é um exemplo da força aplicada ao tecido espesso durante um curso de fechamento para fechar o atuador de extremidade 153502 em relação ao tecido preso entre a bigorna 153516 e o cartu- cho de grampos 153518 e uma segunda plotagem 153608 é um exem- plo da força aplicada ao tecido delgado durante um curso de fecha- mento para fechar o atuador de extremidade 153502 em relação ao tecido preso entre a bigorna 153516 e o cartucho de grampos 153518. A primeira e a segunda plotagem de força de fechamento 153606, 153608 são divididas em três fases, um curso de fechamento (FECHA- MENTO), um período de espera (ESPERA) e um curso de disparo (DISPARO). Durante o curso de fechamento, um tubo de fechamento é transladado distalmente (direção "DD") para mover a bigorna 153516, por exemplo, em relação ao cartucho de grampos 153518 em resposta à atuação do curso de fechamento por um motor de fecha- mento.
Em outros casos, o curso de fechamento envolve o movimento do cartucho de grampos 153518 em relação a uma bigorna 153516 em resposta ao acionamento do motor de fechamento e, em outros casos, o curso de fechamento envolve o movimento do cartucho de grampos 153518 e da bigorna 153516 em resposta ao acionamento do motor de fechamento.
Com referência à primeira plotagem de força de fecha- mento 153606, durante o curso de fechamento, a força de fechamento 153610 aumenta de O até uma força máxima F1 do tempo to ao ti.
Com referência ao segundo gráfico de força de fechamento 153608, durante o curso de fechamento, a força de fechamento 153616 aumenta de O até uma força máxima F3 do tempo to ao t1. A diferença relativa entre as forças máximas F e F;3 é devido à diferença na força de fechamento necessária para o tecido espesso em relação ao tecido delgado, onde uma maior força é necessária para fechar a bigorna sobre o tecido es- pesso em relação ao tecido delgado.
[0445] A primeira e a segunda plotagem de força de fechamento 153606, 153608 indicam que a força de fechamento no atuador de ex- tremidade 153502 aumenta durante um período de preensão inicial ter- minando em um tempo (t1). A força de fechamento atinge uma força máxima (F1, F3) no tempo (t1). O período de preensão inicial pode ser de cerca de um segundo, por exemplo. Um período de espera pode ser aplicado antes de iniciar um curso de disparo. O período de espera possibilita a saída de fluido a partir do tecido comprimido pelo atuador de extremidade 153502, o que reduz a espessura do tecido compri- mido produzindo um vão menor entre a bigorna 153516 e o cartucho de grampos 153518 e a uma redução na força de fechamento no final do período de espera. Com referência à primeira plotagem de força de fechamento 153606, há uma queda nominal na força de fechamento 153612 de F1 para F2 durante o período de espera entre t; e t1. De modo similar, com referência à segunda plotagem de força de fecha- mento 153608, a força de fechamento 153618 cai nominalmente de F3 para F, durante o período de espera entre t1 e ta. Em alguns exemplos, um período de espera (t1 a ta) selecionado dentre uma faixa de cerca de 10 segundos a cerca de 20 segundos é tipicamente utilizado. No exemplo da primeira e segunda plotagem de força de fechamento 153606, 153608, um período de cerca de 15 segundos é utilizado. O período de espera é seguido pelo curso de disparo, que tipicamente dura um período selecionado dentre uma faixa de cerca de 3 segun- dos, por exemplo, a cerca de 5 segundos, por exemplo. A força de fechamento diminui à medida que a viga com perfil em i 153514 é avan- çada em relação ao atuador de extremidade através do curso de dis- paro. Conforme indicado pela força de fechamento 153614, 153620 da primeira e da segunda plotagem de força de fechamento 153606, 153608, respectivamente, a força de fechamento 153614, 153620 exercida no tubo de fechamento cai vertiginosamente do tempo de cerca de t, para o tempo de cerca de ts. O tempo ta representa o mo- mento em que a viga com perfil em i 153514 se acopla à bigorna 153516 e começa a assumir a carga de fechamento. Consequente- mente, a força de fechamento diminui à medida que a força de disparo aumenta conforme mostrado pela primeira e a segunda plotagem de força de disparo 153622, 153624.
[0446] A Figura 83 representa, também, um gráfico 153601 da pri- meira e da segunda plotagem de força de disparo 153622, 153624 que plotam a força aplicada para avançar a viga com perfil em | 153514 durante o curso de disparo de um instrumento cirúrgico ou sistema de acordo com a presente invenção. As plotagens da força de disparo 153622, 153624 são plotadas em dois eixos geométricos. Um eixo ge- ométrico vertical 153626 indica a força de disparo, em Newtons (N), aplicada para avançar a viga com perfil em i 153514 durante o curso de disparo. A viga com perfil em i 153514 é configurada para avançar uma faca ou elemento de corte e motivar os acionadores a implantar os grampos durante o curso de disparo. Um eixo geométrico horizontal 153605 indica o tempo em segundos na mesma escala de tempo do eixo geométrico horizontal 153604 do gráfico de topo 153600.
[0447] Conforme anteriormente descrito, a força do tubo de fecha- mento cai vertiginosamente a partir do tempo ta para o tempo de cerca de ts, que representa o momento em que a viga com perfil em i 153514 se acopla à bigorna 153516 e começa a receber a carga e a força de fechamento diminui à medida que a força de disparo aumenta, conforme mostrado pela primeira e a segunda plotagem da força de disparo 153622, 153624. A viga com perfil em | 153514 é avançada a partir da posição de início do curso no tempo t, até as posições de término do curso entre ts e to para a plotagem da força de disparo 153624 para o tecido delgado e em t13 para a plotagem da força de disparo 153622 para o tecido espesso. À medida que a viga com perfil em i 153514 é avançada distalmente durante o curso de disparo, o conjunto de fechamento en- trega o controle do cartucho de grampos 153518 e da bigorna 153516 ao conjunto de disparo, o que faz com que a força de disparo aumente e a força de fechamento diminua.
[0448] Na plotagem de força de disparo do tecido espesso 153622, durante o período de disparo (DISPARO), a plotagem 153622 é dividida em três segmentos distintos. Um primeiro segmento 153628 indica a força de disparo, à medida que aumenta de O a ta para um pico de força F', apenas antes de ts. O primeiro segmento 153628 é a força de disparo durante a fase inicial do curso de disparo quando a viga com perfil em i 153514 avança distalmente a partir do topo da rampa de fechamento até a viga com perfil em i 153514 entrar em contato com o tecido. Um segundo segmento 153630 indica a força de disparo durante uma se- gunda fase do curso de disparo em que a viga com perfil em i 153514 está avançando distalmente implantando grampos e cortando o tecido. Durante a segunda fase do curso de disparo, a força de disparo cai de F'1 para F'2z em cerca de t12. Um terceiro segmento 153632 indica a força de disparo durante a terceira e última fase do curso de disparo quando a viga com perfil em i 153514 deixa o tecido e avança até o final do curso em uma zona sem tecido. Durante a terceira fase do curso de disparo, a força de disparo cai de F'2> para zero (0) em cerca de t13 onde a viga com perfil em i 153514 atinge o final de curso. Em resumo, du- rante o curso de disparo, a força de disparo aumenta drasticamente à medida que a viga com perfil em i 153514 entra em uma zona de tecido,
diminui de forma constante na zona de tecido durante a operação de grampeamento e corte e cai drasticamente à medida que a viga com perfil em i 153514 sai da zona de tecido e entra em uma zona sem tecido no final do curso.
[0449] A plotagem de força de disparo do tecido delgado 153624 segue um padrão similar da plotagem da força de disparo do tecido espesso 153622. Dessa forma, durante a primeira fase do curso de disparo, a força de disparo 153634 aumenta drasticamente de O para F';3 em cerca de ts. Durante a segunda fase do curso de disparo, a força de disparo 153636 cai de forma constante de F'3 para F's em cerca de ts. Durante a fase final do curso de disparo, a força de disparo 153638 cai drasticamente de F's para O entre tg e to.
[0450] Para superar a queda drástica na força de fechamento do tempo ta para cerca do tempo ts, que representa o momento em que a viga com perfil em | 153514 se acopla na bigorna 153516 e começa a receber a carga e a força de fechamento diminui à medida que a força de disparo aumenta, conforme mostrado pela primeira e a segunda plotagem de força de disparo 153622, 153624, o tubo de fechamento pode ser avançado dis- talmente à medida que o membro de disparo, como a viga com perfil em | 153514, avança distalmente. O tubo de fechamento é representado como o elemento de transmissão que aplica uma força de fechamento à bigorna
153516. Conforme descrito aqui, um circuito de controle aplica pontos de ajuste do motor ao controle do motor que aplica um sinal de controle do motor ao motor para acionar o elemento de transmissão e avançar o tubo de fechamento distalmente para aplicar uma força de fechamento à bi- gorna 153516. Um sensor de torque acoplado a um eixo de acionamento de saída do motor pode ser utilizado para medir a força aplicada ao tubo de fechamento. Em outros aspectos, a força de fechamento pode ser me- dida com um medidor de esforço, uma célula de carga ou outros sensores de força adequados.
[0451] A Figura 84 é um diagrama de um sistema de controle 153950 configurado para fornecer o fechamento progressivo de um membro de fechamento (por exemplo, um tubo de fechamento) quando o membro de disparo (por exemplo, a viga com perfil em i 153514) avança distalmente e é acoplado a um braço de aperto (por exemplo, bigorna 153516) para diminuir a carga da força de fechamento no membro de fechamento em uma velocidade desejada e diminuir a carga da força de disparo sobre o membro de disparo, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção.
Em um aspecto, o sistema de controle 153950 pode ser imple- mentado como um controlador de retroinformação PID aninhado.
Um controlador PID é um mecanismo de retroinformação do circuito de con- trole (controlador) para calcular continuamente um valor de erro como a diferença entre um ponto de ajuste desejado e uma variável de processo medida e aplicar uma correção com base nos termos proporcionais, inte- grais e derivados (às vezes indicados P, |, e D respectivamente). O sis- tema de controle de retroinformação do controlador PID aninhado 153950 inclui um controlador primário 153952, em um circuito de realimentação (externo) primário 153954 e um controlador secundário 153955 em um circuito de realimentação (interno) secundário 153956. O controlador pri- mário 153952 pode ser um controlador PID 153972, conforme mostrado na Figura 84, e o controlador secundário 153955 também pode ser um controlador PID 153972 conforme mostrado na Figura 85. O controlador primário 153952 controla um processo primário 153958 e o controlador secundário 153955 controla um processo secundário 153960. A saída 153966 do processador primário 153958 (SAÍDA) é subtraída de um ponto de ajuste primário SP, por um primeiro somador 153962. O pri- meiro somador 153962 produz um único sinal de soma de saída que é aplicado ao controlador primário 153952. A saída do controlador primário 153952 é o ponto de ajuste secundário SP2. A saída 153968 do proces- sador secundário 153960 é subtraída de um ponto de ajuste primário SP2 por um primeiro somador 153964.
[0452] No contexto de controlar o deslocamento do tubo de fecha- mento, o sistema de controle 153950 pode ser configurado de modo que o ponto de ajuste primário SP, seja um valor de força de fecha- mento desejado e o controlador primário 153952 seja configurado para receber a força de fechamento a partir do sensor de torque acoplado à saída do motor de fechamento e determinar uma velocidade do motor do ponto de ajuste SP>2 para o motor de fechamento. Em outros aspec- tos, a força de fechamento pode ser medida com medidores de es- forço, células de carga, ou outros sensores de força adequados. O ponto de ajuste da velocidade do motor de fechamento SP>2 é compa- rado à velocidade real do tubo de fechamento, que é determinada pelo controlador secundário 153955. A velocidade real do tubo de fecha- mento pode ser medida mediante comparação do deslocamento do tubo de fechamento com o sensor de posição e a medição do tempo decorrido com um temporizador/contador. Outras técnicas, como codi- ficadores lineares ou giratórios podem ser usadas para medir o deslo- camento do tubo de fechamento. A saída 153968 do processo secun- dário 153960 é a velocidade real do tubo de fechamento. Esta saída da velocidade do tubo de fechamento 153968 é fornecida ao proces- sador primário 153958 que determina a força que atua sobre o tubo de fechamento e é alimentada de volta ao somador 153962, que subtrai o força de fechamento medida do ponto de ajuste primário SP1. O ponto de ajuste principal SP; pode ser um limiar superior ou um limiar inferior. Com base na saída do somador 153962, o controlador primário 153952 controla a velocidade e direção do motor de tubo de fechamento con- forme descrito aqui. O controlador secundário 153955 controla a velo- cidade do motor de fechamento com base na velocidade real do tubo de fechamento medida pelo processo secundário 153960 e o ponto de ajuste secundário SP>2, que é com base em uma comparação dos limi- tes superior e inferior da força de disparo e da força de disparo real.
[0453] A Figura 85 ilustra um sistema de controle de retroinforma- ção por PID 153970, de acordo com pelo menos um aspecto desta des- crição. O controlador primário 153952 ou o controlador secundário 153955, ou ambos, podem ser implementados como um controlador PID
153972. Em um aspecto, o controlador PID 153972 pode compreender um elemento proporcional 153974 (P), um elemento integral 153976 (I), e um elemento de derivativo 153978 (D). As saídas dos elementos P, | e D 153974, 153976, 153978 são somadas por um somador 153986, que fornece a variável de controle u(t) ao processo 153980. A saída do processo 153980 é a variável de processo y(t). Um somador 153984 calcula a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) e uma variável de processo y(t) medida. O controlador PID 153972 continuamente cal- cula um valor de erro e(t) (por exemplo, a diferença entre o limite da força de fechamento e a força de fechamento medida) como a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) (por exemplo, o limite de força de fechamento) e a variável de processo medida y(t) (por exemplo, a velo- cidade e direção do tubo de fechamento) e aplica uma correção com base nos termos proporcional, integral e derivativo calculados pelo ele- mento proporcional 153974 (P), o elemento integral 153976 (1), e o ele- mento derivativo 153978 (D), respectivamente. O controlador PID 153972 tenta minimizar o erro e(t) ao longo do tempo mediante o ajuste da variável de controle u(t) (por exemplo, a velocidade e a direção do tubo de fechamento).
[0454] De acordo com o algoritmo PID, o elemento "P" 153974 re- presenta os valores presentes do erro. Por exemplo, se o erro for grande e positivo, a saída de controle também será grande e positiva. De acordo com a presente invenção, o termo de erro e(t) é a diferentes entre a força de fechamento desejada e força de fechamento medida do tubo de fechamento. O elemento "I" 153976 representa os valores passados do erro. Por exemplo, se a saída de corrente não for sufici- entemente forte, a integral do erro irá se acumular ao longo do tempo, e o controlador responderá aplicando uma ação mais forte. O elemento "D" 153978 representa possíveis tendências futuras do erro, com base na sua taxa real de alteração. Por exemplo, continuando o exemplo P acima, quando a saída de controle positivo grande consegue trazer o erro mais próximo de zero, ela coloca também o processo em um modo de grande erro negativo no futuro próximo. Neste caso, a derivativa torna-se negativa e o módulo D reduz a força da ação para evitar este EXCESSO.
[0455] Será entendido que outras variáveis e os pontos de ajuste podem ser monitorados e controlados de acordo com os sistemas de controle de retroinformação 153950, 153970. Por exemplo, o algoritmo de controle da velocidade do membro de fechamento adaptável aqui descrito pode mediar ao menos dois dos seguintes parâmetros: o local de curso do membro de disparo, a carga do membro de disparo, o des- locamento do elemento de corte, a velocidade de elemento de corte, o local de curso do tubo de fechamento, a carga do tubo de fechamento, entre outros.
[0456] A Figura 86 é um fluxograma lógico que representa um pro- cesso 153990 de um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar a velocidade de um membro de fechamento, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. Um circuito de con- trole de um instrumento cirúrgico ou um sistema de acordo com a pre- sente invenção é configurado para determinar 153992 a real força de fechamento de um membro de fechamento. O circuito de controle com- para 153994 a força de fechamento real a uma força de fechamento limite e determina 153996 uma velocidade de ponto de ajuste para des- locar o membro de fechamento com base na comparação. O circuito de controle controla 153998 a velocidade real do membro de fechamento com base na velocidade de ponto de ajuste.
[0457] Agora com referência também às Figuras 84 e 85, em um as- pecto, o circuito de controle compreende um sistema de controle de re- troinformação proporcional, integral e derivado (PID) 153950, 153970. O sistema de controle de retroinformação PID 153950, 153970 compreende um circuito de retroinformação PID 153954 primário e um circuito de re- troinformação PID 153956 secundário. O circuito de retroinformação pri- mário 153954 determina um primeiro erro entre a força de fechamento real do membro de fechamento e uma força de fechamento limite SP; e define o ponto de ajuste da velocidade do membro de fechamento SP>2 com base no primeiro erro. O circuito de retroinformação secundário 153956 determina um segundo erro entre a velocidade real do membro de fechamento e a velocidade de ponto de ajuste do membro de fecha- mento e define a velocidade do membro de fechamento com base no segundo erro.
[0458] Em um aspecto, a força de fechamento limite SP; compreende um limite superior e um limite inferior. A velocidade de ponto de ajuste SP? é configurada para avançar o membro de fechamento distalmente quando a força de fechamento real for menor que o limite inferior e a velocidade de ponto de ajuste é configurada para retrair o membro de fechamento proximalmente quando a força de fechamento real for maior que o limite inferior. Em um aspecto, a velocidade de ponto de ajuste é configurada para manter o membro de fechamento no lugar quando a força de fecha- mento real está entre os limites superior e inferior.
[0459] Em um aspecto, o sistema de controle compreende adicional- mente um sensor de força (por exemplo, qualquer um dos sensores 472, 474, 476 (Figura 12), por exemplo) acoplados ao circuito de controle. Um sensor de força é configurado para medir a força de fechamento. Em um aspecto, o sensor de força compreende um sensor de torque acoplado a um eixo de acionamento de saída de um motor acoplado ao membro de fechamento. Em um aspecto, o sensor de força compreende um medidor de esforço acoplado ao membro de fechamento. Em um aspecto, o sen- sor de força compreende uma célula de carga acoplada ao membro de fechamento. Em um aspecto, o sistema de controle compreende um sen- sor de posição acoplado ao membro de fechamento, sendo que o sensor de posição é configurado para medir a posição do membro de fecha- mento.
[0460] Em um aspecto, o sistema de controle compreende um pri- meiro motor configurado para acoplar o membro de fechamento e o circuito de controle é configurado para avançar o membro de fecha- mento durante ao menos uma porção de um curso de disparo.
[0461] As funções ou processos 153990 descritos na presente in- venção podem ser executados por qualquer um dos circuitos de pro- cessamento aqui descritos. Aspectos do instrumento cirúrgico motori- zado podem ser praticados sem os detalhes específicos aqui revela- dos. Alguns aspectos foram mostrados como diagramas de bloco em vez de detalhes.
[0462] Partes desta descrição podem ser apresentadas em termos de instruções que operam em dados armazenados em uma memória do com- putador. Um algoritmo se refere a uma sequência autoconsistente de eta- pas que levam ao resultado desejado, em que uma "etapa" se refere à manipulação de quantidades físicas que podem assumir a forma de sinais elétricos ou magnéticos que possam ser armazenados, transferidos, com- binados, comparados e manipulados de qualquer outra forma. Esses si- nais podem ser chamados de bits, valores, elementos, símbolos, caracte- res, termos, números. Esses termos e termos semelhantes podem ser as- sociados às grandezas físicas adequadas e são identificações meramente convenientes aplicadas a essas grandezas.
[0463] De modo geral, os aspectos aqui descritos, os quais podem ser implementados, individual e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware, ou qualquer combinação dos mesmos, podem ser vistos como sendo compostos por vários tipos de "circuitos elétricos". Consequentemente, o termo "circuito elétrico" in- clui circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito elétrico iso- lado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais ou processador configurado por um programa de computador que ao me- nos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exem- plo, formas de memória de acesso aleatório) e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um mo- dem, roteadores ou equipamento óptico-elétrico). Esses aspectos po- dem ser implementados em forma analógica ou digital, ou combina- ções dos mesmos.
[0464] A descrição anteriormente mencionada apresentou aspec- tos dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas, e/ou exemplos, que pode conter uma ou mais fun- ções e/ou operação. Cada função e/ou operação dentro de tais diagra- mas de blocos, fluxogramas ou exemplos pode ser implementada, in- dividualmente e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware ou virtualmente qualquer combinação dos mesmos. Em um aspecto, várias porções do assunto aqui descrito podem ser implementadas por meio de circuitos integrados de aplicação especí- fica (ASICs), arranjos de portas programáveis em campo (FPGAs), pro- cessadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos lógicos programá- veis (PLDs), circuitos, registradores e/ou componentes de software,
por exemplo, programas, sub-rotinas, lógica e/ou combinações de componentes de hardware e software. Portas lógicas ou outros forma- tos integrados. Alguns aspectos aqui revelados, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integra- dos, como um ou mais programas de computador executando em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas operando em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas operando em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas operando em um ou mais microproces- sadores), como firmware, ou virtualmente como qualquer combinação dos mesmos, e que projetar o conjunto de circuitos e/ou escrever o código para o software e firmware estaria dentro do âmbito de prática de uma pessoa versada na técnica à luz desta descrição.
[0465] Os mecanismos do assunto revelado podem ser distribuí- dos como um produto de programa em uma variedade de formas, e um aspecto ilustrativo do assunto aqui descrito é aplicável independente- mente do tipo específico da mídia de transmissão de sinais usado para efetivamente executar a distribuição. Exemplos de uma mídia de trans- missão de sinais incluem, mas não se limitam aos seguintes: uma míií- dia do tipo gravável como um disquete, uma unidade de disco rígido, um disco compacto (CD), um disco de vídeo digital (DVD), uma fita digital, uma memória de computador, etc.; e uma mídia do tipo de transmissão, como uma mídia de comunicação digital e/ou analógica (por exemplo, um cabo de fibra óptica, um guia de onda, um enlace de comunicação com fio, um enlace de comunicação sem fio (por exem- plo, transmissor, receptor, lógica de transmissão, lógica de recepção, etc.).
[0466] A descrição anteriormente mencionada de um ou mais as- pectos foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Essa descrição não pretende ser exaustiva nem limitar a invenção à forma precisa revelada. Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Esses aspectos foram escolhidos e descritos com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que a pessoa versada na técnica use os vários aspec- tos e com várias modificações, conforme sejam convenientes ao uso específico contemplado. Pretende-se que as reivindicações apresen- tadas em anexo definam o escopo global. Reconhecimento situacional
[0467] O reconhecimento situacional é a capacidade de alguns aspec- tos de um sistema cirúrgico para determinar ou inferir informações relaci- onadas a um procedimento cirúrgico a partir de dados recebidos de bases de dados e/ou instrumentos. As informações podem incluir o tipo de pro- cedimento sendo realizado, o tipo de tecido sendo operado, ou a cavidade do corpo que é objeto do procedimento. Com as informações contextuais relacionadas com o procedimento cirúrgico, o sistema cirúrgico pode, por exemplo, melhorar a maneira pela qual ele controla os dispositivos modu- lares (por exemplo um braço robótico e/ou instrumento cirúrgico robótico) que são conectados a ele e fornecer informações ou sugestões contextu- alizadas ao cirurgião durante o curso do procedimento cirúrgico.
[0468] Agora com referência à 87, é mostrada uma linha de tempo 5200 que representa o reconhecimento situacional de um controlador central, como o controlador cirúrgico central 106 ou 206, por exemplo. À linha de tempo 5200 é um procedimento cirúrgico ilustrativo e as informa- ções contextuais que o controlador cirúrgico central 106, 206 pode deri- var dos dados recebidos das fontes de dados em cada etapa no procedi- mento 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, co- meçando com a configuração da sala de operação e terminando com a transferência do paciente para uma sala de recuperação no pós-operató- rio.
[0469] 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 con- trolador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode receber estes dados dos dispositivos modulares emparelha- dos 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 reconheci- mento situacional do controlador cirúrgico central 106, 206 é capaz de, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento para gerar re- latórios, verificar as etapas sendo tomadas pelo pessoal médico, forne- cer 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 mo- nitores, ajustar o campo de visão (FOV) do dispositivo de imageamento médico, ou alterar o nível de energia de um instrumento cirúrgico ultras- sônico ou instrumento eletrocirúrgico de RF), e assumir qualquer outra ação descrita acima.
[0470] Na primeira etapa 5202, neste procedimento ilustrativo, os membros da equipe hospital recuperam o prontuário eletrônico do paci- ente (PEP) a partir da base de dados do PEP do hospital. Com base nos dados de seleção do paciente no PEP, o controlador cirúrgico cen- tral 106, 206 determina que o procedimento a ser realizado é um proce- dimento torácico.
[0471] Na segunda etapa 5204, os membros da equipe escaneiam a entrada dos suprimentos médicos para o procedimento. O controlador ci- rúrgico central 106, 206 cruza as referências dos suprimentos escaneados com uma lista de suprimentos que são utilizados em vários tipos de proce- dimentos 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 proce- dimento de cunha (porque os suprimentos de entrada têm uma ausência de certos suprimentos que são necessários para um procedimento de cu- nha torácico ou, caso contrário, que os suprimentos de entrada não cor- respondem a um procedimento de cunha torácico).
[0472] Na terceira etapa 5206, o pessoal médico escaneia a banda do paciente com um tomógrafo 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.
[0473] 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 po- dem se emparelhar automaticamente com o controlador cirúrgico central 106, 206 que está situado dentro de uma vizinhança específica dos dispo- sitivos modulares como parte de seu processo de inicialização. O contro- lador cirúrgico central 106, 206 pode então derivar informações contextu- ais sobre o procedimento cirúrgico por meio da detecção dos tipos de dis- positivos 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 cirúr- gico 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 cen- tral, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode, em geral, inferir o pro- cedimento específico que a equipe cirúrgica irá realizar. Depois que o con- trolador 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 dis- positivos de monitoramento do paciente) para inferir qual etapa do proce- dimento cirúrgico a equipe cirúrgica está realizando.
[0474] Na quinta etapa 5210, os membros da equipe fixam os ele- trodos do eletrocardiograma (ECG) e outros dispositivos de monitora- mento de paciente no paciente. Os eletrodos do ECG e outros dispo- sitivos 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 monito- ramento do paciente, o controlador cirúrgico central 106, 206 dessa forma confirma que o paciente está na sala de operação.
[0475] Na sexta etapa 5212, o pessoal médico induzi a anestesia no paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paci- ente 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 combina- ções dos mesmos, por exemplo. Após a conclusão da sexta etapa 5212, a porção do pré-operatório do procedimento de segmentectomia do pul- mão é concluído e a porção operatória se inicia.
[0476] 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 par- tir dos dados de ventilador que o pulmão do paciente foi retraído, por exemplo. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a por- ção 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 anterior- mente) e assim determinar que o retraimento do pulmão é a primeira etapa operatória nesse procedimento específico.
[0477] 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 laparoscó- pico 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 proce- dimento 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 utili- zados (isto é, que são ativados e pareados com o controlador cirúrgico central 106, 206), e monitorar os tipos de dispositivos de visualização utili- zados. Por exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS co- loca a câmera no canto anterior inferior da cavidade torácica do paciente acima do diafragma, enquanto uma técnica para executar uma segmente- ctomia VATS coloca a câmera em uma posição intercostal anterior em re- lação à fissura do segmento. Com o uso de técnicas padrão de reconhe- cimento ou de aprendizado de máquina, por exemplo, o sistema de reco- nhecimento situacional pode ser treinado para reconhecer o posiciona- mento do dispositivo de imageamento médico de acordo com a visualiza- ção da anatomia do paciente. Como um outro exemplo, uma técnica para realizar uma lobectomia VATS utiliza um único dispositivo de imagea- mento médico, enquanto que uma outra técnica para executar uma seg- mentectomia VATS utiliza múltiplas câmeras. Como ainda um outro exem- plo, uma técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza uma fonte de luz infravermelha (que pode ser acoplada de maneira comunicá- vel ao controlador cirúrgico central como parte do sistema de visualização) para visualizar a fissura do segmento, que não é utilizada em uma lobec- tomia VATS. Através do rastreamento de qualquer um ou todos dentre es- ses dados a partir do dispositivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode assim determinar o tipo específico de pro- cedimento cirúrgico sendo realizado e/ou a técnica sendo usada para um tipo específico de procedimento cirúrgico.
[0478] 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 mo- bilizar 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 ci-
rúrgico para determinar que um instrumento de energia sendo dispa- rado 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.
[0479] 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 re- cebe os dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico indi- cando que o instrumento está sendo disparado. De modo similar à etapa anterior, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar essa inferên- cia 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.
[0480] Na décima primeira etapa 5222, a porção de segmentecto- mia 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 cirúr- gico, incluindo os dados de seu cartucho. Os dados do cartucho podem corresponder ao tamanho ou tipo de grampo sendo disparo pelo ins- trumento, por exemplo. Como diferentes tipos de grampos são utiliza- dos 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 seg- mentectomia do procedimento está sendo realizada.
[0481] Na décima segunda etapa 5224, a etapa de dissecção do nó é então realizada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode in- ferir 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 transeccionado corres- ponde à etapa de dissecção do nó, que permite que o controlador ci- rúrgico central 106, 206 faça essa inferência. Deve ser observado que os cirurgiões regularmente alternam entre os instrumentos de grampe- amento cirúrgico/corte e os instrumentos de energia cirúrgica (isto é, de RF ou ultrassônica) dependendo da etapa específica no procedi- mento porque diferentes instrumentos são melhor adaptados para ta- refas específicas. Portanto, a sequência específica na qual os instru- mentos 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 de mão podem ser utilizados para uma ou mais etapas no procedimento cirúrgico. O cirurgião pode alternar entre ferramentas robóticas e instrumentos cirúrgicos de mão 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.
[0482] Na décima terceira etapa 5226, a anestesia do paciente é revertida. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o pa- ciente está emergindo da anestesia com base nos dados de ventilador (isto é, a frequência respiratória do paciente começa a aumentar), por exemplo.
[0483] Finalmente, na décima quarta etapa 5228 é que o pessoal mé-
dico remove os vários dispositivos de monitoramento de paciente do paci- ente. 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 con- trolador 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 acopladas de modo comunicável ao controlador cirúrgico central 106, 206.
[0484] O reconhecimento situacional é adicionalmente descrito no Pedido de Patente Provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTE- RACTIVE 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 seu reco- nhecimento situacional e/ou retroinformação dos componentes da mesma e/ou com base nas informações da nuvem 104. Sistemas de segurança para grampeamento cirúrgico inteligente equi- pado com motor
[0485] Vários aspectos da presente invenção são direcionados a sistemas de segurança aprimorados capazes de adaptar, controlar, e/ou ajuste de operações de acionamento interno de um instrumento cirúrgico em resposta a parâmetros de tecido detectados através de um ou mais de um sensor do instrumento cirúrgico. De acordo com ao menos um aspecto, uma força detectada, por meio de um ou mais de um sensor, nas garras de um atuador de extremidade pode ser de uma magnitude que proíbe que uma ou mais de uma funcionalidade subse- quente/adicional do atuador de extremidade seja realizada. De acordo com outro aspecto, um objeto metálico pode ser detectado, por meio de um ou mais de um sensor, como dentro das garras do atuador de extremidade que proíbe que uma ou mais de uma funcionalidade sub- sequente/adicional do atuador de extremidade seja realizada. A Figura 88 ilustra um sistema cirúrgico 23000 que compreende um instrumento cirúrgico 23002, um controlador cirúrgico central 23004, e uma inter- face de usuário 23006. Em tal aspecto, o instrumento cirúrgico 23002 pode compreender um ou mais de um sensor 23008 e os parâmetros detectados pelo um ou mais de um sensor 23008 do instrumento cirúr- gico 23002 podem ser transmitidos/comunicados (por exemplo, sem fio) a um circuito de controle 23010 do controlador cirúrgico central
23004. Além disso, em tal aspecto, o controlador cirúrgico central 23004 pode ser configurado para determinar se uma função cirúrgica (por exemplo, dissecar, pinçar, coagular, grampear, cortar, girar, arti- cular etc.) associada a um componente (por exemplo, atuador de ex- tremidade, eixo de acionamento, etc.) do instrumento cirúrgico 23002 pode ser realizado com segurança com base nos parâmetros detecta- dos por um ou mais de um sensor 23008 do instrumento cirúrgico
23002. Notavelmente, nesse aspecto, o controlador cirúrgico central 23004 pode ser configurado para transmitir/comunicar um ou mais re- sultados (isto é, um aviso associado à função cirúrgica, uma razão pela qual a função cirúrgica é impedida, etc.) associados a essa determina- ção da interface do usuário 23006. Adicionalmente, de acordo com vá- rios aspectos, várias interfaces de usuário aqui divulgadas podem compreender um recurso de interface de usuário selecionável (por exemplo, elemento de cancelamento 23012) para prosseguir com a função cirúrgica, apesar de quaisquer avisos e/ou razões que apoiam a prevenção. Notavelmente, em tais aspectos, um tal recurso de inter- face de usuário (por exemplo, elemento de cancelamento 23012) pode não ser exibido (por exemplo, executar a função cirúrgica pode pôr em perigo o paciente).
[0486] Com referência à Figura 89, de acordo com vários aspectos da presente invenção, um sistema cirúrgico 23100 pode compreender um circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais), uma interface de usuário (23118, 23128, 23138, 23148 e/ou 23158, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais) e um instrumento cirúrgico 23102 incluindo, por exemplo, um conjunto de empunhadura 23110, um conjunto de eixo de acionamento 23120 e um conjunto de atuador de extremidade 23130. Em tais aspectos, o circuito de controle pode ser in- tegrado em um ou mais de um componente (por exemplo, o conjunto de empunhadura 23110, o conjunto de eixo de acionamento 23120 e/ou o conjunto de atuador de extremidade 23130, etc.) do instrumento cirúrgico 23102 (por exemplo, 23112, 23122 23142, e/ou 23132) e/ou integrado a um controlador cirúrgico central 23140 (por exemplo, 23142) empare- lhado (por exemplo, sem fio) com o instrumento cirúrgico 23102. Notavel- mente, de acordo com vários aspectos, o instrumento cirúrgico 23102 e/ou o controlador cirúrgico central 23140 pode ser um instrumento cirúr- gico com reconhecimento situacional e/ou um controlador cirúrgico cen- tral com reconhecimento situacional. O reconhecimento situacional se re- fere à capacidade de um sistema cirúrgico, por exemplo, 23100, para de- terminar ou inferir informações relacionadas a um procedimento cirúrgico a partir de dados recebidos a partir de bases de dados (por exemplo, dados de histórico associado a um procedimento cirúrgico, por exemplo, 23149 e/ou 23150) e/ou instrumentos cirúrgicos (por exemplo, dados do sensor durante um procedimento cirúrgico). Por exemplo, as informações determinadas ou inferidas podem incluir o tipo de procedimento que está sendo realizado, o tipo de tecido que está sendo operado, a cavidade do corpo que é o assunto do procedimento etc. Com base nessas informa-
ções contextuais relacionadas ao procedimento cirúrgico, o sistema cirúr- gico pode, por exemplo, controlar um instrumento cirúrgico emparelhado 23102 ou um componente do mesmo (por exemplo, 23110, 23120 e/ou 23130) e/ou fornecer informações ou sugestões contextualizadas a um cirurgião durante todo o curso do procedimento cirúrgico (por exemplo, por meio de interface do usuário 23118, 23128, 23138, 23148 e/ou 23158). Detalhes adicionais referentes a reconhecimento situacional po- dem ser encontrados, por exemplo, acima sob o título "Situational Awa- reness".
[0487] Também na Figura 89, de acordo com um aspecto, um con- trolador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 é em- parelhado (por exemplo, sem fio) com um instrumento cirúrgico 23102 sendo utilizado para executar um procedimento cirúrgico. Em um tal aspecto, o instrumento cirúrgico 23102 pode compreender um conjunto de atuador de extremidade 23130, incluindo uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, e um sen- sor 23134 configurado para detectar um parâmetro associado a uma função (por exemplo, dissecar, segurar, coagular, cortar, grampear, etc.) do conjunto de atuador de extremidade 23130 e para transmitir os parâmetros detectados para um circuito de controle 23142 do contro- lador cirúrgico central 23140.
[0488] Adicionalmente, em tal aspecto, o instrumento cirúrgico 23102 pode compreender adicionalmente um conjunto de eixo de acio- namento 23120 que inclui um sensor 23124 configurado para detectar um parâmetro associado a uma função (por exemplo, rotação, articula- ção, etc.) do conjunto de eixo de acionamento 23120 e para transmitir o parâmetro detectado ao circuito de controle 23142 do controlador cirúr- gico central 23140. Notavelmente, deve ser entendido que um sensor, conforme aqui mencionado e em outros aspectos revelados, pode com- preender uma pluralidade de sensores configurados para detectar uma pluralidade de parâmetros associados a uma pluralidade de funções de conjunto de atuador de extremidade e/ou conjunto de eixo de aciona- mento. Dessa forma, adicionalmente, em um tal aspecto, o circuito de controle de controlador cirúrgico central 23142 pode ser configurado para receber parâmetros detectados (por exemplo, dados de sensor) a partir de tais sensores 23134 e/ou 23124 durante todo o curso do pro- cedimento cirúrgico.
[0489] Um parâmetro detectado pode ser recebido cada vez que uma função de conjunto de atuador de extremidade associado 23130 (por exemplo, dissecção, preensão, coagulação, corte, grampeamento, etc.) e/ou uma função do conjunto de eixo de acionamento associado 23120 (por exemplo, rotação, articulação, etc.) é realizada. O circuito de controle do controlador cirúrgico central 23142 pode ser configurado adi- cionalmente para receber dados de um banco de dados interno (por exemplo, uma base de dados do controlador cirúrgico central 23149) e/ou uma base de dados externa (por exemplo, a partir de um banco de dados na nuvem 23150) durante todo o curso do procedimento cirúrgico. De acordo com vários aspectos, os dados recebidos das bases de da- dos internas e/ou externas podem compreender dados procedimentais (por exemplo, etapas para executar o procedimento cirúrgico) e/ou da- dos históricos (por exemplo, dados indicando parâmetros esperados com base em dados históricos associados ao procedimento cirúrgico).
[0490] Em vários aspectos, os dados procedimentais podem com- preender procedimentos de atendimento padrão atuais/reconhecidos para o procedimento cirúrgico e os dados históricos podem compreen- der parâmetros preferenciais/ideais e/ou intervalos de parâmetros pre- ferenciais/ideais com base em dados históricos associados ao proce- dimento cirúrgico (por exemplo, restrições definidas pelo sistema). Com base nos dados recebidos (por exemplo, dados do sensor, dados internos e/ou externos, etc.), o circuito de controle do controlador cirúr- gico central 23142 pode ser configurado para derivar continuamente inferências (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedi- mento cirúrgico em andamento. Ou seja, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional da situação pode ser configurado para, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento cirúr- gico para gerar relatórios, verificar os passos que estão a ser tomadas pelo cirurgião para realizar o procedimento cirúrgico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma interface de usuário associada ao controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional e/ou o instrumento cirúrgico, por exemplo, 23148, 23158, 23118, 23128, e/ou 23138) que pode ser pertinente para uma determinada etapa proces- sual, controlar uma função de instrumento cirúrgico, etc. De acordo com vários aspectos, o controlador cirúrgico central com reconheci- mento situacional 23140 pode (por exemplo, após uma função cirúr- gica inicial do conjunto de atuador de extremidade 23130 ou conjunto de eixo de acionamento 23120 ser realizada) inferir uma próxima fun- ção cirúrgica a ser realizada com base em dados processuais recebida a partir de uma base de dados interna 23149 e/ou uma base de dados externa 23150.
[0491] Adicionalmente, em tal aspecto, o controlador cirúrgico cen- tral com reconhecimento situacional 23140 pode avaliar parâmetros detectados (por exemplo, recebidos a partir dos sensores 23134 e/ou 23124 em resposta à função cirúrgica inicial) com base em dados his- tóricos recebidos a partir da base de dados interna 23149 e/ou a base de dados externa 23150 (por exemplo, parâmetros preferenciais/ide- ais). Aqui, se os parâmetros detectados não excederem os parâmetros preferenciais/ideais e/ou estiverem dentro das respectivas faixas de parâmetros preferenciais/ideais, o controlador cirúrgico central com re- conhecimento situacional 23140 pode permitir que a próxima função cirúrgica seja executada e/ou não impeça/controle que a próxima fun- ção cirúrgica seja realizada. Alternativamente, se os parâmetros detec- tados excederem os parâmetros preferenciais/ideais e/ou não estive- rem dentro dos respectivos intervalos de parâmetros preferenciais/ide- ais, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode proativamente impedir a execução da próxima função ci- rúrgica.
[0492] De acordo com outro aspecto da presente divulgação, o con- trolador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode re- ceber uma comunicação (por exemplo, de um componente, por exemplo, 23130 e/ou 23120, do instrumento cirúrgico 23102) de que uma função cirúrgica específica está sendo tentada/solicitada/atuada. Em tal aspecto, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode comparar aquela função cirúrgica específica com uma próxima fun- ção cirúrgica inferida para assegurar que os procedimentos padrão de tratamento atuais/reconhecidos estejam sendo aderidos. Em caso afir- mativo, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode então avaliar parâmetros detectados (por exemplo, conforme descrito) antes de permitir que a função cirúrgica específica prossiga (conforme descrito). Caso contrário, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode impedir que essa função cirúr- gica específica seja executada ou impedir que essa função cirúrgica es- pecífica seja executada até que um cancelamento seja recebido (por exemplo, através de uma interface de usuário 23, 158, 23148, 23138, 23128 e/ou 23118, ver, por exemplo, Figura 88, elemento de interface do usuário selecionável 23012). Em um tal aspecto, se o cancelamento for recebido, o controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional 23140 pode então avaliar parâmetros detectados antes de permitir que a função cirúrgica específica prossiga (conforme descrito).
[0493] Novamente com referência à Figura 89, de acordo com ou- tro aspecto, um instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional 23102 pode ser utilizado para executar um procedimento cirúrgico. Em tal aspecto, o instrumento cirúrgico 23102 também inclui um conjunto de empunhadura 23110, um conjunto de eixo de acionamento 23120 e um atuador de extremidade 23130. O conjunto de atuador de extremi- dade 23130 pode incluir uma primeira garra, uma segunda garra aco- plada de modo pivotante à primeira garra, e um sensor 23134 configu- rado para detectar um parâmetro associado a uma função (por exem- plo, dissecar, segurar, coagular, cortar, grampear, etc.) do conjunto de atuador de extremidade 23130 e para transmitir os parâmetros detec- tados para um circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais.
[0494] Por exemplo, em tal aspecto, o parâmetro detectado pode ser transmitido para um circuito de controle 23132 do conjunto de atuador de extremidade 23130. Aqui, o conjunto de atuador de extremidade do circuito de controle 23132 pode ser configurada para receber parâmetros detecta- dos (por exemplo, dados de sensor) a partir do sensor 23134 durante todo o curso do procedimento cirúrgico. Um parâmetro detectado pode ser re- cebido cada vez que uma função associada do conjunto de atuador de extremidade 23130 (por exemplo, dissecação, fixação, coagulação, corte, grampeamento, etc.) é executada.
[0495] O conjunto de atuador de extremidade 23130 pode ser adici- onalmente configurada para receber dados de uma base de dados in- terna (por exemplo, uma memória do atuador de extremidade 23136) e/ou de uma base de dados externa (por exemplo, de uma base de dados em nuvem 23150 por meio de um controlador cirúrgico central 23140, de uma base de dados de controlador cirúrgico central 23149, etc.) ao longo do curso do procedimento cirúrgico. De acordo com vários aspectos, os dados recebidos das bases de dados internas e/ou externas podem com- preender dados de cartucho de grampos (por exemplo, tamanhos e/ou tipos de grampos associados a um cartucho de grampos posicionado no conjunto de atuador de extremidade) e/ou dados históricos (por exemplo, dados que indicam tecidos esperados e/ou tipos de grampos a serem grampeados com os dados históricos). Em vários aspectos, os dados re- cebidos podem compreender parâmetros preferenciais/ideais e/ou faixas de parâmetro preferenciais/ideais associadas a esses tamanhos e/ou ti- pos de grampos ou aqueles tecidos e/ou tipos de tecido esperados, com base em dados históricos (por exemplo, restrições definidas por sistema). Com base nos dados recebidos (por exemplo, dados do sensor, dados internos e/ou externos, etc.), o circuito de controle do atuador de extremi- dade 23132 pode ser configurado para derivar continuamente inferências (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedimento cirúrgico em andamento.
Notavelmente, de acordo com um aspecto alternativo, o sensor 23134 do conjunto de atuador de extremidade 23130 pode trans- mitir o parâmetro detectado para um circuito de controle (por exemplo, 23112 e/ou 23122) associado a outro componente do instrumento cirúr- gico 23102, por exemplo, o conjunto de empunhadura 23110 e/ou o con- junto de eixo de acionamento 23120. Em tal aspecto, esse outro circuito de controle de componente de instrumento cirúrgico (por exemplo, 23112 e/ou 23122) pode ser configurado de forma semelhante para executar os vários aspectos do circuito de controle de atuador de extremidade 23132, como descrito acima.
Além disso, de acordo com vários aspectos, o con- junto de eixo de acionamento 23120 do instrumento cirúrgico 23102 pode incluir um sensor 23124 configurado para detectar um parâmetro associ- ado a uma função (por exemplo, rotação, articulação etc.) do conjunto de eixo de acionamento 23120 e transmitir o parâmetro detectado para um circuito de controle (por exemplo, 23112) configurado de forma seme- lhante para executar os vários aspectos do circuito de controle do atuador de extremidade 23132 como descrito acima. No fim, o instrumento cirúr- gico com reconhecimento situacional 23102 pode ser configurado para, por exemplo, alertar seu usuário sobre uma discrepância (por exemplo, através de uma interface de usuário 23138 do conjunto de atuador de extremidade 23130, através de uma interface de usuário (por exemplo 23128 e/ou 23118) de um outro componente de instrumento cirúrgico 23102, por exemplo, o conjunto de eixo de acionamento 23120 e/ou o conjunto de empunhadura 23110 e/ou via uma interface de usuário 23148 e/ou 23158 associada a um controlador cirúrgico central 23140 acoplado ao instrumento cirúrgico 23102). Por exemplo, a discrepância pode incluir um parâmetro detectado que excede um parâmetro ideal/preferencial e/ou uma faixa de parâmetros preferencial/ideais associados com esses tamanhos e/ou tipos de grampos ou com os tecidos e/ou tipos de tecidos esperados. Como um outro exemplo, o instrumento cirúrgico som reco- nhecimento situacional 23102 pode ser configurado para controlar uma função de instrumento cirúrgico 23102 baseada na discrepância. De acordo com ao menos um aspecto, o instrumento cirúrgico com reconhe- cimento situacional 23102 pode evitar uma função cirúrgica com base em uma discrepância.
Controle de funcionalidade com reconhecimento situacional
[0496] Como salientado neste documento, vários aspectos da pre- sente invenção pertencem a um instrumento cirúrgico que executa uma função (por exemplo, preensão), detectando um parâmetro associado a essa função, usando aspectos de reconhecimento situacional para ava- liar, por um circuito de controle, se esse parâmetro detectado está abaixo ou excede um parâmetro predefinido (por exemplo, considerado ideal/preferencial) ou está abaixo ou excede um intervalo predefinido (por exemplo, considerado normal) para esse parâmetro e executa uma ação (por exemplo, interrompe uma função ou mais funções, alerta o usuário, informa o usuário de possíveis causas etc.) em resposta ao pa- râmetro detectado estar fora do parâmetro predefinido e/ou parâme- tro/intervalo predefinido. Por exemplo, a Figura 90 ilustra um algoritmo 23200 para implementar esses aspectos em que um circuito de controle recebe um ou mais parâmetros detectados associados a uma função cirúrgica executada por um instrumento cirúrgico 23202 e recupera da- dos de reconhecimento situacional de uma base de dados interna e/ou externa 23204. O circuito de controle avalia então o(s) parâmetro(s) de- tectado(s) em vista dos dados de reconhecimento situacional 23206 e executa uma ação com base na avaliação 23208.
[0497] De acordo com vários aspectos da presente invenção, uma força detectada (por exemplo, através de um ou mais de um sensor) nas garras de um conjunto de atuador de extremidade pode ser de uma mag- nitude que proíbe que uma ou mais de uma funcionalidade subse- quente/adicional do conjunto de atuador de extremidade seja executada. Por exemplo, com referência novamente à Figura 12, a força pode ser de- tectada por meio dos sensores 474, 476 e/ou 478. Em um tal aspecto, o sensor 474 pode ser um medidor de esforço acoplado ao atuador de ex- tremidade sendo que o medidor de esforço está configurado para medir a magnitude/amplitude de esforço sobre uma ou mais garras do atuador de extremidade, que é indicativo de forças de fechamento sendo aplicada às garras. Adicionalmente, em tal aspecto, o sensor 476 pode ser um sensor de carga configurado para medir uma força de fechamento aplicada às garras por um sistema de acionamento de fechamento. Ainda adicional- mente, em um tal aspecto, o sensor 478 pode ser um sensor de corrente configurado para medir uma corrente drenada pelo motor, que se correla- ciona a uma força de fechamento aplicada às garras. Em adição a ou como um outro exemplo, com referência novamente à Figura 17, a força pode ser detectada por meio dos sensores 744a e/ou 744b. Em um tal aspecto, o sensor 744a e/ou 744b pode ser um sensor de torque configurado para fornecer um sinal de retroinformação de força de disparo que representa a força de fechamento sendo aplicada às garras pelo sistema de aciona- mento de fechamento.
[0498] Em um aspecto, com referência novamente à Figura 58, um sensor de carga 152082 (por exemplo, posicionado no conjunto de eixo de acionamento ou no conjunto de empunhadura) pode ser configurado para detectar uma carga, após a fixação do conjunto de eixo de aciona- mento ao conjunto de empunhadura. Em tal aspecto, a carga detectada pode exceder uma carga predefinida e/ou uma faixa de carga predefinida. Em um tal aspecto, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, Integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar que de- tectou carga e determinar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados históricos), que o conjunto de eixo de aci- onamento e/ou o conjunto de atuador de extremidade é/deve ser danifi- cado. Nesse aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para gravar um identificador exclusivo associado com o conjunto de eixo de acionamento 23120 e/ou o conjunto de atuador de extremidade 23130 e designar esse identificador único como proibido de uso adicional e/ou fi- xação para o conjunto de empunhadura 23110.
[0499] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode estar configurado para avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito) e determinar o impedimento de uma função/ciclo de disparo do conjunto de atuador de extremidade. Em particular, o circuito de controle pode determinar, com o uso de reconhecimento situacional
(por exemplo, com base em dados históricos), que a força detectada nas garras (por exemplo, detectada antes de uma função/ciclo de dis- paro comece) excede uma força predefinida e/ou uma faixa de força predefinida. Nesse aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir que a função/ciclo de disparo inicie. Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para alertar o usuário (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) de que a função/ci- clo de disparo não pode ser executada e/ou informam ao usuário de possíveis causas (por exemplo, de modo que o usuário possa tentar reduzir a força detectada nas garras). De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para permitir que a fun- ção/ciclo de disparo para começar se a força detectada nas garras é reduzida para a força predefinida e/ou dentro da faixa de força prede- finida.
[0500] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exem- plo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exem- plo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor, por exemplo sensor de carga, um sensor de torque, etc. conforme descrito) e determinar inicialmente a permissão de uma função/ciclo de disparo do conjunto de atuador de extremidade. No entanto, após o início da função/ciclo de disparo, o circuito de controle pode determinar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados históricos), que uma força para disparo (por exem- plo, detectado durante a função/ciclo de disparo) excede uma força pre- definida para disparo e/ou uma faixa de força predefinida para disparo.
Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para interrom- per a função/ciclo de disparo (por exemplo, evitar que a função/ciclo de disparo continue). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à força de disparo ou faixa de força de disparo excedida. De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de can- celamento (por exemplo, através de interface(s) de usuário, consulte, por exemplo, Figura 88, elemento selecionável de interface de usuário 23012) para permitir que a função/ciclo de disparo continue. Nesse as- pecto, o circuito de controle pode determinar, com o uso de reconheci- mento situacional (por exemplo, com base em dados históricos), que uma segunda força para disparo (por exemplo, detectado durante a função/ci- clo de disparo continuado) excede uma segunda força predefinida para disparo e/ou uma segunda faixa de força predefinida para disparo (por exemplo, limites mais altos). Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir a função/ciclo de disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme des- crito.
[0501] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exem- plo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito). Além disso, o circuito de controle pode avaliar adicionalmente uma força detectada dentro do conjunto de eixo de acionamento (isto é, através de um ou mais de um sensor conforme descrito). Aqui, de acordo com vários aspectos, o cir- cuito de controle pode fazer referência cruzada à força detectada nas garras e/ou à força detectada dentro do conjunto do eixo de aciona- mento com o procedimento cirúrgico sendo realizado.
De acordo com esse aspecto, o circuito de controle pode determinar, usando reconhe- cimento situacional (por exemplo, com base em dados procedimentais e/ou históricos), que a força detectada dentro do conjunto do eixo de acionamento excede uma força de eixo de acionamento predefinida e/ou uma faixa de força de eixo de acionamento predefinida.
Em um exemplo, o conjunto de eixo de acionamento pode compreender um conjunto de eixo de acionamento especializado configurado para uso com um tipo de tecido específico em um procedimento cirúrgico especí- fico.
Nesse aspecto, o circuito de controle pode determinar, usando o reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados procedi- mentais e/ou históricos), que a força detectada no conjunto do eixo de acionamento especializado é muito alta (por exemplo, excede a força predefinida do eixo de acionamento e/ou a faixa de força do eixo de acionamento predefinida associada ao conjunto do eixo de acionamento especializado) e/ou que a força detectada nas garras não é uma força predefinida e/ou dentro de uma faixa predefinida (por exemplo, uma força esperada historicamente associada ao procedimento cirúrgico sendo realizado). Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser confi- gurado para interromper uma função/ciclo de disparo (por exemplo, evi- tar que a função/ciclo de disparo comece e/ou continue). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158)
em relação à força de eixo de acionamento e/ou a faixa de eixo de aci- onamento excedida. Em vários aspectos, o alerta pode informar ao ci- rurgião que considere a remoção do conjunto de eixo de acionamento especializado, por exemplo, 23120, do conjunto de empunhadura 23110 e fixando outro conjunto de eixo de acionamento (por exemplo, uma re- carga regular configurada para as forças detectadas e o tecido sendo encontrado) ao conjunto de empunhadura 23110. Nesse aspecto, o cir- cuito de controle pode ser configurado para permitir que a função/ciclo de disparo inicie e/ou continue quando um conjunto de eixo de aciona- mento adequado é fixado.
[0502] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exem- plo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exem- plo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito) durante um procedimento cirúrgico. De acordo com tal aspecto, o circuito de controle pode determi- nar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados procedimentais e/ou históricos), que um tempo de espera de fluência de tecido está abaixo de um tempo de espera de fluência prede- finido e/ou intervalo de tempo de espera de fluência predefinido associ- ado a uma espessura específica e um tecido específico sendo preso du- rante o procedimento cirúrgico. Dito de outra forma, à luz da Figura 83 e 84 na presente invenção, uma força de fechamento inicial pode ter deca- ído e alcançado estabilidade de fluência a uma força de fechamento in- ferior mais rápida do que o esperado. Em tal aspecto, o circuito de con- trole pode ser configurado para interromper uma função/ciclo de disparo (por exemplo, evitar que a função/ciclo de disparo comece e/ou continue). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao ci- rurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um compo- nente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma inter- face de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação ao tempo de espera de fluência abreviado. Em vários aspectos, o alerta pode informar ao cirurgião que considere a remoção do conjunto de atuador de extremidade, por exemplo, 23130 do conjunto de empunhadura e fixação de um outro conjunto de atuador de extremi- dade (por exemplo, um conjunto de atuador de extremidade configurado para tratar tecidos que têm o tempo de espera de fluência detectado) ao conjunto de empunhadura 23110. Nesse aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para permitir que a função/ciclo de disparo inicie e/ou continue quando um conjunto de atuador de extremidade adequado é fixado.
[0503] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exem- plo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exem- plo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito). Além disso, o circuito de controle pode avaliar adicionalmente uma posição detectada por um membro de articulação (isto é, através de um ou mais de um sensor). Por exemplo, com referência novamente à Figura 12, a posição pode ser de- tectada pelo sensor 472 acoplado ao membro de articulação. Em um as- pecto, o sensor 472 pode ser um sensor de posição configurado para medir o deslocamento linear, sendo que uma única rotação de um ele- mento de sensor corresponde a um deslocamento linear específico do membro de articulação. Em outro exemplo, com referência novamente à Figura 17, a posição pode ser detectada pelo sensor de posição 734 si- tuado no atuador de extremidade. Aqui, sensor de posição 734 pode ser um sensor de proximidade ou um sensor configurado para fornecer uma série de pulsos rastreável pelo circuito de controle para determinar uma posição do membro de articulação.
Aqui, de acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode fazer referência cruzada à força detectada nas garras e/ou à posição detectada dentro do membro de articulação com o procedimento cirúrgico sendo realizado.
De acordo com tal aspecto, o circuito de controle pode determinar, com o uso de reconhecimento situ- acional (por exemplo, com base em dados processuais e/ou históricos), que a posição detectada para o membro de articulação indica que o mem- bro de articulação tem avançado (por exemplo, dentro do conjunto de eixo de acionamento) além de uma posição de avanço predeterminada e/ou uma faixa de posição de avanço predeterminada.
Em vários aspec- tos, a posição de avanço predeterminada e/ou a faixa de posição de avanço predeterminada pode estar correlacionada à força para fechar detectada nas garras.
Em tal aspecto, com a posição de avanço prede- terminada designada excedida, o circuito de controle pode ser configu- rado para interromper uma função/ciclo de disparo (por exemplo, evitar que a função/ciclo de disparo se inicie e/ou continue). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário asso- ciada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à posição de avanço predeterminada e/ou a faixa de posição de avanço predeterminada excedida.
Em vários aspectos, o alerta pode informar ao cirurgião que considere retrair o membro de articulação para a posição de avanço predeterminada e/ou a faixa de posição de avanço predeter- minada.
Aqui, em um exemplo, a posição de avanço predeterminada e/ou a faixa de posição de avanço predeterminada pode ter funções/ciclos de disparo historicamente realizadas e/ou desejadas adequadas para a força de fechamento correspondente. Nesse aspecto, o circuito de con- trole pode ser configurado para permitir que a função/ciclo de disparo ini- cie e/ou continue quando uma posição de avanço adequada é alcançada.
[0504] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exem- plo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exem- plo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode ava- liar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito) durante um procedimento cirúrgico. De acordo com tal aspecto, o circuito de controle pode determinar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados proce- durais e/ou históricos), que uma força de fechamento está acima de uma faixa de força de fechamento predefinida e/ou uma força de fechamento predefinida associada a um tecido específico sendo preso durante o pro- cedimento cirúrgico. Colocado de outra forma, à luz das Figuras 83 e 84 na presente invenção, a força detectada para fechamento é maior do que o esperado para permitir que uma função/ciclo de disparo prossiga. Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para interromper uma função/ciclo de disparo (por exemplo, evitar que a função/ciclo de disparo comece e/ou continue). Além disso, em tal aspecto, novamente com refe- rência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para forne- cer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usu- ário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à força de fechamento elevada. Em vários aspectos, o alerta pode informar o cirurgião a considerar o ajuste de uma velocidade do motor de disparo. Em um exemplo, se o tecido específico é tecido rígido, o alerta pode sugerir que o cirurgião ajuste a velocidade do motor de disparo para baixo para evitar o rasgamento do tecido rígido. Em um tal aspecto, o ajuste descendente pode se basear em dados históricos associados ao procedimento cirúrgico sendo realizado. Em um outro exemplo, se o tecido específico for tecido com força de cisalhamento fraca, o alerta pode sugerir que o cirurgião ajuste a velocidade do motor de dis- paro para assegurar que o tecido seja adequadamente preso. Em um tal aspecto, o ajuste ascendente pode se basear em dados históricos associ- ados ao procedimento cirúrgico sendo realizado. Em tais aspectos, o cir- cuito de controle pode ser configurado para permitir que a função/ciclo de disparo inicie e/ou continue quando uma velocidade de motor de disparo adequada é configurada.
[0505] Em um outro aspecto, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito) durante um procedimento cirúrgico. De acordo com tal aspecto, o circuito de con- trole pode determinar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados processuais e/ou históricos), que uma força cíclica sobre o sistema de disparo está acima de uma força cíclica predefinida e/ou de uma faixa de força cíclica predefinida durante o procedimento cirúrgico. Em outras palavras, a força cíclica detectada é maior que a esperada e pode ser indicativa de falha iminente do mo- tor com base em dados históricos. Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para interromper uma funçãáo/ciclo de disparo (por exemplo, evitar que a função/ciclo de disparo comece e/ou conti- nue). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central
23148 e/ou 23158) em relação à força cíclica elevada e possível falha do motor. De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de cancela- mento (por exemplo, através da interface de usuário, consulte, por exemplo, Figura 88, elemento selecionável de interface de usuário 23012) para permitir que a função/ciclo de disparo continue. Nesse as- pecto, o circuito de controle pode continuar a monitorar se a força ci- clica sobre o sistema de disparo está acima de uma força cíclica pre- definida e/ou de uma faixa de força cíclica predefinida durante o pro- cedimento cirúrgico. Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir a função/ciclo de disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme des- crito.
[0506] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle asso- ciado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um compo- nente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um con- trolador cirúrgico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força de- tectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito). Além disso, o circuito de controle pode avaliar adi- cionalmente uma força/torque para articular o conjunto de atuador de extremidade 23130. Em tal aspecto, a força/torque de articulação pode ser detectada por meio de um ou mais de um sensor (por exemplo, um sensor de força associado a um membro de articulação, um sensor de torque associado com o membro de articulação, um sensor de Cor- rente associado a um motor configurado para acionar o membro de articulação, etc.). Por exemplo, com referência novamente à Figura 17, a força/torque de articulação pode ser detectada por sensores de tor- que 744d e/ou 744e acoplados a um sistema de acionamento de arti-
culação.
Em adição a e/ou alternativamente, novamente com referên- cia à Figura 17, a força/torque de articulação pode ser correlacionada a uma corrente drenada por motores 704d e/ou 704e conforme medido pelo sensor 736. Aqui, de acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode fazer referência cruzada à força detectada nas garras e/ou à força/torque de articulação detectada dentro do membro de ar- ticulação com o procedimento cirúrgico sendo realizado.
De acordo com esse aspecto, o circuito de controle pode determinar, usando re- conhecimento situacional (por exemplo, com base em dados procedi- mentais e/ou históricos), que a força/torque de articulação detectada para o membro de articulação exceda uma força/torque de articulação predefinida e/ou uma faixa de força/torque de articulação predefinida.
Em vários aspectos, a força/torque de articulação predefinida e/ou a faixa de força/torque de articulação predefinida podem ser correlacio- nadas à força detectada nas garras.
Em um tal aspecto, com uma força torque de articulação designada excedida, o circuito de controle pode ser configurado para parar as articulações do conjunto do atuador de extremidade (por exemplo, para impedir que as articulações conti- nuem). Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à força/torque de articulação excedida e/ou a faixa de força/torque de articulação excedida.
De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente confi- gurado para receber um comando de cancelamento (por exemplo, atra- vés da interface de usuário, consulte, por exemplo, Figura 88, ele- mento selecionável de interface de usuário 23012) para permitir que a articulação continue. Nesse aspecto, o circuito de controle pode conti- nuar a monitorar se a força/torque de articulação está acima da força/torque de articulação predefinida e/ou da faixa de força/torque de articulação predefinida durante o procedimento cirúrgico. Em tal as- pecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir a arti- culação novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme descrito.
[0507] De acordo com ainda um outro aspecto da presente invenção, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúr- gico central 23142 acoplado) pode avaliar uma força detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito). Além disso, o circuito de controle pode avaliar adicionalmente uma força/torque para girar o conjunto de eixo de acionamento 23120 (por exemplo, membro de eixo de acionamento). Em tal aspecto, a força/torque de rotação pode ser detectada por meio de um ou mais de um sensor (por exemplo, um sensor de força associado a um membro de eixo de aciona- mento/rotação, um sensor de torque associado com o membro de eixo de acionamento/rotação, um sensor de corrente associado a um motor confi- gurado para girar o membro de eixo de acionamento/rotação, etc.). Por exemplo, com referência novamente à Figura 17, a força/torque de rotação pode ser detectada pelo sensor de torque 744c acoplado a um sistema de acionamento do membro de eixo de acionamento/rotação. Em adição a e/ou alternativamente, novamente com referência à Figura 17, a força/tor- que de rotação pode ser correlacionada a uma corrente drenada por motor 704c conforme medido pelo sensor 736. Aqui, de acordo com vários as- pectos, o circuito de controle pode fazer referência cruzada à força detec- tada nas garras e/ou à força/torque de rotação detectada dentro do mem- bro de eixo de acionamento/rotação com o procedimento cirúrgico sendo realizado.
De acordo com esse aspecto, o circuito de controle pode deter- minar, usando reconhecimento situacional (por exemplo, com base em da- dos procedimentais e/ou históricos), que a força/torque de rotação detec- tada para o membro de eixo de acionamento/rotação exceda uma força/torque de rotação predefinida e/ou uma faixa de força/torque de ro- tação predefinida.
Em vários aspectos, a força/torque de rotação predefi- nida e/ou a faixa de força/torque de rotação predefinida podem ser corre- lacionadas à força detectada nas garras.
Em outros aspectos, a força/tor- que de rotação predefinida e/ou a faixa de força/torque de rotação prede- finida podem corresponder a uma força/torção que o próprio membro do eixo de acionamento/rotação é capaz de suportar.
Em um tal aspecto, com uma força torque de rotação designada excedida, o circuito de controle pode ser configurado para parar a rotação do conjunto do atuador de ex- tremidade (por exemplo, para impedir que as rotações do membro de eixo de acionamento/rotação continuem). Além disso, em tal aspecto, nova- mente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configu- rado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um contro- lador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à força/torque de ro- tação excedida e/ou a faixa de força/torque de rotação excedida.
De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de cancelamento (por exemplo, através da interface de usuário, consulte, por exemplo, Figura 88, ele- mento selecionável de interface de usuário 23012) para permitir que a ro- tação continue.
Nesse aspecto, o circuito de controle pode continuar a mo- nitorar se a força/torque de rotação está acima da força/torque de rotação predefinida e/ou da faixa de força/torque de rotação predefinida durante o procedimento cirúrgico.
Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser con-
figurado para impedir a rotação novamente, alertar o cirurgião, e/ou rece- ber um comando de cancelamento conforme descrito.
[0508] De acordo com ainda um outro aspecto da presente inven- ção, com referência à Figura 89, por exemplo, um circuito de controle associado ao instrumento cirúrgico (por exemplo, integrado em um componente do instrumento cirúrgico 23132, 23122, e/ou 23112 ou um controlador cirúrgico central 23142 acoplado) pode ser configurado para avaliar uma força de abertura detectada nas garras (por exemplo, através de um ou mais de um sensor conforme descrito) e determinar a prevenção da abertura das garras. Em particular, o circuito de con- trole pode determinar, com o uso de reconhecimento situacional (por exemplo, com base em dados Históricos), que a força de Abertura de- tectada nas garras excede uma força de abertura predefinida e/ou uma faixa de força de abertura predefinida. Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para manter as garras em uma posição presa ou parcialmente presa. Além disso, em tal aspecto, novamente com referência à Figura 89, o circuito de controle pode ser configurado para alertar o usuário (por exemplo, através de uma interface de usu- ário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúr- gico central 23148 e/ou 23158) de que as garras não podem ser aber- tas e/ou informam ao usuário de possíveis causas (por exemplo, de modo que o usuário possa tentar reduzir a força de abertura detectada nas garras). De acordo com vários aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para permitir que as garras se abram se a força de abertura detectada nas garras é reduzida à força de abertura pre- definida e/ou dentro da faixa de força de abertura predefinida. Detecção de curto e controle de funcionalidade
[0509] De acordo com vários outros aspectos da presente invenção, a funcionalidade de um instrumento cirúrgico pode ser controlada com base em um ou mais de um sensor configurado para detectar um curto. Isto é, se um objeto metálico é detectado dentro das garras, ao menos uma função/atuação do instrumento cirúrgico (por exemplo, corte, coa- gulação, etc.) pode ser impedida/proibida. Por exemplo, a Figura 91 ilus- tra um algoritmo 23300 para implementar tais aspectos em que um cir- cuito de controle recebe um ou mais parâmetros detectados indicativos de um curto-circuito 23302. O circuito de controle pode também recupe- rar dados da base de dados interna e/ou externa 23304. O circuito de controle então avalia o parâmetro ou parâmetros detectados e/ou os da- dos da base de dados 23306 e executa uma ação com base na avalia- ção 23308.
[0510] Com referência novamente à Figura 89, de acordo com vá- rios aspectos da presente invenção, um sistema cirúrgico 23100 pode compreender um circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais), uma interface de usuário (23118, 23128, 23138, 23148 e/ou 23158, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais) e um instrumento cirúrgico 23100 incluindo, por exemplo, um conjunto de em- punhadura 23110, um conjunto de eixo de acionamento 23120 e um conjunto de atuador de extremidade 23130. Em tais aspectos, o circuito de controle pode ser integrado em um ou mais de um componente (por exemplo, o conjunto de empunhadura 23110, o conjunto de eixo de aci- onamento 23120 e/ou o conjunto de atuador de extremidade 23130, etc.) do instrumento cirúrgico 23102 (por exemplo, 23112, 23122 23142, e/ou 23132) e/ou integrado a um controlador cirúrgico central 23140 (por exemplo, 23142) emparelhado (por exemplo, sem fio) com o instru- mento cirúrgico 23102. Nesses aspectos, o conjunto de atuador de ex- tremidade 23130 pode incluir uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, e um sensor 23134 confi-
gurado para detectar um parâmetro associado a uma função (por exem- plo, dissecar, segurar, coagular, cortar, grampear, etc.) do conjunto de atuador de extremidade 23130 e para transmitir o parâmetro detectado para um circuito de controle (por exemplo, 23112, 23122, 23132, e/ou 23142). Em vários aspectos, a primeira garra pode compreender uma garra fixa e a segunda garra pode compreender um canal alongado con- figurado para receber um cartucho de grampos.
Adicionalmente, em tal aspecto, o instrumento cirúrgico 23102 pode compreender adicional- mente um conjunto de eixo de acionamento 23120 que inclui um sensor 23124 configurado para detectar um parâmetro associado a uma função (por exemplo, rotação, articulação, etc.) do conjunto de eixo de aciona- mento 23120 e para transmitir o parâmetro detectado ao circuito de con- trole (por exemplo, 23112, 23122, 23132, e/ou 23142). Em tais aspec- tos, o circuito de controle pode ser configurado para receber parâmetros detectados (por exemplo, dados de sensor) a partir de tais sensores, por exemplo, 23134 e/ou 23124, durante todo o curso de um procedi- mento cirúrgico.
Um parâmetro detectado pode ser recebido cada vez que uma função de conjunto de atuador de extremidade associado 23130 (por exemplo, dissecção, preensão, coagulação, corte, grampe- amento, etc.) e/ou uma função do conjunto de eixo de acionamento as- sociado 23120 (por exemplo, rotação, articulação, etc.) é realizada.
O circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber dados de uma base de dados interna (por exemplo, na memória de um componente do instrumento cirúrgico 23136, 23126 e/ou 23116 ou uma base de dados do controlador cirúrgico central 23149) e/ou uma base de dados externa (por exemplo, de uma base de dados do controlador cirúrgico central 23149, uma base de dados em nuvem 23150, etc.) ao longo do procedimento cirúrgico.
De acordo com vários aspectos, os dados recebidos das bases de dados internas e/ou externas podem compreender dados procedimentais (por exemplo, etapas para executar o procedimento cirúrgico) e/ou dados históricos (por exemplo, dados in- dicando parâmetros esperados com base em dados históricos associa- dos ao procedimento cirúrgico). Em vários aspectos, os dados procedi- mentais podem compreender procedimentos de atendimento padrão atuais/reconhecidos para o procedimento cirúrgico e os dados históricos podem compreender parâmetros preferenciais/ideais e/ou intervalos de parâmetros preferenciais/ideais com base em dados históricos associa- dos ao procedimento cirúrgico (por exemplo, restrições definidas pelo sistema). Com base nos dados recebidos (por exemplo, dados de sen- sor, dados internos e/ou externos, etc.), o circuito de controle (por exem- plo, 23112, 23122, 23132, e/ou 23142) pode ser configurado para con- tinuamente derivar inferências (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedimento em andamento. Ou seja, o instrumento cirúrgico pode ser configurado para, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento cirúrgico para gerar relatórios, verificar os passos que es- tão a ser tomadas pelo cirurgião para realizar o procedimento cirúrgico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma interface de usuário associada ao controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158 e/ou o instrumento cirúrgico 23138, 23128, e/ou 23118) que pode ser pertinente para uma determinada etapa processual, controlar uma fun- ção do instrumento cirúrgico 23102, etc.
[0511] Novamente com referência à Figura 89, em um aspecto, du- rante e/ou após a preensão de tecido alvo entre as garras do conjunto de atuador de extremidade, o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para, antes de permitir uma função subse- quente (por exemplo, disparo, coagulação, etc.), verificar a continuidade entre as garras. Aqui, de acordo com vários aspectos, o instrumento cirúr- gico pode compreender um instrumento eletrocirúrgico que compreende um eletrodo em ao menos uma das garras (por exemplo, integrado à bi- gorna e/ou ao cartucho de grampos). Em tais aspectos, se um curto existe entre os eletrodos, pode ser difícil para tratar o tecido preso entre as garras com energia eletrocirúrgica (por exemplo, energia de RF). Em um exem- plo, um objeto condutivo (por exemplo, uma presilha, um grampo, ele- mento de metal, etc.) entre os eletrodos pode resultar em continuidade en- tre as garras. Em outro exemplo, se um espaço suficiente não existe entre as garras (por exemplo, depois de prender o tecido alvo) os eletrodos po- dem se tocar resultando em continuidade entre as garras. Novamente com referência à Figura 53, por exemplo, em um aspecto da presente descrição o sensor 152008a é configurado para medir um Vão entre as garras do atuador de extremidade. Em um tal aspecto, o sensor 152008a da primeira garra pode compreender um sensor de efeito Hall configurado para detec- tar um campo magnético gerado pelo magneto 152012 da segunda garra para medir o vão entre a primeira garra e a segunda garra. Notavelmente, o vão pode ser representativo da espessura do tecido preso entre a pri- meira garra e a segunda garra. Aqui, se existir continuidade entre as gar- ras, um resultado cirúrgico indesejado pode resultar (por exemplo, trata- mento de tecido incompleto, aquecimento excessivo do objeto condutivo, etc.).
[0512] De acordo com um aspecto (por exemplo, modo bipolar), a primeira garra pode compreender uma garra fixa e a segunda garra pode compreender um canal alongado configurado para receber um car- tucho de grampos, como é mostrado na Figura 25. Em um exemplo, o cartucho de grampos pode compreender um eletrodo ativo para forne- cer energia eletrocirúrgica (por exemplo, energia de RF) ao tecido preso e ao menos uma porção da bigorna pode agir como um eletrodo de re- torno. Em outro exemplo, a bigorna pode compreender um eletrodo ativo para fornecer energia eletrocirúrgica (por exemplo, energia de RF) ao tecido preso e ao menos uma porção do canal alongado pode agir como um eletrodo de retorno. De acordo com um outro aspecto (por exemplo, modo monopolar), a primeira garra pode compreender uma garra fixa e a segunda garra pode compreender um canal alongado configurado para receber um cartucho de grampos. Em um exemplo, o cartucho de grampos pode compreender um eletrodo ativo para fornecer energia eletrocirúrgica (por exemplo, energia de RF) ao tecido preso e um ele- trodo de retorno (por exemplo, placa de aterramento) pode ser separa- damente localizado no corpo do paciente. Em outro exemplo, a bigorna pode compreender um eletrodo ativo para fornecer energia eletrocirúr- gica (por exemplo, energia de RF) ao tecido preso e um eletrodo de retorno (por exemplo, placa de aterramento) pode ser separadamente localizado no corpo do paciente. Várias configurações para detectar curto-circuito são descritos na Patente US nº 9.554.854, intitulada DE- TECTING SHORT CIRCUITS IN ELECTROSURGICAL MEDICAL DE- VICES, a descrição do qual está aqui incorporada a título de referência.
[0513] Novamente com referência à Figura 89, de acordo com vários aspectos, o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para verificar a continuidade de várias maneiras. Em um aspecto, um gerador que produz a energia eletrocirúrgica e/ou um sensor, por exemplo, 23134, integrado no instrumento cirúrgico pode ser configu- rado para detectar quando a impedância entre os eletrodos cai abaixo de um valor limite por um período de tempo limite (isto é, impedância cai o que indica um curto). Aqui, novamente com referência à Figura 48, o sen- sor, por exemplo, 23134, pode ser configurado para medir a impedância ao longo do tempo. Em um exemplo, quando os eletrodos encontram uma linha de grampos condutivos, a corrente pode subir, enquanto a impedân- cia e a tensão caem acentuadamente. Em outro exemplo, a continuidade pode se apresentar como um coletor de corrente com mudanças mínimas de tensão. Vários métodos alternativos para verificar a continuidade/detec- tar um curto, como aqueles descritos na Patente US nº 9.554.854, intitu- lada DETECTING SHORT CIRCUITS IN ELECTROSURGICAL MEDICAL DEVICES, estão expressamente aqui incorporados a título de referência
(por exemplo, comparar valores de impedância em diferentes posições dentro de um pulso de uma série de pulsos).
[0514] Em tais aspectos, se a continuidade for detectada, um objeto condutivo (por exemplo, uma presilha, um grampo, uma linha de grampos, um elemento de metal etc.) pode estar presente/exposto no tecido preso entre as garras. Notavelmente, tal objeto condutivo pode ser do procedi- mento cirúrgico atual e/ou de um procedimento cirúrgico anterior. Em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à detecção do objeto condutivo. Por exem- plo, o alerta pode sugerir que o cirurgião reposicione o conjunto de atuador de extremidade 23130 de modo que os eletrodos não estejam em contato com qualquer objeto condutivo e/ou removam o objeto condutivo cau- sando o curto-circuito. De acordo com vários aspectos, o circuito de con- trole pode ser configurado adicionalmente para receber um comando de cancelamento (por exemplo, através da interface de usuário, consulte, por exemplo, Figura 88, elemento de interface de usuário selecionável 23012) para permitir a função subsequente (por exemplo, corte, coagulação, etc.) apesar da detecção do objeto condutivo (por exemplo, presilha, grampo, linha de grampos, elemento de metal, etc.).
[0515] De acordo com um aspecto, o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para verificar a conti- nuidade para evitar a transecção de presilhas. Em tal aspecto, depois de um curto ser detectado, o circuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta ao cirurgião (por exemplo, através de uma in- terface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128 e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada a um con- trolador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à detecção de um objeto condutivo entre as garras. Em um aspecto, o cirurgião pode ajustar a sensibilidade do circuito de controle através de uma interface de usuário (por exemplo, um elemento de interface interativa de usuário no instrumento cirúrgico, o controlador cirúrgico central, um gerador, etc.). Em tal aspecto, com base no ajuste, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo se um objeto condutivo for de- tectado entre as garras.
[0516] Novamente com referência à Figura 89, de acordo com um outro aspecto, o circuito de controle 23142 pode ser integrado em um controlador cirúrgico central 23140 pareado (por exemplo, sem fio) com o instrumento eletrocirúrgico 23102. Em tal aspecto, o cubo cirúr- gico 23140 pode ser pré-carregado com configurações de cirur- gião/usuário referentes à detecção de um objeto condutivo entre as garras. Em um exemplo, uma configuração de cirurgião/usuário com- preende evitar o disparo se um objeto condutivo for detectado entre as garras. Em outro exemplo, uma configuração de cirurgião/usuário com- preende alertar antes de permitir o disparo se um objeto condutor for detectado entre as garras. Em ainda um outro aspecto, uma configu- ração de cirurgião/usuário compreende permitir que o cirurgião/usuário cancele um alerta. Em ainda um outro aspecto, uma configuração de cirurgião/usuário compreende uma reinicialização temporária que per- mite que o cirurgião/usuário remedeie a situação (por exemplo, mova as garras, remova o objeto condutivo) antes de verificar novamente a continuidade.
[0517] Novamente com referência à Figura 89, de acordo com ainda outro aspecto, o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para verificar a continuidade para cruzar deliberadamente uma linha de grampos. Aqui, em alguns procedimen- tos cirúrgicos, pode ser benéfico ter cruzamento de linhas de grampos para assegurar uma transecção contígua (por exemplo, ressecções de pulmão, especialmente cunhas de vários ângulos, procedimentos de luva, etc.). Em um tal aspecto, após a continuidade é detectada, o cir- cuito de controle pode ser configurado para fornecer um alerta (por exemplo, audível e/ou visual) para o cirurgião (por exemplo, através de uma interface de usuário de um componente do instrumento cirúrgico 23138, 23128, e/ou 23118 e/ou uma interface de usuário associada com um controlador cirúrgico central 23148 e/ou 23158) em relação à detecção de um objeto condutivo (por exemplo, linha de grampos exis- tentes) entre as garras.
[0518] Novamente com Referência à Figura 89, de acordo com ou- tros aspectos, o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para receber dados de um banco de dados in- terno (por exemplo, na memória de um componente do instrumento cirúrgico 23136, 23126 e/ou 23116 ou um banco de dados do contro- lador cirúrgico central 23149) e/ou um banco de dados externo (por exemplo, de um banco de dados do controlador cirúrgico central 23149, um banco de dados em nuvem 23150, etc.) ao longo do proce- dimento cirúrgico. De acordo com vários aspectos, os dados recebidos dos bancos de dados internos e/ou externos podem compreender da- dos do histórico cirúrgico (por exemplo, dados sobre procedimentos cirúrgicos anteriores realizados no paciente, dados sobre o procedi- mento cirúrgico atual, etc.). Em um exemplo, os dados do histórico ci- rúrgico podem indicar que os grampos foram usados em uma cirurgia anterior e/ou onde os grampos foram usados e os dados atuais do pro- cedimento cirúrgico podem indicar se um aplicador de clipe foi usado para aplicar clipes. Com base nos dados recebidos (por exemplo, da- dos de histórico cirúrgico etc.), o circuito de controle (23112, 23122, 23132 e/ou 23142) pode ser configurado para derivar continuamente inferências (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedi- mento em curso. Ou seja, o instrumento cirúrgico 23120 pode estar ciente da situação e pode ser configurado para, por exemplo, inferir/de- terminar que uma continuidade detectada pode ser uma linha de grampo de um procedimento cirúrgico anterior ou um clipe do procedi- mento cirúrgico atual. Como outro exemplo, se o paciente nunca reali- zou um procedimento cirúrgico, um aplicador de clipe não foi usado no procedimento cirúrgico atual e um cartucho de grampos foi disparado no procedimento cirúrgico atual, o circuito de controle pode ser confi- gurado para inferir/determine que o objeto condutor detectado entre as garras é uma linha de grampo anterior. Como outro exemplo, se o pa- ciente nunca teve um procedimento cirúrgico, um aplicador de clipe foi usado no procedimento atual e nenhum cartucho de grampos ainda foi disparado no procedimento cirúrgico atual, o circuito de controle pode ser configurado para inferir/determinar que o objeto condutor detectado entre as garras é um clipe.
Exemplos
[0519] Vários aspectos do assunto aqui descrito sob o título "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING" são defini- dos nos Exemplos a seguir:
[0520] Exemplo 1 - Um sistema cirúrgico compreende um circuito de controle e um instrumento cirúrgico. O instrumento cirúrgico compreende um conjunto de empunhadura, um conjunto de eixo de acionamento que se estende distalmente do conjunto de empunhadura e um conjunto de atuador de extremidade acoplado a uma extremidade distal do conjunto de eixo de acionamento. O conjunto de atuador de extremidade compre- ende uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivo- tante à primeira garra, e um sensor. O sensor é configurado para detectar um parâmetro associado a uma função do atuador de extremidade e transmitir o parâmetro detectado ao circuito de controle. O circuito de con- trole é configurado para analisar o parâmetro detectado com base em uma restrição definida pelo sistema e impedir pelo menos uma função do instrumento cirúrgico com base no resultado da análise. O sistema cirúr- gico compreende adicionalmente uma interface de usuário configurada para fornecer um estado atual referente a ao menos uma função impe- dida do instrumento cirúrgico.
[0521] Exemplo 2 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, sendo que a restrição definida pelo sistema compreende pelo menos um dentre um parâmetro predefinido ou um intervalo de parâmetros predefinidos com base em dados históricos associados a um procedimento cirúrgico sendo realizado pelo sistema cirúrgico.
[0522] Exemplo 3 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1 ou 2, sendo que o estado atual compreende uma primeira mensagem de que a ao menos uma função do instrumento cirúrgico é impedida e uma segunda mensagem indicando uma razão pela qual a ao menos uma função do instrumento cirúrgico é impedida.
[0523] Exemplo 4 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1, 2 ou 3, em que a interface do usuário compreende um elemento da interface do usuário selecionável para cancelar o circuito de controle para permitir pelo menos uma função do instrumento cirúrgico.
[0524] Exemplo 5 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1, 2, 3 ou 4, sendo que o sensor compreende um sensor de força acoplado ao atuador de extremidade, sendo que o parâmetro detectado compreende uma força aplicada a pelo menos uma dentre a primeira garra ou segunda garra do atuador de extremidade, e sendo que a ao menos uma função impedida através do circuito de controle compreende uma ou mais que uma para impedir o uso de um eixo de acionamento conectado, impedindo o início de um ciclo de disparo, impedindo a articulação do atuador de extremi- dade, impedindo a rotação do eixo de acionamento ou impedir que uma ou mais da primeira garra ou da segunda garra se abra.
[0525] Exemplo 6 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1, 2, 3, 4 ou
5, sendo que a função do atuador de extremidade associado ao parâ- metro detectado compreende uma função de fixação e sendo que a pelo menos uma função do instrumento cirúrgico impedida através do circuito de controle compreende uma ou mais de uma função de dissecção, uma função de coagulação, uma função de grampo ou uma função de corte.
[0526] Exemplo 7 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, compreendendo adicionalmente um controlador cirúrgico central aco- plado comunicativamente ao instrumento cirúrgico, sendo que o controla- dor cirúrgico central compreende o circuito de controle.
[0527] Exemplo 8 - O sistema cirúrgico do Exemplo 7, sendo que um dentre o conjunto de empunhadura ou o controlador cirúrgico central com- preende a interface de usuário.
[0528] Exemplo 9 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1,2,3,4,5, 6, 7 ou 8, sendo que um dos conjuntos de empunhadura, conjunto de eixo de acionamento ou conjunto de atuador de extremidade do instru- mento cirúrgico compreende o circuito de controle.
[0529] Exemplo 10 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3, 4,5, 6,7,8 ou 9, sendo que o conjunto de eixo de acionamento compreende um sensor configurado para detectar um parâmetro de eixo de aciona- mento associado a uma função do eixo e transmitir o parâmetro de eixo de acionamento detectado ao circuito de controle. O circuito de con- trole é configurado adicionalmente para evitar a ao menos uma função do instrumento cirúrgico adicionalmente com base no parâmetro do eixo de acionamento detectado.
[0530] Exemplo 11 - Um sistema cirúrgico compreende um controla- dor cirúrgico central e um instrumento cirúrgico acoplado de modo comu- nicativo ao controlador cirúrgico central. O instrumento cirúrgico compre- ende um conjunto de empunhadura, um conjunto de eixo de acionamento que se estende distalmente do conjunto de empunhadura e um conjunto de atuador de extremidade acoplado a uma extremidade distal do con- junto de eixo de acionamento. O conjunto de atuador de extremidade compreende uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, e um sensor. O sensor é configurado para de- tectar um parâmetro associado a uma função do atuador de extremidade e transmitir o parâmetro detectado ao controlador cirúrgico central. O con- trolador cirúrgico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. A memória armazena instruções executáveis pelo processador para analisar o parâmetro detectado com base em uma restrição definida pelo sistema e evitar ao menos uma função do instru- mento cirúrgico com base em um resultado da análise. O sistema cirúr- gico compreende adicionalmente uma interface de usuário configurada para fornecer um estado atual referente a ao menos uma função impe- dida do instrumento cirúrgico.
[0531] Exemplo 12 - O sistema cirúrgico do Exemplo 11, sendo que a restrição definida pelo sistema compreende pelo menos um dentre um parâmetro predefinido ou um intervalo de parâmetros predefinidos com base em dados históricos associados a um procedimento cirúrgico sendo realizado pelo sistema cirúrgico.
[0532] Exemplo 13 - O sistema cirúrgico do Exemplo 11 ou 12, sendo que o estado atual compreende uma primeira mensagem de que a ao menos uma função do instrumento cirúrgico é impedida e uma segunda mensagem indicando uma razão pela qual a ao menos uma função do instrumento cirúrgico é impedida.
[0533] Exemplo 14 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 11, 12 ou 13, em que a interface do usuário compreende um elemento da inter- face do usuário selecionável para cancelar o controlador cirúrgico cen- tral para permitir ao menos uma função do instrumento cirúrgico.
[0534] Exemplo 15 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 11, 12, 13 ou 14, sendo que o sensor compreende um sensor de força acoplado ao atuador de extremidade, sendo que o parâmetro detectado compre- ende uma força aplicada a pelo menos uma dentre a primeira garra ou segunda garra do atuador de extremidade, e sendo que a ao menos uma função impedida através do controlador cirúrgico central compre- ende uma ou mais que uma para impedir o uso de um eixo de aciona- mento conectado, impedindo o início de um ciclo de disparo, impedindo a articulação do atuador de extremidade, impedindo a rotação do eixo de acionamento ou impedir que uma ou mais da primeira garra ou da segunda garra se abra.
[0535] Exemplo 16 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 11, 12, 13, 14 ou 15, sendo que a função do atuador de extremidade associado ao parâmetro detectado compreende uma função de fixação e sendo que a pelo menos uma função do instrumento cirúrgico impedida atra- vés do controlador cirúrgico central compreende uma ou mais de uma função de dissecção, uma função de coagulação, uma função de grampo ou uma função de corte.
[0536] Exemplo 17 - O sistema cirúrgico do Exemplo 11, 12, 13, 14, 15, ou 16, sendo que ao menos um dentre o conjunto de empunhadura ou o controlador cirúrgico central compreende a interface de usuário.
[0537] Exemplo 18 - O sistema cirúrgico do Exemplo 11,12, 13, 14, 15, 16 ou 17, sendo que o conjunto de eixo de acionamento compreende um sensor configurado para detectar um parâmetro de eixo de aciona- mento associado a uma função do eixo e transmitir o parâmetro de eixo de acionamento detectado ao controlador cirúrgico central. A Memória armazena adicionalmente instruções executáveis pelo processador para evitar a ao menos uma função do instrumento cirúrgico adicional- mente com base no parâmetro do eixo de acionamento detectado.
[0538] O Exemplo 19 - Uma mídia legível por computador não transi- tória armazena instruções legíveis por computador que, quando executa-
das, fazem com que uma máquina analise um parâmetro detectado, asso- ciado a uma função de um atuador de extremidade de um sistema cirúr- gico, com base em uma restrição definida pelo sistema, o sistema cirúrgico incluindo um conjunto de empunhadura, um conjunto de eixo de aciona- mento que se estende distalmente do conjunto de empunhadura e um con- junto de atuador de extremidade acoplado a uma extremidade distal do conjunto de eixo de acionamento. O conjunto de atuador de extremidade compreende uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, e um sensor configurado para detectar o parâà- metro detectado e transmitir o parâmetro detectado para a máquina. As instruções, quando executadas, fazem adicionalmente com que a máquina evite ao menos uma função do sistema cirúrgico com base em um resul- tado da análise, e gere uma interface de usuário. A interface de usuário fornece um estado atual referente a ao menos uma função impedida do sistema cirúrgico.
[0539] Exemplo 20 - a mídia não transitória legível por computador do Exemplo 19 compreende adicionalmente instruções que, quando executadas, fazem ainda com que a máquina gere um elemento de cancelamento na interface de usuário. O elemento de cancelamento é selecionável para permitir a ao menos uma função do sistema cirúr- gico. Sistemas de segurança para grampeamento cirúrgico inteligente equi- pado com motor Sistemas de segurança para avaliar parâmetros operacionais
[0540] Vários aspectos da presente invenção são direcionados a sistemas de segurança aprimorados capazes de adaptar, controlar, e/ou ajuste de operações de acionamento interno de um instrumento cirúr- gico em resposta a parâmetros de tecido detectados através de um ou mais de um sensor do instrumento cirúrgico. Mais especificamente, vá- rios aspectos são direcionados para a detecção e indicação de uma adequação dos atuais parâmetros do dispositivo a parâmetros de tecido detectados.
[0541] Por exemplo, parâmetros de tecido detectados podem in- cluir um tipo de tecido, uma espessura do tecido, uma rigidez do tecido, uma posição do tecido sobre uma anatomia de um paciente, a vascu- larização do tecido, etc., e parâmetros de dispositivo atuais podem in- cluir cor de cartucho, tipo de cartucho, compostos auxiliares, carga do grampo, vão, taxa de disparo, etc. Dessa forma, de acordo com aspec- tos da presente invenção, a detecção fisiológica pode indicar uma uti- lização inadequada de um dispositivo ou um componente do mesmo e/ou um posicionamento inadequado do dispositivo.
[0542] Em um exemplo, um uso inadequado de um instrumento ci- rúrgico ou um componente do mesmo e/ou um posicionamento inade- quado do instrumento cirúrgico pode ser determinado, por meio de um circuito de controle associado, com base na detecção fisiológica detec- tada por meio de um ou mais de um sensor nas garras do atuador de extremidade. Em tal exemplo, após o uso inadequado ser determinado e/ou o posicionamento inadequado ser determinado, o circuito de con- trole associado pode impedir que uma ou mais de uma funcionalidade (por exemplo, grampeamento) do atuador de extremidade seja execu- tada. Além disso, nesse exemplo, o circuito de controle associado pode permitir uma ou mais de uma funcionalidade do atuador de extremidade, se o circuito de controle associado determinar que o instrumento cirúrgico ou o seu componente e/ou o posicionamento do instrumento cirúrgico fo- ram retificados (por exemplo, cartucho inadequado de grampos substitu- ído, instrumento cirúrgico reposicionado, etc.) ou um cancelamento foi recebido (por exemplo, através de uma interface de usuário no instru- mento cirúrgico, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instru- mento cirúrgico, na sala cirúrgica, etc.)
[0543] Com referência à Figura 94, de acordo com vários aspectos da presente invenção, um sistema cirúrgico 24200 pode compreender um circuito de controle (24212, 24222, 24232 e/ou 24242, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais), uma interface de usuário (24214, 24224, 22234, 24244 e/ou 24254, por exemplo, em linha tracejada para mostrar localizações opcionais) e um instrumento cirúrgico 24202. O instrumento cirúrgico 24202 inclui uma pluralidade de componentes, como o Componente-A 24216 ao Componente-N 24218 do conjunto de atuador de extremidade 24210 e da mesma forma, em forma abreviada para fins de ilustração, Componente-A (C- A) ao Componente-N (C-N) do conjunto de eixo de acionamento 24220 e do conjunto de empunhadura 24230, respectivamente. Em vários as- pectos, cada componente do instrumento cirúrgico 24202 pode com- preender ao menos um parâmetro de dispositivo. Por exemplo, o Com- ponente-A 24216 do conjunto de atuador de extremidade 24210 pode incluir os parâmetros PAa a PAn 24217, o Componente-N 24218 do conjunto de atuador de extremidade 24210 pode incluir os parâmetros PNa a PNn 24219, e assim por diante. Como outro exemplo, cada um de C-A a C-N do conjunto de eixo de acionamento 24220 e cada um de C-A a C-N do conjunto de empunhadura 24230 pode incluir de ma- neira semelhante pelo menos um parâmetro de dispositivo. Cada com- ponente pode ser configurado para transmitir seus respectivos parâ- metros do dispositivo ao circuito de controle. O instrumento cirúrgico 24202 inclui adicionalmente um sensor (24213, 24223, e/ou 24233) configurado para detectar um parâmetro de tecido associado a uma função do instrumento cirúrgico e transmitir os parâmetros de tecido detectados ao circuito de controle. O circuito de controle pode ser con- figurado para analisar o parâmetro de tecido detectado em cooperação com cada respectivo parâmetro de dispositivo com base nas constri- ções predefinidas do sistema.
[0544] Novamente com referência à Figura 94, o circuito de controle
24212, 24222 e/ou 24232 (por exemplo, mostrado como um elemento do conjunto de atuador de extremidade 24210, o conjunto de eixo de acionamento 24220, e o conjunto de empunhadura 24230, respectiva- mente) pode, em vários aspectos, ser integrados em um ou mais de um dentre a pluralidade de componentes (por exemplo, uma empunhadura do conjunto de empunhadura 24230, um eixo de acionamento do con- junto de eixo de acionamento 24220, e um atuador de extremidade do conjunto de atuador de extremidade 24210, um cartucho de grampos do conjunto de atuador de extremidade, etc.) do instrumento cirúrgico 24202 ou integrado em um controlador cirúrgico central 24240 (por exemplo, 24242) emparelhado (por exemplo, de modo sem fio) ao ins- trumento cirúrgico 24202. De modo similar, o sensor ou sensores 24213, 24223 e/ou 24233; a interface de usuário 24214, 24224 e/ou 24234; e a memória 24215, 24225 e/ou 24235 (por exemplo, mostrada como ele- mentos do conjunto de atuador de extremidade 24210, o conjunto de eixo de acionamento 24220 e o conjunto de empunhadura 24230, res- pectivamente) podem, em vários aspectos, ser integrados em um ou mais de um dentre a pluralidade de componentes.
Notavelmente, de acordo com vários aspectos, o instrumento cirúrgico 24202 e/ou o con- trolador cirúrgico central 24240 pode ser um instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional e/ou um controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional.
O reconhecimento situacional se refere à capacidade de um sistema cirúrgico, por exemplo, 24200, para determi- nar ou inferir informações relacionadas a um procedimento cirúrgico a partir de dados recebidos a partir de bases de dados (por exemplo, da- dos de histórico associado a um procedimento cirúrgico) e/ou instrumen- tos cirúrgicos (por exemplo, dados do sensor durante um procedimento cirúrgico). Por exemplo, as informações determinadas ou inferidas po- dem incluir o tipo de procedimento que está sendo realizado, o tipo de tecido que está sendo operado, a cavidade do corpo que é o assunto do procedimento etc. Com base nessas informações contextuais relaciona- das ao procedimento cirúrgico, o sistema cirúrgico pode, por exemplo, controlar um instrumento cirúrgico emparelhado ou um componente do mesmo e/ou fornecer informações ou sugestões contextualizadas a um cirurgião durante todo o curso do procedimento cirúrgico.
[0545] De acordo com um aspecto, um controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional (por exemplo, 24240) é emparelhado (por exemplo, sem fio) com um instrumento cirúrgico 24202 sendo utili- zado para executar um procedimento cirúrgico. Em tal aspecto, o instru- mento cirúrgico 24202 pode compreender uma pluralidade de componen- tes, incluindo um atuador de extremidade (por exemplo, Componente-A 24216). O atuador de extremidade 24216 pode compreender uma pri- meira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, uma lâmina de corte, e um sensor integrado 24213 configurado para detectar um parâmetro de tecido associado a uma função (por exemplo, dissecar, prender, coagular, cortar, grampear, etc.) do atuador de extremidade 24216, e transmitir os parâmetros de tecido detectados para um circuito de controle 24242 do controlador cirúrgico central 24240. Cada um dentre a pluralidade de componentes do instrumento cirúrgico 24202 (por exemplo, Componente-N 24218, por exemplo, um cartucho de grampos, etc.), incluindo o atuador de extremidade 24216, é também configurado para transmitir seu respectivo parâmetro ou parâmetros de dispositivo (por exemplo, 24219 e 24217, respectivamente) para o con- trolador cirúrgico central 24240. Notavelmente, deve ser entendido que um sensor (por exemplo, 24213), conforme aqui mencionado e em outros aspectos revelados, pode compreender uma pluralidade de sensores configurados para detectar uma pluralidade de parâmetros de tecido as- sociados a uma pluralidade de funções de conjunto de atuador de extre- midade 24216. Dessa forma, além disso, nesse aspecto, o circuito de controle do controlador cirúrgico central 24242 pode ser configurado para receber esses dados de parâmetro (por exemplo, parâmetro(s) de tecido detectado(s), parâmetro de dispositivo de cada componente incluindo o atuador de extremidade, etc.) ao longo do curso do procedimento cirúr- gico.
Um parâmetro de tecido detectado pode ser recebido cada vez que uma função de atuador de extremidade associada (por exemplo, dissec- ção, preensão, coagulação, corte, grampeamento, etc.) deve ser reali- zada.
O circuito de controle do controlador cirúrgico central 24242 pode ser configurado adicionalmente para receber dados de um banco de da- dos interno (por exemplo, uma base de dados do controlador cirúrgico central 24249) e/ou uma base de dados externa (por exemplo, a partir de um banco de dados na nuvem 24269) durante todo o curso do procedi- mento cirúrgico.
De acordo com vários aspectos, os dados recebidos das bases de dados internos 24249 e/ou externos 24269 podem compreen- der dados procedimentais (por exemplo, etapas para executar o procedi- mento cirúrgico, dados indicando os respectivos parâmetros do disposi- tivo associados ao procedimento cirúrgico) e/ou dados históricos (por exemplo, dados indicando parâmetros esperados do tecido com base em dados históricos associados ao procedimento cirúrgico, dados de histó- rico cirúrgico do paciente, etc.). Em vários aspectos, os dados procedi- mentais podem compreender procedimentos de atendimento padrão atu- ais/reconhecidos para o procedimento cirúrgico e os dados históricos po- dem compreender parâmetros de tecido preferenciais/ideais e/ou inter- valos de parâmetros de tecido preferenciais/ideais para cada parâmetro de tecido recebido com base em dados históricos associados ao proce- dimento cirúrgico (por exemplo, restrições definidas pelo sistema). Com base nos dados recebidos (por exemplo, dados de parâmetro, dados in- ternos e/ou externos, etc.), o circuito de controle do controlador cirúrgico central 24242 pode ser configurado para derivar continuamente inferên- cias (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedimento cirúr-
gico em andamento. Ou seja, o controlador cirúrgico central com reco- nhecimento situacional pode ser configurado para, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento cirúrgico para gerar relatórios, verificar OS passos que estão a ser tomadas pelo cirurgião para realizar o proce- dimento cirúrgico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma interface de usuário associada ao controlador cirúrgico central 24244 elou 24254 e/ou o instrumento cirúrgico 24214, 24224, e/ou 24234) que pode ser pertinente para uma determinada etapa processual, controlar uma função do instrumento cirúrgico, etc.
[0546] De acordo com outro aspecto, um instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional (por exemplo, 24202) pode ser utilizado para executar um procedimento cirúrgico. Em tal aspecto, conforme descrito aqui, o instrumento cirúrgico 24202 pode compreender uma pluralidade de componentes, incluindo um atuador de extremidade
24216. O atuador de extremidade pode compreender uma primeira garra, uma segunda garra acoplada de modo pivotante à primeira garra, uma lâmina de corte, e um sensor integrado 24213 configurado para detectar um parâmetro de tecido associado a uma função (por exemplo, dissecar, prender, coagular, cortar, grampear, etc.) do atua- dor de extremidade 24216, e transmitir os parâmetros de tecido detec- tados para um circuito de controle. Notavelmente, em um tal aspecto, o parâmetro de tecido detectado pode ser transmitido para um circuito de controle 24212 integrado do atuador de extremidade 24216. Cada um dentre a pluralidade de componentes do instrumento cirúrgico (por exemplo, o controlador de componente 24218, por exemplo, o cartucho de grampos, etc.), incluindo o atuador de extremidade 24216, é confi- gurado para transmitir seu respectivo parâmetro(s) de dispositivo ao circuito de controle do atuador de extremidade integrado 24212. Nesse aspecto, o circuito de controle integrado ao atuador de extremidade 24212 pode ser configurado para receber esses dados de parâmetro
(por exemplo, parâmetro(s) de tecido detectado(s), parâmetro(s) de dispositivo de cada componente incluindo o atuador de extremidade, etc.) ao longo do curso do procedimento cirúrgico.
Um parâmetro de tecido detectado pode ser recebido cada vez que uma função de atu- ador de extremidade associada (por exemplo, dissecção, preensão, coagulação, corte, grampeamento, etc.) deve ser realizada.
O circuito de controle integrado ao atuador de extremidade 24212 pode ser con- figurado adicionalmente para receber dados de uma base de dados interna (por exemplo, o atuador de extremidade de memória 24215) e/ou uma base de dados externa (por exemplo, a partir de uma base de dados na nuvem 24269 através de um controlador cirúrgico central 24240, de uma base de dados de controlador cirúrgico central 24249, etc.) durante o curso do procedimento cirúrgico.
De acordo com vários aspectos, nos dados recebidos a partir e/ou bases de dados internas e/ou externas podem compreender dados de cartucho de grampos (por exemplo, tamanhos e/ou tipos de grampos associados com um cartu- cho de grampos (por exemplo, 24218) para que um parâmetro ou pa- râmetros de dispositivo foram recebidos pelo circuito de controle do atuador de extremidade 24212) e/ou em dados históricos (por exem- plo, dados que indicam tecidos esperados e/ou tipos de grampos a se- rem grampeados com base nos dados históricos). Em vários aspectos, os dados internos e/ou externos podem compreender parâmetros de tecido preferenciais/ideais e/ou intervalos de parâmetros de tecido pre- ferenciais/ideais para cada parâmetro de dispositivo recebido com base em dados históricos associados ao procedimento cirúrgico (por exemplo, restrições definidas pelo sistema). Em um exemplo, os dados internos e/ou externos podem compreender parâmetros de tecido pre- ferenciais/ideais e/ou faixas de parâmetros de tecido preferenciais/ide- ais para tecidos e/ou tipos de tecidos esperados ou para os tamanhos e/ou tipos de grampos associados ao parâmetro de dispositivo do car- tucho de grampos (por exemplo, 24218) com base em dados históricos (por exemplo, restrições definidas pelo sistema). Com base nos dados recebidos (por exemplo, dados de parâmetro, dados internos e/ou ex- ternos, etc.), o circuito de controle do atuador de extremidade 24212 pode ser configurado para derivar continuamente inferências (por exemplo, informações contextuais) sobre o procedimento em anda- mento.
Notavelmente, de acordo com um aspecto alternativo, o sensor integrado 24213 do atuador de extremidade 24216 pode transmitir o(s) parâmetro(s) de tecido detectado(s) para um circuito de controle (por exemplo, 24222 e/ou 24232) associado a outro componente do instru- mento cirúrgico, por exemplo, uma empunhadura do conjunto de em- punhadura 24230. Em tal aspecto, esse outro circuito de controle de componente de instrumento cirúrgico (por exemplo, 24222 e/ou 24232) pode ser configurado de forma semelhante para executar os vários as- pectos do circuito de controle de atuador de extremidade 24212, como descrito acima.
No fim, o instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional (por exemplo, 24202) pode ser configurado para, por exem- plo, alertar seu usuário (por exemplo, através de uma interface de usu- ário do atuador de extremidade 24214, por meio de uma interface de usuário de um outro componente de instrumento cirúrgico 24224 e/ou 24234, por exemplo, a empunhadura do conjunto de empunhadura 24230, ou por meio de uma interface de usuário 24244 associada com um controlador cirúrgico central 24240 acoplado ao instrumento cirúr- gico 24202) de uma discrepância.
Por exemplo, a discrepância pode incluir um parâmetro de tecido detectado que excede um parâmetro de tecido ideal/preferencial e/ou uma faixa de parâmetros de tecido prefe- rencial/ideais associados com esses tamanhos e/ou tipos de grampos ou com os tecidos e/ou tipos de tecidos esperados.
Como um outro exemplo, o instrumento cirúrgico som reconhecimento situacional (por exemplo, 24202) pode ser configurado para controlar uma função de instrumento cirúrgico baseada na discrepância. De acordo com ao me- nos um aspecto, o instrumento cirúrgico com reconhecimento situaci- onal (por exemplo, 24202) pode evitar uma função cirúrgica com base em uma discrepância. Posicionamento inadequado do dispositivo
[0547] De acordo com vários aspectos da presente invenção, a de- tecção fisiológica (por exemplo, detectada através de um ou mais de um sensor) pode indicar problemas de posicionamento do dispositivo. Mais especificamente, de acordo com esses aspectos, uma incompa- tibilidade fisiológica pode estar presente dentro/entre uma primeira garra e uma segunda garra de um atuador de extremidade (por exem- plo, após preensão) e funcionalidade adicional (por exemplo, coagula- ção, corte, grampeamento, etc.) do atuador de extremidade pode ser proibida/impedida.
[0548] De acordo com vários aspectos, o procedimento cirúrgico pode compreender a ressecção de tecido alvo (por exemplo, um tumor). Com referência à Figura 92, por exemplo, uma porção de tecido do pa- ciente 24000 pode compreender um tumor 24002. Em tal aspecto, uma margem cirúrgica 24004 pode ser definida ao redor do tumor 24002. Notavelmente, durante um procedimento cirúrgico, é ideal para evitar e/ou minimizar a ressecção de tecido saudável que circunda um tumor. No entanto, para garantir a remoção completa do tumor, os procedimen- tos padrão/reconhecidos de cuidado atuais associados a esse procedi- mento cirúrgico podem endossar a ressecção de uma margem cirúrgica predeterminada definida por uma distância ao redor do tumor e/ou faixa de margem cirúrgica predeterminada definida por um faixa de distância ao redor do tumor. Em um aspecto, a margem cirúrgica endossada pode ser dependente de tumor (por exemplo, com base no tipo de tumor, ta-
manho do tumor, etc.). Em outro aspecto, a margem cirúrgica endos- sada pode depender de uma extensão da microinvasão do tumor no tecido circundante. Em outros aspectos, a margem cirúrgica endossada pode ser correlacionada à melhora da sobrevida a longo prazo com base em dados históricos associados a esse tumor e/ou a esse proce- dimento cirúrgico. Em ainda outros aspectos, um circuito de controle as- sociado (por exemplo, na vista da Figura 94, no instrumento cirúrgico, em um componente do instrumento cirúrgico 24212, 24222, 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242, etc.) pode ajustar proativamente uma margem cirúrgica endos- sada com base nos dados recebidos de um banco de dados interno 24215, 24225 e/ou 24235 e/ou base de dados externa 24249 e/ou 24269 (por exemplo, dados do histórico cirúrgico do paciente, dados do histórico médico do paciente, padrão de procedimentos de atendimento para tumores recorrentes etc. da nuvem, de um controlador cirúrgico central, etc.). Nesse aspecto, voltando à Figura 92, uma margem cirúr- gica normalmente endossada (por exemplo, 24004) pode ser alterada por uma quantidade/distância determinada (por exemplo, 24010) para uma margem cirúrgica ajustada (por exemplo, 24012) com base nos da- dos recebidos (por exemplo, os dados cirúrgicos e/ou dados do histórico médico desse paciente podem sugerir que o tumor pode ter invadido ainda mais o tecido circundante, que o paciente já pode ter um caso de tumor recorrente etc.)
[0549] Além disso, em vários aspectos, após uma margem cirúrgica alvo (por exemplo, 24004 e/ou 24012) ser estabelecida para um procedi- mento cirúrgico, pode ser difícil identificar e ressecar eficientemente e/ou precisamente o tumor e/ou sua margem cirúrgica alvo durante um proce- dimento cirúrgico. Referindo novamente a Figura 94, de acordo com vários aspectos da presente invenção, um atuador de extremidade (por exemplo, 24216) de um instrumento cirúrgico 24202 pode compreender um primeiro sensor (por exemplo, 24213) configurado para medir um primeiro sinal e transmitir o primeiro sinal para um circuito de controle associado (por exemplo, no instrumento cirúrgico, em um componente do instrumento ci- rúrgico 24212, 24222 e / ou 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242, etc.). Em um tal aspecto, um se- gundo sensor configurado para medir um segundo sinal e transmitir o se- gundo sinal para o circuito de controle associado pode ser posicionado sobre/dentro do tumor (ver Figura 92, por exemplo, 24006, de uma posição central em relação ao tumor) antes do uso do instrumento cirúrgico para ressecar o tumor. Aqui, de acordo com vários aspectos, o segundo sensor pode ser separado do instrumento cirúrgico. Além disso, e/ou alternativa- mente, em tal aspecto, o segundo sensor pode compreender um sensor posicionado em uma periferia do tumor (consulte a Figura 92, por exemplo, 24008) antes do uso do instrumento cirúrgico para ressecar o tumor. De acordo com um outro aspecto, uma pluralidade de segundos sensores pode ser posicionada ao redor da periferia do tumor. Aqui, nesses aspec- tos, o circuito de controle pode ser configurado para calcular dinamica- mente uma distância entre o primeiro sensor e o segundo sensor com base no primeiro sinal e no segundo sinal. De acordo com vários aspectos, o primeiro sensor pode ser posicionado em/perto da lâmina cortante do atu- ador de extremidade. Métodos de exemplo adicionais para detectar uma margem cirúrgica alvo são descritos na Publicação do Pedido de Patente U.S. No. 2016/0192960, intitulado SYSTEM AND METHOD FOR A TIS- SUE RESECTION MARGIN MEASUREMENT DEVICE, a descrição do qual está aqui incorporada a título de referência.
[0550] Em um exemplo, se o segundo sensor é posicionado so- bre/dentro do tumor (por exemplo, em uma posição central, 24006), o cir- cuito de controle pode ser adicionalmente configurado para determinar uma margem de distância entre o segundo sensor e a margem cirúrgica alvo estabelecida para o procedimento cirúrgico. Em tal exemplo, o circuito de controle pode comparar a distância calculada dinamicamente (por exemplo, entre o primeiro sensor e o segundo sensor) até essa distância de margem determinada para localizar com eficiência e precisão o atuador de extremidade (por exemplo, lâmina de corte) na margem cirúrgica de destino (por exemplo, quando a distância calculada dinamicamente é igual ou substancialmente igual à distância de margem determinada, o atuador de extremidade está posicionado corretamente). O circuito de controle pode ser configurado para utilizar tal técnica para localizar de maneira efi- ciente e precisa o atuador de extremidade (por exemplo, a lâmina de corte) ao redor da margem cirúrgica de destino (por exemplo, durante a ressec- ção).
[0551] Em outro exemplo, se o segundo sensor é posicionado na pe- riferia do tumor ou uma pluralidade de segundos sensores são posiciona- dos ao redor de uma periferia do tumor, por exemplo, 24008, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para determinar uma mar- gem de distância entre o segundo sensor ou sensores e a margem cirúr- gica alvo estabelecida para o procedimento cirúrgico. Em tal exemplo, o circuito de controle pode comparar a distância calculada dinamicamente (por exemplo, entre o primeiro sensor e o segundo sensor) até essa dis- tância de margem determinada para localizar com eficiência e precisão o atuador de extremidade (por exemplo, lâmina de corte) na margem cirúr- gica de destino (por exemplo, quando a distância calculada dinamica- mente é igual ou substancialmente igual à distância de margem determi- nada, o atuador de extremidade está posicionado corretamente). O circuito de controle pode ser configurado para utilizar tal técnica para localizar de maneira eficiente e precisa o atuador de extremidade (por exemplo, a là- mina de corte) ao redor da margem cirúrgica de destino (por exemplo, du- rante a ressecção). Um tal aspecto pode ser benéfico quando o tumor é anormalmente moldado.
[0552] Novamente com Referência à Figura 94, de acordo com vá- rios aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para informar o cirurgião (por exemplo, em tempo real por meio de uma interface de usuário no instrumento cirúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma inter- face de usuário em um controlador cirúrgico central acoplado ao instru- mento cirúrgico 24244 e/ou uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) quando o atuador de extremidade (por exemplo, ou a lâ- mina de corte do mesmo) está localizado/posicionado adequadamente em relação à margem cirúrgica de destino (por exemplo, 24004 e/ou 24012). Por exemplo, a interface do usuário pode compreender pelo menos uma de i) uma imagem de vídeo do sítio cirúrgico com uma so- breposição digital indicando a margem cirúrgica alvo para o cirurgião confirmar visualmente que o atuador de extremidade (por exemplo, 24216) está posicionado no alvo margem cirúrgica e/ou navegar no atu- ador de extremidade (por exemplo, ou a lâmina de corte) em relação à margem cirúrgica alvo, ii) retroinformação háptico no próprio instru- mento cirúrgico 24202 para indicar que a lâmina de corte do atuador de extremidade está posicionado na margem cirúrgica alvo e/ou iii) retroin- formação auditiva para indicar que a lâmina de corte do atuador de ex- tremidade está posicionada na margem cirúrgica alvo.
[0553] Novamente com referência à Figura 94, de acordo com as- pectos adicionais, o circuito de controle pode ser configurado para im- pedir que o instrumento cirúrgico 24202 dispare se o atuador de extre- midade (por exemplo, lâmina de corte) estiver muito perto e/ou dentro de uma margem cancerosa (por exemplo, dentro da margem cirúrgica alvo, para fechar o tecido circundante micro invadido pelo tumor, etc.). De acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser adicional- mente configurado para receber um comando de cancelamento (por exemplo, através da interface de usuário no instrumento cirúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244 e/ou uma in- terface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o dis- paro continue. Em um exemplo, essa interface de usuário pode compre- ender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o disparo continue, por exemplo, 24251. Nesse aspecto, o circuito de controle pode continuar a acompanhar o atuador de extremidade (por exemplo, ou a lâmina de corte do mesmo) com relação à margem can- cerosa. Adicionalmente, em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme descrito. De acordo com outros aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo até um evento de reinicialização ocorrer (por exemplo, abertura das garras do atuador de extremidade e o reposicionamento das garras do atuador de extremidade em relação à margem cance- rosa).
[0554] Novamente com referência à Figura 94, de acordo com outros aspectos da presente descrição, um ou mais de um sensor de um sis- tema cirúrgico 24200 pode detectar o fluxo sanguíneo através do tecido preso entre/dentro de uma primeira garra e uma segunda garra de um atuador de extremidade (por exemplo, 24216). Por exemplo, um detector de imagem doppler (por exemplo, integrado no atuador de extremidade 24213, acoplado a um controlador cirúrgico central, por exemplo, um componente de detecção de parâmetro 24253 compreendendo um de- tector de imagem doppler, etc.) pode ser configurado para localizar e identificar vasos sanguíneos que não seriam visíveis de outra forma em um sítio cirúrgico (por exemplo, por meio de laser vermelho, verde e/ou azul) e uma análise de contraste de manchas pode ser realizada para determinar a quantidade e/ou velocidade do fluxo sanguíneo através de tais vasos sanguíneos. Notavelmente, em um exemplo, pode ser dese- jado a vedação de alguns vasos sanguíneos (por exemplo, associados a um tumor) mas não vedar outros (por exemplo, associados com os teci- dos/órgãos saudáveis). Desse modo, um circuito de controle associado (por exemplo, no instrumento cirúrgico, em um componente do instru- mento cirúrgico 24212, 24, 222 e/ou 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242 etc.) pode ser configu- rado para impedir que o instrumento cirúrgico 24202 dispare se o fluxo sanguíneo exceder uma quantidade e/ou velocidade predeterminada de fluxo sanguíneo. De acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de cancela- mento (por exemplo, através da interface de usuário no instrumento ci- rúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um con- trolador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244 e/ou uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o disparo continue (por exemplo, se o fluxo sanguíneo é associado com o tumor). Em um exemplo, essa interface de usuário pode compreender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o dis- paro continue, por exemplo, 24251. Nesse aspecto, o circuito de controle pode continuar a monitorar o fluxo sanguíneo do tecido preso. Adicional- mente, em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um co- mando de cancelamento conforme descrito. De acordo com outros as- pectos, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo até um evento de reinicialização ocorrer (por exemplo, a abertura das garras e reposicionamento das garras do atuador de extremidade em re- lação ao vaso sanguíneo compreendendo um fluxo sanguíneo que ex- cede a quantidade predefinida e/ou a velocidade de fluxo sanguíneo).
[0555] Novamente com referência à Figura 94, de acordo com ou- tros aspectos da presente invenção, um ou mais de um sensor de um sistema cirúrgico 24200 pode detectar um aumento da pressão arterial concomitante com e/ou imediatamente após a preensão do tecido en- tre/dentro de uma primeira garra e uma segunda garra de um atuador de extremidade (por exemplo, 24216). Por exemplo, um monitor de pressão arterial (por exemplo, acoplado ao controlador cirúrgico central, por exemplo, componente de detecção de parâmetro 24253 compreen- dendo um monitor de pressão arterial, etc.) pode detectar o aumento da pressão sanguínea contemporânea à preensão.
De acordo com vários aspectos, o sistema cirúrgico 24200 é dotado de reconhecimento situa- cional e pode inferir que o aumento detectado na pressão arterial foi causado pela preensão do tecido entre/dentro das garras do atuador de extremidade.
Por exemplo, um vaso sanguíneo que compreende fluxo sanguíneo crítico pode ter sido capturado entre/dentro das garras, re- sultando em fluxo sanguíneo restrito.
Dessa forma, de acordo com vá- rios aspectos, um circuito de controle associado (por exemplo, no ins- trumento cirúrgico, em um componente do instrumento cirúrgico 24212, 24, 222 e/ou 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242 etc.) pode ser configurado para evitar que um instrumento cirúrgico 24202 dispare se o aumento da pressão arte- rial exceder uma quantidade predeterminada e/ou uma faixa predeter- minada.
De acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de cancela- mento (por exemplo, através da interface de usuário no instrumento ci- rúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um con- trolador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244 e/ou uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o disparo continue (por exemplo, o cirurgião observa que a pressão ar- terial diminuiu enquanto o tecido ainda está preso, o sistema cirúrgico com reconhecimento situacional atribui o aumento da pressão arterial a outra causa, etc.). Em um exemplo, essa interface de usuário pode com- preender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o disparo continue, por exemplo, 24251. Em tal aspecto, o circuito de controle pode continuar a monitorar a pressão arterial do paciente. Adicionalmente, em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configu- rado para impedir o disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme descrito. De acordo com ou- tros aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo até que um evento de reinicialização ocorra (por exemplo, abertura das garras e o reposicionamento das garras do atuador de ex- tremidade em relação ao tecido preso).
[0556] Novamente com Referência à Figura 94, de acordo com ou- tros aspectos da presente invenção, um ou mais de um sensor de um sistema cirúrgico pode detectar um feixe nervoso substancial dentro do tecido preso entre uma primeira garra e uma segunda garra de um atu- ador de extremidade (por exemplo, 24216). Por exemplo um monitor de frequência cardíaca (por exemplo, integrado no atuador de extremi- dade 24213, acoplado ao controlador cirúrgico central por exemplo, componente de parâmetro de detecção 24253 que compreende um monitor de frequência cardíaca, etc.) pode detectar um aumento na frequência cardíaca concomitante com e/ou imediatamente após a pre- ensão do tecido entre/dentro da primeira garra e da segunda garra. De acordo com vários aspectos, o sistema cirúrgico 24200 é dotado de reconhecimento situacional e pode inferir que o aumento detectado na frequência cardíaca, no contexto de dados recebidos de uma base de dados interna 24215, 24225, 24235, 24249 e/ou base de dados externa 24249 e/ou 24269 (por exemplo, informações anatômicas associadas ao sítio cirúrgico do procedimento cirúrgico sendo realizado) foram causadas pelo aperto do tecido entre/dentro das garras do atuador de extremidade. De acordo com tais aspectos, um circuito de controle as- sociado (por exemplo, no instrumento cirúrgico, em um componente do instrumento cirúrgico 24212, 24, 222 e/ou 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242 etc.) pode ser configurado para impedir que um instrumento cirúrgico 24202 dis- pare com base na inferência. Além disso, de acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para receber um comando de cancelamento (por exemplo, através da interface de usuário no ins- trumento cirúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244 e/ou uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o disparo continue (por exemplo, o cirurgião observa que frequência cardíaca do paciente diminuiu enquanto o tecido ainda está preso, o sistema cirúrgico com reconhecimento situacional atribui o au- mento da frequência cardíaca a outra causa, etc.). Em um exemplo, essa interface de usuário pode compreender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o disparo continue, por exemplo, 24251. Em tal aspecto, o circuito de controle pode continuar a monitorar a frequência cardíaca do paciente. Adicionalmente, em tal aspecto, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o dis- paro novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de can- celamento conforme descrito. De acordo com outros aspectos, o cir- cuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo até um evento de reinicialização ocorrer (por exemplo, abertura das garras e o reposicionamento das garras do atuador de extremidade em relação ao tecido preso).
[0557] Novamente com referência à Figura 94, de acordo com ou- tros aspectos da presente invenção, um ou mais de um sensor de um sistema cirúrgico 24200 pode detectar que um instrumento cirúrgico 24202 está em contato com um dispositivo energizado (por exemplo, um instrumento/dispositivo de RF). Em um exemplo, o instrumento ci- rúrgico e o dispositivo energizado podem ser acoplados de modo comu- nicativo a um controlador cirúrgico central 24240 no sistema cirúrgico
24200. Por exemplo, com referência novamente à Figura 9, um disposi- tivo/linstrumento 235 bem como um dispositivo de energia 241 podem ser acoplados a uma torre de controle modular 236 de um controlador cirúrgico central 206. Em tal exemplo, tanto um gerador 240 produzindo a energia eletrocirúrgica para o dispositivo energizado 241 e/ou um sen- sor integrado no dispositivo energizado podem ser configurados para detectar quando a impedância associada ao dispositivo energizado, cai abaixo de um valor limite por um período de tempo limite (por exemplo, impedância cai o que indica um curto). Similar à Figura 48, um sensor integrado do dispositivo energizado pode ser configurado para medir a impedância ao longo do tempo.
Vários métodos alternativos para detec- tar um curto, como aqueles descritos na Patente US nº 9.554.854, inti- tulada DETECTING SHORT CIRCUITS IN ELECTROSURGICAL ME- DICAL DEVICES, estão expressamente aqui incorporados a título de referência (por exemplo, comparar valores de impedância em diferentes posições dentro de um pulso de uma série de pulsos). De acordo com vários aspectos, o sistema cirúrgico 24200 é dotado de reconhecimento situacional e pode inferir que um curto detectado, no contexto de dados recebidos de uma base de dados interna 24215, 24225, 24235, 24249 e/ou externa 24249 e/ou 24269 (por exemplo, dados de procedimentos indicando que uma etapa e/ou a etapa atual do procedimento cirúrgico envolve o uso de um instrumento cirúrgico separado, por exemplo, um instrumento/dispositivo eletrocirúrgico), foi causado pelo instrumento ci- rúrgico separado (por exemplo, uma superfície condutora do instru- mento cirúrgico pode estar em contato com o dispositivo energizado causando o curto). De acordo com tais aspectos, um circuito de controle associado (por exemplo, no instrumento cirúrgico, em um componente do instrumento cirúrgico 24212, 24, 222 e/ou 24232, no controlador ci- rúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico e o dispositivo energi- zado 24242 etc.) pode ser configurado para impedir que um instrumento cirúrgico 24202 dispare com base na inferência.
Se um curto existe, pode ser difícil para tratar (por exemplo, coagular) tecido com energia eletrocirúrgica (por exemplo, energia de RF) e um resultado cirúrgico indesejado pode resultar (por exemplo, tratamento de tecido incompleto, aquecimento excessivo do objeto condutivo, etc.). Em tal contexto, o circuito de controle pode ser configurado para informar ao cirurgião (por exemplo, em tempo real por meio de uma interface de usuário no ins- trumento cirúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244, e/ou uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) que o curto existe e que o disparo do instrumento cirúrgico 24202 foi sus- penso.
Além disso, de acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para receber um comando de cancelamento (por exemplo, através da interface de usuário no instrumento cirúrgico 24214, 24224 e/ou 24234, uma interface de usuário em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24244 e/ou uma in- terface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o dis- paro continue (por exemplo, o cirurgião verifica se não existe curto, o tecido alvo compreende uma baixa impedância, etc.). Em um exemplo, essa interface de usuário pode compreender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o disparo continue, por exem- plo, 24251. Nesse aspecto, o circuito de controle pode continuar a mo- nitorar por um curto.
Adicionalmente, em tal aspecto, o circuito de con- trole pode ser configurado para impedir o disparo novamente, alertar o cirurgião, e/ou receber um comando de cancelamento conforme des- crito.
De acordo com outros aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para impedir o disparo até um evento de reinicialização ocorrer (por exemplo, instrumento cirúrgico reposicionado em relação ao dispositivo energizado de tal modo que eles não estejam mais em contato).
Seleção inadequada do dispositivo/uso proposto
[0558] De acordo com vários aspectos da presente invenção, a de- tecção fisiológica (por exemplo, detectada através de um ou mais de um sensor) pode indicar problemas de seleção do dispositivo/instru- mento cirúrgico. Mais especificamente, de acordo com esses aspectos, uma incompatibilidade entre dispositivo cirúrgico e tecido pode estar presente e funcionalidade adicional por exemplo, coagulação, corte, grampeamento, etc.) do atuador de extremidade pode ser proibida/im- pedida.
[0559] Com referência mais uma vez à Figura 94, de acordo com um aspecto da presente invenção, um circuito de controle (por exem- plo, em um componente do instrumento cirúrgico 24212, 24, 222 e/ou 24232, em um controlador cirúrgico central acoplado ao instrumento cirúrgico 24242, etc.) pode ser configurado para fornecer um aviso se um grampeador específico de tecido (por exemplo, um grampeador vascular) e qualquer combinação de informações detectadas (por exemplo, detectadas através de um ou mais de um sensor) sugere que o tecido alvo pode ser inadequado (por exemplo, contra indicado) para aquele grampeador de tecido específico.
[0560] A Figura 93 ilustra um exemplo de processo de segurança 24100 para abordar problemas com a seleção de dispositivo de acordo com vários aspectos da presente invenção. De acordo com pelo menos um aspecto, o processo de segurança 24100 pode ser executado/im- plementado (por exemplo, durante um procedimento cirúrgico) por um circuito de controle associado a um controlador cirúrgico central com reconhecimento situacional (por exemplo, 24242 da Figura 94) de um sistema cirúrgico (por exemplo, 24200 da Figura 94). De acordo com outros aspectos, o processo de segurança 24100 pode ser execu- tado/implementados (por exemplo, durante um procedimento cirúrgico) por um circuito de controle associado a um instrumento cirúrgico com reconhecimento situacional (por exemplo, 24212, 24222 e/ou 24232 da Figura 94) de um sistema cirúrgico (por exemplo, 24200 da Figura 94).
[0561] Com referência à Figura 93, um processo de identificação de tecido 24108 pode receber entradas compreendendo uma seleção de dispositivo 24102 (por exemplo, uma escolha de grampeador, por exem- plo, um grampeador apropriado para disparo de parênquima, um gram- peador apropriado para disparo de vasculares, um grampeador apropri- ado para disparo de brônquios, etc.), várias medidas do dispositivos 24104 detectadas por um ou mais de um sensor (por exemplo, ângulo de fechamento do atuador de extremidade, comprimento do tecido em con- tato com o atuador de extremidade, força para fechar/curva de compres- são, etc.) e informações com reconhecimento situacional 24106 (por exemplo, informações de procedimento, tendências do cirurgião, etc.).
[0562] Na vista da Figura 93, na seleção de dispositivo 24102, o cir- cuito de controle que executa/implementa o processo de segurança 24100 pode ser configurado para receber um parâmetro de dispositivo de um grampeador/dispositivo selecionado e/ou parâmetros de dispositivo asso- ciados a cada componente (por exemplo, cartucho de grampos) do gram- peador/dispositivo selecionado para indicar a seleção do dispositivo. Por exemplo, os parâmetros do dispositivo associados a um cartucho de gram- pos podem incluir um tipo de cartucho, uma cor do cartucho, adjuntos ao cartucho, um limite de carga de grampo do cartucho, um intervalo de vão para o cartucho, uma taxa de disparo para o cartucho, etc. De acordo com um aspecto, o(s) parâmetro(s) do dispositivo podem ser transmitidos pelo grampeador/dispositivo ao circuito de controle após o acoplamento ao sis- tema cirúrgico. De acordo com aspectos alternativos, a seleção de dispo- sitivo pode ser inserida através de uma interface de usuário (por exemplo, associada a um controlador cirúrgico central e/ou na sala cirúrgica, por exemplo, 24244 e/ou 24254 da Figura 94) e/ou recebida de uma base de dados interna e/ou externa (por exemplo, dados referentes ao procedi- mento cirúrgico sendo realizado e/ou instrumentos cirúrgicos disponíveis 24249 e/ou 24269 da Figura 94).
[0563] Adicionalmente na vista da Figura 93, as medidas do dispo- sitivo 24104 podem ser detectadas através de um ou mais de um sen- sor (por exemplo, conforme descrito nas Figuras 17, 18, 53, 78, etc.) associados a um atuador de extremidade (por exemplo, Componente- A, 24216 da Figura 94) e/ou outros componentes do instrumento cirúr- gico (por exemplo, Componente-N, 24218 da Figura 94, por exemplo, um cartucho de grampos). Por exemplo, um ou mais de um sensor de tecido pode ser posicionado e configurado para verificar a continuidade e/ou medir a impedância do tecido ao longo do comprimento do atua- dor de extremidade para avaliar um comprimento do tecido em contato com o atuador de extremidade (por exemplo, sensor ou sensores 738 da Figura 17 para determinar a localização do tecido usando eletrodos segmentados e/ou medir a impedância do tecido, os sensores 153468 da Figura 78 para determinar a presença de tecido ao longo do com- primento do atuador de extremidade, etc.). Como um exemplo adicio- nal, um ou mais de um sensor podem estar posicionados e configura- dos para detectar/estimar o ângulo de fechamento do atuador de ex- tremidade/garra (por exemplo, um sensor de deslocamento, por exem- plo, um sensor de posição 734 da Figura 17, para detectar o desloca- mento de um atuador de preensão/membro de acionamento, sensor de vão, por exemplo, o sensor 152008a da Figura 53, para detectar um vão entre uma primeira garra e uma segunda garra do atuador de ex- tremidade, etc.). Como um exemplo adicional, um ou mais de um sen- sor podem ser posicionados e configurados para detectar uma força para comprimir/fechar o tecido entre a primeira garra e a segunda garra (por exemplo, sensor de força, por exemplo, o sensor 738 da Figura 17 compreendendo um sensor de força, na superfície do tecido da pri- meira garra e/ou segunda garra para detectar forças quando o tecido é preso, sensor, por exemplo, sensor de corrente 736 da Figura 17, para detectar o consumo de corrente do membro de acionamento cor- relacionado às forças aplicadas ao tecido, sensor de torque, por exem- plo, 744b da Figura 17, para medir uma força de fechamento, etc.). Vários aspectos adicionais para detectar um ângulo de fechamento do atuador de extremidade, um comprimento de tecido em contato com o atuador de extremidade, e uma curva de força para fechar/comprimir foram discutidos em outros pontos deste documento.
[0564] Em seguida, na vista da Figura 93, as informações de reco- nhecimento cirúrgico 24106 podem, à luz da Figura 94, ser recebidas por meio de bases de dados internas 24249 e/ou bases de dados exter- nas 24269 associadas a um controlador cirúrgico central 24242 e/ou por meio de bases de dados internas 24215, 24225, 24235 e/ou bases de dados externas 24249, 24269 associadas a um instrumento cirúrgico 24202, etc.
[0565] Retornando à Figura 93, o processo de identificação de te- cido 24108 é configurado para determinar um tipo de tecido encontrado pelo instrumento cirúrgico (por exemplo, parênquima, vaso, brônquios, etc.). Em um exemplo, o processo de identificação de tecido 24108 pode determinar que o tipo de tecido é parênquima com base em várias entradas (por exemplo, o contato do tecido detectada ao longo do com- primento das garras quando as garras estão totalmente abertas, curva de fechamento versus abertura sugere um tecido consistente com pa- rênquima, etc.). Em outro exemplo, o processo de identificação de te- cido 24108 pode determinar que o tipo de tecido é um vaso (por exem- plo, PA/PV) com base em várias entradas (por exemplo, o contato do tecido detectado quase que imediatamente durante o fechamento, o contato do tecido detectado como apenas sobre uma pequena área do grampeador e é detectado como delimitado no lado distal, forças de fechamento detectadas inicialmente sugerem uma estrutura de tecido consistente com um vaso, etc.). Em outro exemplo, o processo de iden- tificação de tecido 24108 pode determinar que o tipo de tecido é brôn- quio com base em várias entradas (por exemplo, o contato do tecido detectado quase que imediatamente durante o fechamento, o contato do tecido detectado sobre uma pequena área do grampeador e é de- tectado como delimitado em ambos os lados distal e proximal, forças de fechamento detectadas inicialmente sugerem uma estrutura de te- cido consistente com brônquios, etc.). De acordo com vários aspectos, essas determinações de tipo de tecido podem ser ainda baseadas em parâmetros de tecido compreendendo uma espessura do tecido, uma rigidez do tecido, uma localização do tecido (por exemplo, com relação ao paciente) e vascularização no tecido detectado por e/ou derivado de medições tomadas através de um ou mais de um sensor aqui des- critos. Notavelmente, o processo de identificação de tecido 24108 pode avaliar adicionalmente tais determinações iniciais do tecido no con- texto das entradas adicionais (por exemplo, escolha do grampeador, informações do procedimento cirúrgico, tendências do cirurgião etc.) antes de chegar a uma saída/resultado de identificação do tecido. Esse reconhecimento situacional acaba por resultar na saída/resultado da identificação do tecido. Aqui, vários aspectos para a identificação de um tecido encontrado foram discutidos em outro local no presente do- cumento (por exemplo, um exemplo de cirurgia torácica, etc.).
[0566] Novamente com referência à Figura 93, a saída/resultado de identificação de tecido pode ser utilizada para determinar se o grampe- ador/dispositivo selecionado e/ou cada componente do grampeador/dis- positivo selecionado (por exemplo, cartucho de grampo, eixo de aciona- mento, etc.) é ideal 24110 para o procedimento cirúrgico. Nesse as- pecto, o circuito de controle pode receber informações adicionais 24112 de bases de dados internas e/ou externas (por exemplo, referindo-se à Figura 94, bases de dados internas 24249 e/ou externas 24269 associ- ados a um controlador cirúrgico central 24242, bases de dados internas 24215, 24225, 24235 e/ou bases de dados externas 24249, 24269 as- sociadas a um instrumento cirúrgico 24202, etc.). Mais especificamente, as informações adicionais 24112 podem compreender outros grampea- dores disponíveis, outros dispositivos de energia disponíveis, outros componentes do grampeador (por exemplo, cartuchos de grampos, ei- xos de acionamento, etc.) disponíveis para uso com o grampeador/dis- positivo selecionado, etc. de acordo com ao menos um aspecto, a dis- ponibilidade pode estar sujeita ao inventário atual no sítio cirúrgico. No- tavelmente, as informações adicionais 24112 podem também compre- ender parâmetros do dispositivo associados a cada outro grampeador disponível, cada outro dispositivo de energia disponível, cada outro componente do grampeador disponível para uso com o grampeador/dis- positivo selecionado, etc.
[0567] De acordo com vários aspectos, ao avaliar se o grampea- dor/dispositivo selecionado é ideal 24110, o circuito de controle que exe- cuta/implementa o processo de segurança 24100 pode ser configurado para analisar cada parâmetro de tecido detectado (por exemplo, detec- tado através de um ou mais de um sensor aqui descrito) em cooperação com cada parâmetro de dispositivo recebido associado ao grampea- dor/dispositivo 24102 selecionado com base em restrições definidas pelo sistema. Além disso, de acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para analisar cada parâmetro de tecido detectado (por exemplo, detectado através de um ou mais de um sensor aqui des- crito) com os parâmetros do dispositivo recebido associados com cada outro grampeador disponível, outro dispositivo de energia disponível, ou- tro componente do grampeador disponível para uso com o grampea- dor/dispositivo selecionado, etc., com base nas restrições definidas pelo sistema. De acordo com tais aspectos, o circuito de controle pode ser configurado para determinar se um ou mais de um dentre os outros gram- peadores disponíveis, os outros dispositivos de energia disponíveis, e/ou os outros componentes de grampeador disponíveis para uso com o gram- peador/dispositivo selecionado são mais ideais do que o grampeador/dis- positivo selecionado 24102 e/ou componentes do grampeador/disposi- tivo 24102 selecionados com base em parâmetros de tecido detectados.
[0568] Em vários aspectos, um ou mais parâmetros de tecido detec- tados podem compreender, por exemplo, um tipo de tecido, uma espes- sura do tecido, uma rigidez do tecido, uma localização do tecido, uma vascularização no tecido etc. e um parâmetro de dispositivo recebido pode compreender, por exemplo, um tipo de cartucho de grampos, uma cor do cartucho de grampos, adjuntos ao cartucho de grampos, um limite de carga de preensão do cartucho de grampos, uma faixa de vão para o cartucho de grampos e uma taxa de disparo para o cartucho de grampos, etc. De acordo com vários aspectos, uma restrição definida pelo sistema (por exemplo, com base em dados históricos e/ou dados processuais acessados no sistema cirúrgico com reconhecimento situacional) pode compreender parâmetros de tecido preferenciais/ideais e/ou faixas de pa- râmetros de tecido preferenciais/ideais para cada parâmetro de disposi- tivo recebido. Por exemplo, uma espessura de tecido preferencial/ideal e/ou faixa de espessura de tecido preferencial/ideal pode ser associada a cada cor do cartucho de grampos. Nesse exemplo, cada cor do cartu- cho de grampos pode indicar os tipos e/ou tamanhos de grampos no car- tucho de grampos. Aqui, um cartucho de grampos que compreende grampos curtos pode não ser ideal para tecido espesso. De acordo com aspectos adicionais, uma restrição definida pelo sistema (por exemplo, com base em dados históricos e/ou dados processuais acessados no sis- tema cirúrgico com reconhecimento situacional) pode compreender um limite de carga de preensão preferencial/ideal e/ou faixa de limite de carga de preensão preferencial/ideal para cada tipo de tecido detectado. Por exemplo, cada cartucho de grampos associado ao seu respectivo |i- mite de carga de grampo pode indicar os tipos de tecido que podem ser grampeados de maneira ideal. Aqui, várias combinações de parâmetros de dispositivo recebidos (por exemplo, tipo de cartucho de grampos, cor do cartucho de grampos, adjuntos ao cartucho de grampos, limite de carga de preensão do cartucho de grampos, faixa de vão para o cartucho de grampos, taxa de disparo do cartucho de grampos, etc.) e parâmetros de tecido detectados (por exemplo, tipo de tecido, espessura do tecido, rigidez do tecido, localização do tecido, vascularização no tecido, etc.) e restrições definidas pelo sistema estabelecido (por exemplo, associadas a parâmetros de dispositivo recebidos e/ou parâmetros de tecido detec- tado com base em dados históricos e/ou dados processuais acessados no sistema cirúrgico com reconhecimento situacional) são contemplados pela presente invenção.
[0569] Novamente com referência à Figura 93, se for determinado que o dispositivo selecionado 24102 é ideal, o circuito de controle que exe- cuta/implementa o processo de segurança 24100 pode ser configurado para inicialmente não fazer nada (por exemplo, recomendar mais tarde) e/ou documentar que a análise foi realizada 24114. Em vez disso, se for determinado que o dispositivo selecionado 24102 não é ideal, o circuito de controle pode ser configurado para determinar se existe um problema de segurança 24116. De acordo com vários aspectos, quando avaliar se um problema de segurança existe com o grampeador/dispositivo selecionado 24102, o circuito de controle pode ser configurado para analisar cada pa- râmetro de tecido detectado em cooperação com cada parâmetro de dis- positivo recebido associado ao grampeador/dispositivo 24102 selecionado com base nas restrições definidas pelo sistema.
[0570] Similar ao descrito acima, um parâmetro de tecido detectado pode compreender, por exemplo, um tipo de tecido, uma espessura do tecido, uma rigidez do tecido, uma localização do tecido, uma vasculari- zação no tecido etc. e um parâmetro de dispositivo recebido pode com- preender, por exemplo, um tipo de cartucho de grampos, uma cor do car- tucho de grampos, adjuntos ao cartucho de grampos, um limite de carga de grampo do cartucho de grampos, uma faixa de vão para o cartucho de grampos e uma taxa de disparo para o cartucho de grampos, etc.
De acordo com vários aspectos, uma restrição definida pelo sistema (por exemplo, com base em dados históricos e/ou dados processuais acessa- dos no sistema cirúrgico com reconhecimento situacional) pode compre- ender parâmetros de tecido preferenciais/ideais e/ou faixas de parâme- tros de tecido preferenciais/ideais para cada parâmetro de dispositivo re- cebido.
Por exemplo, uma espessura de tecido preferencial/ideal e/ou faixa de espessura de tecido preferencial/ideal pode ser associada a cada cor do cartucho de grampos.
Nesse exemplo, cada cor do cartucho de grampos pode indicar os tipos e/ou tamanhos de grampos no cartucho de grampos.
Aqui, continuando o exemplo, se um parâmetro de disposi- tivo recebido do grampeador/dispositivo selecionado 24102 compreender uma cor de cartucho de grampos (por exemplo, indicando grampos cur- tos) e o parâmetro de tecido detectado indicar uma espessura de tecido que excede a espessura de tecido preferencial/ideal e/ou a faixa de es- pessura de tecido preferencial/ideal associada à cor do cartucho de gram- pos do grampeador/dispositivo selecionado 24102, existe um problema de segurança com o grampeador/dispositivo selecionado 24102. A utili- zação de um cartucho de grampos inadequado pode levar a resultados menos que satisfatórios e/ou resultados indesejados (por exemplo, gram- peamento falho, escorrimento, sangramento, etc.). Em tal caso, o circuito de controle pode ser configurado para alertar o cirurgião 24118 (por exemplo, com referência à Figura 94, através de uma interface de usuário no grampeador/dispositivo selecionado 24214, 24224 e/ou 24234, atra-
vés de uma interface de usuário associada ao controlador cirúrgico cen- tral 24244, através de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) da questão de segurança. Nesse aspecto, o circuito de controle pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de can- celamento 24120 (por exemplo, através da interface de usuário no sele- cionado grampeador/dispositivo 24214, 24224 e/ou 24234, através da in- terface de usuário associado com o controlador cirúrgico central 24244, por meio de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o processo cirúrgico prossiga. Em um exemplo, com referên- cia à Figura 94, essa interface de usuário pode compreender um ele- mento de interface de usuário selecionável para permitir que o procedi- mento continue, por exemplo, 24251. Em um aspecto alternativo, em res- posta ao aviso, o cirurgião pode corrigir o problema de segurança obser- vado (por exemplo, substituindo o inadequado cartucho de grampos com um outro cartucho de grampos) no ponto em que o processo de seleção de dispositivo de segurança 24100 possa ser executado/implementado novamente.
[0571] Similar ao descrito acima, de acordo com aspectos adicionais, uma restrição definida pelo sistema (por exemplo, com base em dados históricos e/ou dados processuais acessados no sistema cirúrgico com re- conhecimento situacional) pode compreender um limite de carga de pre- ensão preferencial/ideal e/ou faixa de limite de carga de preensão prefe- rencial/ideal para cada tipo de tecido detectado. Por exemplo, cada cartu- cho de grampos associado ao seu respectivo limite de carga de grampo pode indicar os tipos de tecido que podem ser grampeados de maneira ideal. Aqui, continuando o exemplo, se um parâmetro de dispositivo rece- bido do grampeador/dispositivo selecionado 24102 compreender seu |i- mite de carga de grampo de cartucho e o tecido identificado pelo processo de identificação de tecido 24108 indicar um tipo de tecido que requer um cartucho de grampo com um limite de carga de preensão mais alto, existe um problema de segurança com o grampeador/dispositivo selecionado
24102. A utilização de um cartucho de grampos inadequado pode levar a resultados menos que satisfatórios e/ou resultados indesejados (por exemplo, grampeamento falho, escorrimento, sangramento, etc.). Em tal caso, o circuito de controle pode ser configurado para alertar o cirurgião 24118 (por exemplo, com referência à Figura 94, através de uma interface de usuário no grampeador/dispositivo selecionado 24214, 24224 e/ou 24234, através de uma interface de usuário associada ao controlador ci- rúrgico central 24244, através de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) da questão de segurança. Nesse aspecto, o circuito de con- trole pode ser adicionalmente configurado para receber um comando de cancelamento 24120 (por exemplo, através da interface de usuário no se- lecionado grampeador/dispositivo 24214, 24224 e/ou 24234, através da interface de usuário associado com o controlador cirúrgico central 24244, por meio de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) para permitir que o processo cirúrgico prossiga. Em um exemplo, com referên- cia à Figura 94, essa interface de usuário pode compreender um elemento de interface de usuário selecionável para permitir que o procedimento con- tinue, por exemplo, 24251. Em um aspecto alternativo, em resposta ao aviso, o cirurgião pode corrigir o problema de segurança observado (por exemplo, substituindo o inadequado cartucho de grampos com um outro cartucho de grampos) no ponto em que o processo de seleção de disposi- tivo de segurança 24100 pode ser executado/implementados novamente. Mais uma vez, várias combinações de parâmetros de dispositivo recebidos (por exemplo, tipo de cartucho de grampos, cor do cartucho de grampos, adjuntos ao cartucho de grampos, limite de carga de grampo do cartucho de grampos, faixa de vão para o cartucho de grampos, taxa de disparo do cartucho de grampos, etc.) e parâmetros de tecido detectados (por exem- plo, tipo de tecido, espessura do tecido, rigidez do tecido, localização do tecido, vascularização no tecido, etc.) e restrições definidas pelo sistema estabelecido (por exemplo, associadas a parâmetros de dispositivo rece- bidos e/ou parâmetros de tecido detectado com base em dados históricos e/ou dados processuais acessados no sistema cirúrgico com reconheci- mento situacional) são contemplados pela presente invenção.
[0572] Com referência novamente à Figura 93, se for determinado que uma questão de segurança não existe com o grampeador/dispositivo selecionado 24116, o circuito de controle que executa/implementa o pro- cesso de segurança 24100 pode ser configurado para oferecer uma re- comendação ao cirurgião 24122. De acordo com ao menos um aspecto da presente invenção, se um outro grampeador disponível, um outro dis- positivo de energia disponível e/ou outro componente do grampeador (por exemplo, cartucho de grampos, eixo de acionamento, etc. disponível para uso com o grampeador/dispositivo selecionado) 24112 é mais ideal ou opcional, o circuito de controle pode ser configurado para alertar o cirurgião (por exemplo, referindo-se à Figura 94, através de uma interface de usuário no grampeador/dispositivo selecionado 24214, 24224 e/ou 24234, por meio de uma interface de usuário associada ao cubo cirúrgico 24244, por meio de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) de sua disponibilidade e recomendam seu uso no procedimento ci- rúrgico atual. Nesse aspecto, o circuito de controle pode ser adicional- mente configurado para receber uma aceitação (por exemplo, através da interface de usuário no selecionado grampeador/dispositivo 24214, 24224 e/ou 24234, através da interface de usuário associado com o con- trolador cirúrgico central 24244, por meio de uma interface de usuário na sala cirúrgica 24254, etc.) da recomendação. Após a aceitação, o circuito de controle pode ser configurado para apresentar um infomercial 24124 em relação ao outro grampeador disponível, ao outro dispositivo de ener- gia disponível e/ou ao outro componente do grampeador (por exemplo, referindo-se à Figura 94, Componentes A a N, por exemplo, cartucho de grampos, eixo de acionamento etc. disponíveis para uso com o grampe- ador/dispositivo selecionado) 24112 que é mais ideal. Após rejeição, o circuito de controle pode ser configurado para encerrar 24126 do algo- ritmo de segurança de seleção do dispositivo e/ou executar um processo subsequente.
[0573] De acordo com vários outros aspectos, embora discutido es- pecificamente com relação a um grampeador/dispositivo da presente in- venção, a presente invenção não deve ser tão limitada. Mais especifica- mente, os aspectos revelados igualmente aplicáveis a outros Instrumen- tos cirúrgicos incluindo dispositivos de energia (por exemplo energia de RF e/ou Instrumentos cirúrgicos ultrassônicos) e/ou seus respectivos componentes e/ou dispositivos endoscópicos e/ou seus respectivos componentes. Exemplos
[0574] Vários aspectos do assunto aqui descrito sob o título "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING" são defini- dos nos Exemplos a seguir:
[0575] Exemplo 1 - Um sistema cirúrgico compreende um circuito de controle e um instrumento cirúrgico. O instrumento cirúrgico compreende uma pluralidade de componentes e um sensor. Cada um dentre a plura- lidade de componentes do instrumento cirúrgico compreende um parâ- metro do dispositivo. Cada componente é configurado para transmitir seu respectivo parâmetro do dispositivo ao circuito de controle. O sensor é configurado para detectar um parâmetro do tecido associado a uma fun- ção proposta do instrumento cirúrgico e transmitir o parâmetro do tecido detectado ao circuito de controle. O circuito de controle é configurado para analisar o parâmetro de tecido detectado em cooperação com cada respectivo parâmetro de dispositivo com base em uma restrição definida pelo sistema. O sistema cirúrgico compreende adicionalmente uma inter- face de usuário configurada para indicar se o instrumento cirúrgico que compreende a pluralidade de componentes é adequado para executar a função proposta.
[0576] Exemplo 2 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, sendo que o parâmetro de tecido detectado compreende ao menos um dentre um tipo de tecido, uma espessura do tecido, uma rigidez do tecido, um local do tecido, ou a vascularização do tecido.
[0577] Exemplo 3 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1 ou 2, sendo que um componente do instrumento cirúrgico inclui um cartucho de grampos, e sendo que o parâmetro do dispositivo inclui ao menos um dentre um tipo do cartucho de grampos, uma cor do cartucho de gram- pos, compostos auxiliares ao cartucho de grampos, um limite de carga de preensão do cartucho de grampos, uma faixa de vão para o cartu- cho de grampos, e a uma taxa de disparo para o cartucho de grampos.
[0578] Exemplo 4 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2 ou 3, sendo que um componente do instrumento cirúrgico inclui um atuador de extre- midade, e sendo que o parâmetro de tecido detectado compreende ao me- nos um dentre um ângulo de fechamento do atuador de extremidade no tecido, um comprimento do tecido em contato com uma superfície de con- tato com o tecido do atuador de extremidade, e uma força para comprimir o tecido no atuador de extremidade.
[0579] Exemplo 5 - O sistema cirúrgico do Exemplo 4, sendo que o circuito de controle é adicionalmente configurado para identificar o tecido como parênquima, vaso ou brônquios com base em ao menos um parâà- metro de tecido detectados.
[0580] Exemplo 6 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3,4 ou 5, sendo que o circuito de controle é adicionalmente configurado para re- comendar ao menos um componente alternativo para uso com o instru- mento cirúrgico para executar a função proposta.
[0581] Exemplo 7 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, sendo que a restrição definida pelo sistema compreende ao menos um dentre um parâmetro de tecido predeterminado ou uma faixa de parâmetro de tecido predeterminada associada a cada parâmetro de dispositivo transmitido.
[0582] Exemplo 8 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3,4,5,6 ou 7, sendo que o circuito de controle é adicionalmente configurado para evitar a função proposta quando a restrição definida pelo sistema for excedida.
[0583] Exemplo 9 - O sistema cirúrgico do Exemplo 8, sendo que a interface do usuário compreende um elemento da interface do usuá- rio selecionável para cancelar o circuito de controle para permitir a fun- ção proposta do instrumento cirúrgico.
[0584] Exemplo 10 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3,4,5,6,7, 8, ou 9, sendo que a função proposta do instrumento cirúrgico compreende um ou mais de um dentre preensão do tecido, coagulação do tecido, corte do tecido, e grampeamento do tecido.
[0585] Exemplo 11 - O sistema cirúrgico dos Exemplos 1,2,3,4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, compreendendo adicionalmente um controlador ci- rúrgico central acoplado comunicativamente ao instrumento cirúrgico, sendo que o controlador cirúrgico central compreende o circuito de controle.
[0586] Exemplo 12 - O sistema cirúrgico do Exemplo 11, sendo que um dentre o instrumento cirúrgico ou o controlador cirúrgico central compreende a interface de usuário.
[0587] Exemplo 13 - Um sistema cirúrgico compreende um controla- dor cirúrgico central e um instrumento cirúrgico acoplado de modo comu- nicativo ao controlador cirúrgico central. O instrumento cirúrgico compre- ende uma pluralidade de componentes e um sensor. Cada um dentre a pluralidade de componentes do instrumento cirúrgico compreende um parâmetro do dispositivo. Cada componente é configurado para transmitir seu respectivo parâmetro do dispositivo ao controlador cirúrgico central.
O sensor é configurado para detectar um parâmetro do tecido associado a uma função proposta do instrumento cirúrgico e transmitir o parâmetro do tecido detectado ao controlador cirúrgico central. O controlador cirúr- gico central compreende um processador e uma memória acoplada ao processador. A memória armazena instruções executáveis pelo proces- sador para analisar o parâmetro de tecido detectado em cooperação com cada respectivo parâmetro de dispositivo com base em uma restrição de- finida pelo sistema. O sistema cirúrgico compreende adicionalmente uma interface de usuário configurada para indicar se o instrumento cirúrgico que compreende a pluralidade de componentes é adequado para execu- tar a função proposta.
[0588] Exemplo 14 - O sistema cirúrgico do Exemplo 13, sendo que o parâmetro de tecido detectado compreende ao menos um dentre um tipo de tecido, uma espessura do tecido, uma rigidez do tecido, um local do tecido, ou a vascularização do tecido.
[0589] Exemplo 15 - O sistema cirúrgico do Exemplo 13 ou 14, sendo que um componente do instrumento cirúrgico inclui um cartucho de grampos, e sendo que o parâmetro do dispositivo inclui ao menos um dentre um tipo do cartucho de grampos, uma cor do cartucho de grampos, compostos auxiliares ao cartucho de grampos, um limite de carga de preensão do cartucho de grampos, uma faixa de vão para o cartucho de grampos, e a uma taxa de disparo para o cartucho de grampos.
[0590] Exemplo 16 - O sistema cirúrgico do Exemplo 13, 14 ou 15, sendo que um componente do instrumento cirúrgico inclui um atuador de extremidade, e sendo que o parâmetro de tecido detectado compreende ao menos um dentre um ângulo de fechamento do atuador de extremidade no tecido, um comprimento do tecido em contato com uma superfície de contato com o tecido do atuador de extremidade, e uma força para com- primir o tecido no atuador de extremidade.
[0591] Exemplo 17 - O sistema cirúrgico do Exemplo 13, 14, 15, ou 16, sendo que as instruções são adicionalmente executáveis pelo pro- cessador do controlador cirúrgico central para recomendar ao menos um componente alternativo para uso com o instrumento cirúrgico para realizar a função proposta.
[0592] Exemplo 18 - O sistema cirúrgico do Exemplo 13, 14, 15, 16 ou 17, sendo que as instruções são adicionalmente executáveis pelo proces- sador do controlador cirúrgico central para impedir a função proposta quando a restrição definida pelo sistema for excedida.
[0593] Exemplo 19 - A mídia não transitória legível por computador armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas, fazem com que uma máquina analise um parâmetro de tecido detectado em cooperação com um parâmetro de dispositivo de cada um dentre uma pluralidade de componentes de um instrumento cirúrgico de um sistema cirúrgico, com base em uma restrição definida pelo sistema, sendo que o parâmetro de tecido detectado está associado a uma fun- ção proposta do instrumento cirúrgico. O sistema cirúrgico inclui o ins- trumento cirúrgico que inclui uma pluralidade de componentes. Cada componente é configurado para transmitir seu respectivo parâmetro do dispositivo à máquina. O sistema cirúrgico inclui adicionalmente um sen- sor configurado para detectar o parâmetro de tecido detectado e trans- mitir os parâmetros de tecido detectados para a máquina. As instruções, quando executadas, fazem adicionalmente com que a máquina gere uma interface de usuário, sendo que a interface de usuário fornece uma indicação de se o instrumento cirúrgico incluindo a pluralidade de com- ponentes é adequado para executar a função proposta do sistema cirúr- gico.
[0594] Exemplo 20 - A mídia não transitória legível por computador do Exemplo 19, sendo que as instruções, quando executadas, fazem adicionalmente com que a máquina gere um elemento de cancelamento na interface de usuário, sendo que o elemento de cancelamento é sele- cionável para permitir a função proposta do instrumento cirúrgico. Controlar um instrumento cirúrgico de acordo com os parâmetros de fechamento detectados Taxa de compressão para determinar a Integridade do tecido
[0595] Em vários aspectos, um instrumento cirúrgico pode detectar uma variedade de variáveis diferentes ou parâmetros associados com o fechamento das garras do instrumento cirúrgico, que por sua vez podem ser usados para ajustar ou afetar vários parâmetros operacionais que ditam como o instrumento cirúrgico funciona. A taxa na qual as garras de um instrumento cirúrgico são transicionadas da posição aberta para a posição fechada para prender o tecido entre as mesmas pode ser de- finida como a taxa de preensão ou taxa de fechamento. Em vários as- pectos, a taxa de fechamento pode ser variável ou constante durante o curso de uma instância do fechamento das garras. Um limite contra o qual um parâmetro específico associado com o fechamento das garras é comparado pode ser definido como um limite de fechamento.
[0596] O aperto do tecido a uma taxa de fechamento inadequada ou com limites de fechamento inadequados pode resultar em danos ao tecido (por exemplo, o tecido pode ser rasgado devido às garras aplicarem de- masiada força ao tecido) e/ou falhas operacionais pelo instrumento cirúr- gico (por exemplo, grampos podem ser mal formados devido ao tecido não ser preso de maneira fixa pelas garras conforme os grampos são dispara- dos). Consequentemente, em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico é configurado para detectar as características do tecido sendo preso pelo instrumento cirúrgico e ajustar a(s) taxa(s) de fechamento, o(s) limite(s) de fechamento, e outros parâmetros operacionais de modo correspondente. Adicionalmente, cada procedimento cirúrgico pode envolver múltiplos tipos de tecido diferentes e/ou tecidos com características diferentes. Conse- quentemente, em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico é configurado para detectar dinamicamente as características do tecido cada vez que um tecido é preso e ajustar a(s) taxa(s) de fechamento, o(s) limite(s) de fecha- mento, e outros parâmetros operacionais de modo correspondente.
[0597] A presente invenção fornece ao menos uma solução, sendo que um instrumento cirúrgico é configurado para detectar parâmetros as- sociados com a compressão do tecido sendo preso pelo atuador de extre- midade. O instrumento cirúrgico pode adicionalmente ser configurado para diferenciar entre tecidos que apresentam integridades diferentes de acordo com as características de compressão de tecido detectadas. O mo- tor pode então ser controlado para afetar a taxa de fechamento da garra e/ou fornecer retroinformação para o usuário de acordo com a integridade do tecido. Por exemplo, o instrumento cirúrgico pode ser configurado para diminuir a taxa de fechamento das garras se as características de com- pressão do tecido detectado indicarem que o tecido é rígido e/ou fornece- rem uma sugestão ao usuário para usar reforço adjunto se as característi- cas de compressão de tecido indicam que o tecido tem baixa resistência ao cisalhamento.
[0598] A Figura 95 é um diagrama de blocos de um instrumento ci- rúrgico 21000, de acordo com ao menos um aspecto da presente inven- ção. Em um aspecto, um instrumento cirúrgico 21000 inclui um circuito de controle 21002 acoplado a um motor 21006, uma interface de usuário 21010 e um sensor ou sensores 21004. O motor 21006 é acoplado a um atuador de extremidade 21008 de modo que o motor 21006 faça com que as garras (por exemplo, a bigorna 150306 e/ou canal 150302 do instrumento cirúrgico 150010 representado na Figura 25) do atuador de extremidade 21008 façam a transição entre uma primeira configura- ção ou configuração aberta e uma segunda configuração ou configura- ção fechada, como é discutido em relação à Figura 26, por exemplo. O sensor ou sensores 21004 podem ser acoplados de maneira comunicá- vel ao circuito de controle 21002 de modo que o circuito de controle
21002 receba dados e/ou sinais dos mesmos. O circuito de controle 21002 pode ser acoplado de maneira comunicável ao motor 21006 de modo que o circuito de controle 21002 controle a operação do motor 21006 de acordo com, por exemplo, dados e/ou sinais recebidos a partir do sensor ou sensores 21004. A interface de usuário 21010 inclui um dispositivo configurado para fornecer retroinformação a um usuário do instrumento cirúrgico, como uma tela ou um alto-falante.
[0599] Em vários aspectos, o sensor ou sensores 21004 podem ser configurados para detectar os parâmetros de compressão de um tecido preso no atuador de extremidade. Em um aspecto, o sensor ou sensores 21004 podem ser configurados para detectar a força para fechar (FTC) as garras do atuador de extremidade 21008, isto é, a força exercida para tran- sicionar as garras a partir da configuração aberta para a configuração fe- chada. Por exemplo, o sensor ou sensores 21004 podem incluir um sensor de corrente do motor configurado para detectar a corrente drenada pelo motor, como é discutido em relação às Figuras 12, 18 ou 19. Para motores de corrente contínua, a corrente drenada pelo motor corresponde ao tor- que do motor (por exemplo, o torque do eixo de acionamento de saída do motor 21006), que é representativo da FTC o atuador de extremidade
21008. A FTC do atuador de extremidade 21008 corresponde à compres- são de tecido do tecido preso porque representa a força transmitida do atuador de extremidade 21008 para o tecido preso à medida que o atuador de extremidade 21008 se fecha sobre o tecido. Quanto mais força está sendo aplicada ao tecido, quanto mais o tecido está sendo comprimido. Em um outro aspecto, o sensor ou sensores 21004 inclui um primeiro ele- trodo disposto no atuador de extremidade 21008 que é configurado para receber um sinal de RF a partir de um segundo eletrodo correspondente, como é discutido em relação às Figuras 36 a 38. A impedância elétrica de um tecido pode corresponder à espessura de tecido, o que por sua vez pode corresponder a compressão de tecido do tecido preso. Em ainda um outro aspecto, o sensor ou sensores 21004 incluem um transdutor sensível à força que é configurado para determinar a quantidade de força sendo aplicada ao sensor ou sensores 21004, como é discutido em relação à Figura 24. De modo similar à discussão acima em relação a FTC, a força detectada pelo transdutor representa a força transmitida a partir do atuador de extremidade 21008 para o tecido preso conforme o atuador de extremi- dade 21008 se fecha sobre o tecido. Quanto mais força está sendo apli- cada ao tecido, quanto mais o tecido está sendo comprimido. A interface de usuário 21010 inclui um dispositivo configurado para fornecer retroin- formação a um usuário do instrumento cirúrgico, como uma tela ou um alto-falante. Em ainda outros aspectos, o sensor ou sensores 21004 po- dem incluir várias combinações dos sensores supracitados e outros tais sensores capazes de detectar parâmetros de compressão associados a um tecido seguro no atuador de extremidade. Por exemplo, um atuador de extremidade, como o atuador de extremidade 15200 representado na Fi- gura 53, pode incluir um primeiro sensor 152008a que compreende um transdutor sensível à força e um segundo sensor 152008b que compre- ende um sensor de impedância.
[0600] O circuito de controle 21002 pode ser configurado para ajustar a taxa de fechamento das garras do atuador de extremidade 21008 para acomodar diferentes tipos de tecido. O circuito de controle 21002 pode ser configurado para monitorar a força de compressão exercida sobre o tecido (por exemplo, FTC) ou outro parâmetro associado à compressão do tecido (por exemplo, impedância de tecido) durante um período inicial de compressão e, com base na taxa de alteração do parâmetro de com- pressão de tecido, ajustar a taxa de fechamento da garra ou tempo em conformidade. Por exemplo, pode ser benéfico reduzir a taxa de fecha- mento ou aumentar o tempo de fechamento para tecidos mais viscoelás- ticos, ao invés de aplicar força de compressão total ao longo de um curto período de tempo, conforme discutido acima com relação à Figura 22.
[0601] A Figura 96 ilustra um fluxograma lógico de um processo 21050 para controlar um instrumento cirúrgico de acordo com a inte- gridade do tecido preso, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente invenção. Na descrição a seguir do processo 21050, também se faz referência à Figura 95. O processo ilustrado pode ser executado, por exemplo, pelo circuito de controle 21002 do instrumento cirúrgico
21000. Consequentemente, o circuito de controle 21002 que executa o processo recebe 21052 dados e/ou sinais (por exemplo, digitais ou analógicos) do sensor ou sensores 21004 pertencentes a um parâme- tro de compressão de tecido detectado assim. Em vários aspectos, o parâmetro de compressão de tecido pode incluir um parâmetro associ- ado a uma característica, tipo, propriedade e/ou estado de um tecido sendo operado; um parâmetro associado a uma operação interna e/ou uma propriedade do instrumento cirúrgico 21000; ou um componente dos mesmos. Em um aspecto, o parâmetro de compressão de tecido pode incluir, por exemplo, a FTC do atuador de extremidade 21008. Em um outro aspecto, o parâmetro de compressão de tecido pode in- cluir, por exemplo, a espessura do tecido preso. O circuito de controle 21002 pode receber 21052 dados relacionados a um parâmetro de compressão de tecido como um ou mais valores distintos transmitidos pelo sensor ou sensores 21004, um sinal transmitido pelo sensor ou sensores 21004 que pode, então, ser correlacionado ao(s) valor(s) as- sociado(s), e assim por diante.
[0602] Consequentemente, o circuito de controle 21002 determina como o valor do parâmetro de compressão de tecido detectado compara a um ou mais limites e então gera uma resposta em conformidade. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 determina 21054 o valor do parâme- tro de compressão de tecido detectado em relação a um primeiro limite. Por exemplo, o circuito de controle 21002 pode determinar 21054 se o pa- râmetro de compressão de tecido detectada excede ou é maior que um primeiro limite superior. Em um aspecto, se o parâmetro de compressão de tecido detectada excede o primeiro limite, então o processo prossegue ao longo da ramificação SIM 21050 e o circuito de controle 21002 controla 21056 o motor 21006 para aumentar o período de tempo tomado para fe- char as garras do atuador de extremidade 21008. O circuito de controle 21002 pode controlar 21056 o motor 21006 para aumentar o tempo de fechamento da garra, por exemplo, diminuindo a taxa na qual as garras são fechadas, aumentando o tempo em que o movimento das garras é pausado após o aperto inicial do tecido (isto é, o tempo de espera da flu- ência do tecido) ou a redução do limite de estabilização para finalizar a fase de preensão. Se o parâmetro de compressão de tecido detectado não exceder o primeiro limite, o processo 21050 prosseguirá ao longo do ramo NÃO e, em vários aspectos, o processo 21050 pode terminar ou o pro- cesso 21050 pode continuar e o circuito de controle 21002 pode comparar o valor da compressão do tecido detectada para um ou mais limites adici- onais ou continua recebendo 21052 dados e/ou sinais do parâmetro do tecido.
[0603] Em um outro aspecto, o circuito de controle 21002 determina adicionalmente 21058 o valor do parâmetro de compressão de tecido de- tectada em relação a um segundo limite. Por exemplo, o circuito de con- trole 21002 pode determinar 21058 se o parâmetro de compressão de tecido detectado está abaixo ou é menor que um segundo ou menor |i- mite. Em um aspecto, se o parâmetro de tecido detectado estiver abaixo do segundo limite, então o processo prossegue ao longo da ramificação SIM 21050 e o circuito de controle 21002 fornece retroinformação corres- pondente 21060 através de, por exemplo, a interface de usuário 21010. A retroinformação fornecida 21060 pode incluir, por exemplo, retroinfor- mação visual fornecida por meio de uma tela ou retroinformação de áudio fornecida por um alto-falante. Em um aspecto, a retroinformação pode sugerir que o usuário execute uma ou mais ações corretivas para melho- rar a situação resultando no parâmetro de compressão de tecido detec- tado ser inesperadamente baixo. Tal ação corretiva pode incluir, por exemplo, o uso de reforço auxiliar (isto é, um compensador de espessura de tecido), como é revelado no Pedido de Patente US nº 8.657.176, inti- tulado TISSUE THICKNESS COMPENSATOR FOR A SURGICAL STA- PLER, que está aqui incorporado a título de referência. O reforço adjunto pode, em vários aspectos, compreender uma camada ou série de cama- das de material compressível configurado para adaptar e/ou aplicar uma força compressiva adicional ao tecido capturado entre a bigorna 150306 (Figura 25) e o cartucho de grampos 150304 (Figura 25).
[0604] Os limites discutidos acima podem incluir, por exemplo, va- lores para o parâmetro(s) detectado(s) pelo sensor ou sensores 21004 e/ou derivados do(s) parâmetro(s) detectado(s) pelo sensor ou sensores 21004 (por exemplo, a alteração de taxa de tempo de um parâmetro detectado). Em aspectos onde o parâmetro de compressão de tecido inclui FTC, o atuador de extremidade 21008, o primeiro limite pode indi- car a deslinearização acima do qual o tecido preso é considerado rígido. O tecido rígido pode ser relativamente propenso a rasgar, devido às ações mecânicas das garras no tecido ou, para o tecido pulmonar, du- rante a reinflação. Adicionalmente, o segundo limite pode indicar a des- linearização abaixo na qual o tecido preso é considerado como tendo uma força de cisalhamento fraca (isto é, sendo mole). O tecido que tem uma resistência a cisalhamento fraca pode ser relativamente difícil para o atuador de extremidade 21008 segurar firmemente ou de outro modo manter no lugar durante o grampeamento e/ou disparo do membro de corte (isto é, viga com perfil em | 150178 com gume cortante 150182).
[0605] Deve ser observado que embora as etapas do exemplo es- pecífico do processo 21050 na Figura 96 são mostradas como tendo ocorrido em uma determinada ordem ou sequência, essa representa- ção é somente para fins ilustrativos e não uma sequência específica do processo 21050 é destinado, a menos que uma sequência especí- fica de etapas específicas é explicitamente necessária a partir da des- crição acima. Por exemplo, em outros aspectos do processo 21050, o circuito de controle 21002 pode determinar 21058 se o parâmetro de compressão do tecido detectado está abaixo de um segundo ou inferior limite, antes de determinar 21054 se o parâmetro de compressão do tecido detectado excede um primeiro ou superior limite.
[0606] A Figura 97 ilustra um primeiro gráfico 21100 que representa o atuador de extremidade FTC 21104 versus tempo 21102 para disparos ilustrativos de um instrumento cirúrgico 21000, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção. Na descrição a seguir do primeiro grá- fico 21100, também se faz referência às Figuras 95 e 96. O primeiro gráfico 21100 representa um primeiro disparo 21110 e um segundo disparo 21114, que são disparos ilustrativos por um instrumento cirúrgico 21000 controlado por um circuito de controle 21002 que executa o processo 21050 descrito acima em relação à Figura 96. Neste exemplo ilustrativo, o primeiro limite 21106 inclui uma taxa de alteração de tempo específica da FTC (isto é, AFTC) e o segundo limite 21108 inclui uma FTC específica. Em vários aspectos, os limites 21106, 21108 podem ser fixos ou valores predeterminados, definidos em relação a uma ou mais outras variáveis, ou programado ou configurado por um usuário do instrumento cirúrgico
21000.
[0607] Para o primeiro disparo 21110, o circuito de controle 21002 que executa o processo ilustrado na Figura 96 recebe 21052 os dados e/ou sinais do parâmetro de compressão de tecido e determina 21058 que a FTC cai abaixo do segundo limite 21108 no tempo t1. Consequentemente, o circuito de controle 21002 fornece 21060 retroinformação para o usuário, incluindo uma sugestão para o usuário tomar certas medidas e/ou indicar que o atuador de extremidade 21008 está prendendo um tecido que tem uma baixa resistência ao cisalhamento. Em um aspecto, a retroinformação fornecida 21060 pode incluir uma sugestão que o usuário solte e redispare o instrumento cirúrgico 21000 com um compensador de tecido (por exem- plo, um compensador de tecido descrito no Pedido de Patente U.S nº
8.657.176) aplicada ao atuador de extremidade 21008 para reforçar e/ou compensar a baixa resistência ao cisalhamento do tecido. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode ainda ser configurado para fazer com que o motor 21006 pare fechando as garras do atuador de extremidade 21008 se a FTC estiver abaixo do segundo limite. Em um outro aspecto, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para fornecer uma suges- tão que o usuário pare de fechar as garras do atuador de extremidade 21008 se a FTC estiver abaixo do segundo limite. A retroinformação for- necida 21060 pode assumir uma variedade de formas, incluindo, por exemplo, uma instrução exibida na tela da sala de operações 107, 109, 119 (Figura 2) e/ou na tela do instrumento cirúrgico, uma mensagem au- dível emitida por um alto-falante localizado na sala de operações e/ou no instrumento cirúrgico, retroinformação tátil através do instrumento cirúrgico ou combinações dos mesmos.
[0608] Para o segundo disparo 21114 (que pode ser um disparo utilizando um compensador de tecido subsequente ao primeiro disparo 21110), o circuito de controle 21002 executando o processo 21050 ilus- trado na Figura 96 recebe 21052 os dados e/ou sinais do parâmetro de compressão de tecido e não determina que a FTC fique abaixo do se- gundo limite ou exceda o primeiro limite em qualquer ponto durante o curso do fechamento do atuador de extremidade 21008. Consequen- temente, o circuito de controle 21002 não afeta a taxa de fechamento da garra, fornecer retroinformação para o usuário, ou tomar qualquer outra ação desse tipo.
[0609] A Figura 98 ilustra um segundo gráfico 21116 que representa o atuador de extremidade FTC 21102 versus tempo 21104 para um dis- paro ilustrativo de um instrumento cirúrgico 21000, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção. Na descrição a seguir do se- gundo gráfico 21116, também se faz referência às Figuras 95 e 96. O se- gundo gráfico 21116 representa um terceiro disparo 21118 que é um dis- paro ilustrativo por um instrumento cirúrgico 21000 controlado por um cir- cuito de controle 21002 que executa o processo 21050 descrito acima em relação à Figura 96. Neste exemplo ilustrativo, o primeiro limite 21106 in- clui uma taxa de alteração de tempo específica da FTC (isto é, AFTC).
[0610] Para o terceiro disparo 21116, o circuito de controle 21002 que executa o processo ilustrado na Figura 96 recebe 21052 os dados e/ou sinais do parâmetro de compressão de tecido e determina 21058 que a FTC cai abaixo do primeiro limite 21106 no tempo t2. Consequentemente, o circuito de controle 21002 controla 21056 o motor 21006 para aumentar o tempo de fechamento da garra, como a diminuição da taxa de fecha- mento da garra, que de modo correspondente reduz a taxa na qual a FTC 21102 aumenta. Aumentar o tempo de fechamento da garra pode ser be- néfico para, por exemplo, evitar que o mesmo cause danos ao tecido rígido impedindo que uma quantidade maior de força seja exercida sobre o tecido por um curto período de tempo. Em um aspecto, o primeiro limite 21106 pode incluir uma taxa de alteração padrão da FTC (AFTCbp), isto é, a taxa FTC padrão ou de linha de base para um instrumento cirúrgico 21000 au- sente quaisquer modificações na FTC por um algoritmo de controle de acordo com o tipo de tecido e outros parâmetros. Neste aspecto, se a FTC experimentada pelo instrumento cirúrgico 21000 durante um procedimento cirúrgico excede a FTCp, então o circuito de controle 21002 executando o processo 21050 pode controlar 21056 o motor 21006 para aumentar o tempo de fechamento da garra.
[0611] O tempo em que o circuito de controle 21002 que executa o algoritmo ou processo mencionado acima compara o parâmetro detec- tado pelo sensor ou sensores 21004 com um ou mais limites pode incluir uma instância discreta durante o curso de disparo do instrumento cirúr- gico 21000, uma série de instâncias discretas durante o curso de dis- paro e/ou um intervalo de tempo contínuo durante o curso de disparo. O parâmetro de compressão de tecido monitorado pelo circuito de con- trole 21002 e em comparação com um limite pode incluir, por exemplo, um valor de FTC (por exemplo, o segundo limite 21108 representado na Figura 97) ou um valor de AFTC (por exemplo, o primeiro limite 21106 representado nas Figuras 97 e 98).
[0612] Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode ser adicio- nalmente configurado para armazenar dados relacionados com os dispa- ros do instrumento cirúrgico 21000 e então opcionalmente usar os dados dos disparos anteriores para ajustar um algoritmo para determinar a inte- gridade do tecido de um tecido preso. Por exemplo, os dados dos dispa- ros anteriores podem ser usados para ajustar o primeiro e/ou segundo limites do processo 21050 representado na Figura 96. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 21000 pode ser configurado para emparelhar com um controlador cirúrgico central 106 (Figuras 1 a 3) que executa um sis- tema com reconhecimento situacional, conforme descrito Acima sob o tí- tulo "Situational Awareness" e descrito no Pedido de Patente US nº 15/940.654, intitulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS depositado em 29 de março de 2018, que está aqui incorporado a título de referência na presente invenção em sua totalidade. Neste aspecto, o sistema de reconhecimento situacional pode determinar o tipo de tecido que está sendo operado durante o procedimento cirúrgico e ajustar o al- goritmo para determinar a integridade do tecido de um tecido preso, con- sequentemente. Em um outro aspecto, o instrumento cirúrgico 21000 pode ser configurado para receber entrada de dados pelo usuário indi- cando o tipo de tecido que está sendo operado e ajustar o algoritmo para determinar a integridade do tecido consequentemente. Por exemplo, o instrumento cirúrgico 21000 pode ser configurado para ajustar o primeiro e/ou segundo limites do processo 21050 representado na Figura 96 de valores padrão de acordo com o tipo de tecido inserido pelo usuário.
[0613] As técnicas descritas acima permitem que o instrumento cirúr- gico 21000 evite danificar o tecido preso e evite falhas operacionais (por exemplo, grampos malformados) resultantes das taxas de fechamento da garra que são inadequadas ou não ideais para as características especiífi- cas do tecido sendo operado. Adicionalmente, as técnicas descritas acima otimizam a capacidade do instrumento cirúrgico para responder adequa- damente às características dos tecidos encontradas durante o curso de um procedimento cirúrgico. Contato inicial de tecido para determinar o tipo de tecido
[0614] O aperto do tecido a uma taxa de fechamento inadequada ou com limites de fechamento inadequados pode resultar em danos ao tecido (por exemplo, o tecido pode ser rasgado devido às garras aplicarem de- masiada força ao tecido) e/ou falhas operacionais pelo instrumento cirúr- gico (por exemplo, grampos podem ser malformados devido ao tecido não ser preso de maneira fixa pelas garras conforme os grampos são dispara- dos). Consequentemente, em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico é configurado para detectar as características do tecido sendo preso pelo instrumento cirúrgico e ajustar a(s) taxa(s) de fechamento, o(s) limite(s) de fechamento, e outros parâmetros operacionais de modo correspondente. Adicionalmente, cada procedimento cirúrgico pode envolver múltiplos tipos de tecido diferentes e/ou tecidos com características diferentes. Conse- quentemente, em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico é configurado para detectar dinamicamente as características do tecido cada vez que um tecido é preso e ajustar a(s) taxa(s) de fechamento, o(s) limite(s) de fecha- mento, e outros parâmetros operacionais de modo correspondente.
[0615] A presente invenção fornece ao menos uma solução, sendo que um instrumento cirúrgico é configurado para caracterizar o tipo de tecido do tecido sendo preso de acordo com o grau de contato do tecido contra as superfícies das garras e as posições relativas das garras no ponto inicial em contato com o tecido. A taxa de fechamento das garras e o limite para ajustar a taxa de fechamento da garra pode então ser ajustados para níveis adequados para o tipo de tecido caracterizado pelo grau detectado de contato com o tecido e a posição detectada das garras. Por exemplo, o instrumento cirúrgico pode ser configurado para diferen- ciar entre parênquima e vasos porque parênquima entra em contato em um maior grau com as superfícies das garras e as garras em um ângulo maior no ponto de contato inicial em comparação aos vasos. O instru- mento cirúrgico pode então controlar o motor para afetar a taxa de fecha- mento da garra e ajustar o limite em conformidade com o tipo de tecido detectado.
[0616] Com referência novamente à Figura 95, em um aspecto, um instrumento cirúrgico 21000 inclui um circuito de controle 21002 aco- plado a um motor 21006, uma interface de usuário 21010 e um sensor (ou sensores) 21004. O motor 21006 é acoplado a um atuador de ex- tremidade 21008 de modo que o motor 21006 faça com que as garras (por exemplo, a bigorna 150306 e/ou canal 150302 do instrumento ci- rúrgico 150010 representado na Figura 25) do atuador de extremidade 21008 façam a transição entre uma primeira configuração ou configu- ração aberta e uma segunda configuração ou configuração fechada, como é discutido em relação à Figura 26. O sensor ou sensores 21004 podem ser acoplados de maneira comunicável ao circuito de controle 21002 de modo que o circuito de controle 21002 receba dados e/ou sinais dos mesmos. O circuito de controle 21002 pode ser acoplado de maneira comunicável ao motor 21006 de modo que o circuito de con- trole 21002 controle a operação do motor 21006 de acordo com, por exemplo, dados e/ou sinais recebidos a partir do sensor ou sensores
21004.
[0617] Em vários aspectos, o sensor ou sensores 21004 podem ser configurados para detectar o contato físico de um tecido contra a superfície das garras do atuador de extremidade 21008. Em um as- pecto, o sensor ou sensores 21004 podem incluir um ou mais sensores de contato com o tecido dispostos ao longo das superfícies de contato com o tecido do atuador de extremidade 21008, como a bigorna e o cartucho ou canal. Os sensores de contato com o tecido podem incluir, por exemplo, uma pluralidade de sensores ou segmentos de um cir- cuito segmentado dispostos sequencialmente ao longo das superfícies das garras que são configuradas para determinar se o tecido é posici- onado contra elas, como é discutido acima com relação às Figuras 75 a 79. Em um aspecto, o sensor ou sensores 21004 incluem uma plura- lidade de eletrodos que estão cada um configurado para receber um sinal de RF de um eletrodo correspondente disposto sobre a garra oposta, como é discutido em relação às Figuras 36 a 38. Consequen- temente, o circuito de controle 21002 pode executar testes de continui- dade ao longo do comprimento do atuador de extremidade 21008 para determinar que o tecido está presente nos locais correspondentes a cada eletrodo que é capaz de receber o sinal de seu eletrodo corres- pondente (porque um meio de transmissão de sinal, isto é, um tecido, precisa estar situado entre os mesmos para que um eletrodo receba o sinal de seu eletrodo correspondente). Em um outro aspecto, o sensor ou sensores 21004 incluem uma pluralidade de transdutores sensíveis à força que são, cada um, configurados para determinar a quantidade de força sendo aplicada ao sensor ou sensores 21004, como é discu- tido em relação à Figura 24. Consequentemente, o circuito de controle 21002 pode determinar que o tecido está presente nos locais corres- pondentes a cada transdutor sensível à força que está detectando uma força diferente de zero contra o mesmo. Em outros aspectos, o sensor ou sensores 21004 incluem uma pluralidade de células de carga, sen- sores de pressão e/ou outros sensores configurados para detectar con- tato físico contra os mesmos. Da mesma forma que a discussão acima em relação ao transdutor sensível à força, o circuito de controle 21002 pode determinar que o tecido está presente nos locais corresponden- tes a cada célula de carga, sensor de pressão e/ou outro sensor que está detectando uma força diferente de zero. Em ainda um outro as- pecto, o sensor ou sensores 21004 incluem um sensor de corrente que é configurado para detectar a quantidade de corrente elétrica sendo drenada pelo motor 21006, como é discutido em relação às Figuras 12, 18 ou 19. Consequentemente, o circuito de controle 21002 pode deter- minar o ponto no qual as garras do atuador de extremidade 21008 ini- cialmente entram em contato com o tecido de acordo com o momento em que a corrente drenada pelo motor 21006 aumenta para compensar o aumento da carga do grampo experimentada pelo motor 21006 quando as garras entram em contato com tecido e começam a exercer uma força de preensão contra o mesmo, como é discutido em relação à Figura 83 (isto é, a FTC aumenta 153610, 153616 quando as garras prendem o tecido e a FTC corresponde à corrente do motor). Os diver- sos aspectos descritos anteriormente neste documento podem ser uti- lizados, individualmente ou em combinação com outros aspectos, para determinar o ponto inicial de contato entre o atuador de extremidade 21008 e o tecido sendo grampeado e/ou o grau de contato entre o te- cido e o atuador de extremidade 21008.
[0618] A Figura 99 ilustra um fluxograma lógico de um processo 21200 para controlar um instrumento cirúrgico de acordo com o tipo fi- siológico do tecido preso, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente invenção. Na descrição a seguir do processo 21200, também se faz referência à Figura 95. O processo ilustrado pode ser executado, por exemplo, pelo circuito de controle 21002 do instrumento cirúrgico 21000.
Consequentemente, o circuito de controle 21002 que executa o pro- cesso ilustrado 21200 recebe 21202 dados de contato de tecido e/ou sinais do sensor ou sensores 21004, como os sensores de contato de tecido discutidos acima e representados nas Figuras 100A a 101B. Os dados e/ou sinais de contato de tecido recebidos 21202 indicam se o tecido está em contato com ao menos um dos sensores 21004. Conse- quentemente, o circuito de controle 21002 pode determinar 21204 o ponto de contato inicial entre o atuador de extremidade 21008 e o tecido sendo preso. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 determina 21204 quando o contato inicial do tecido ocorre por meio da detecção quando ao menos um dentre os sensores 21004 dispostos em cada uma das garras detecta o contato do tecido contra a mesma.
[0619] Consequentemente, o circuito de controle 21002 determina 21206 a posição das garras no ponto de contato inicial do tecido. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 é acoplado de maneira comu- nicável à um sensor de Efeito Hall disposto sobre uma das garras do atuador de extremidade 21008 que é configurado para detectar a po- sição relativa de um elemento magnético correspondente disposto so- bre a garra oposta, como é discutido em relação a Figura 77. O circuito de controle 21002 pode então determinar a posição da garras 21206 de acordo com a distância detectada ou vão entre as mesmas. Em um outro aspecto, o circuito de controle 21002 é acoplado de maneira co- municável à um sensor de posição que é configurado para detectar a posição absoluta ou relativa de um tubo de fechamento que é configu- rado para fechar as garras conforme o tubo de fechamento é acionado a partir de uma primeira posição ou posição proximal a uma segunda ou posição distal, como é discutido em relação às Figuras 20 a 21 e
25. O circuito de controle 21002 pode então determinar 21206 a posi- ção da garras de acordo com a posição detectada do tubo de fecha-
mento. Em ainda outro aspecto, o circuito de controle 21002 é aco- plado de forma comunicável a um sensor de ângulo, como um sensor de ângulo TLESO12B 360º da Infineon Technologies, configurado para detectar o ângulo em que pelo menos uma das garras é orientada. O circuito de controle 21002 pode então determinar 21206 a posição das garras de acordo com o ângulo detectado no qual a garra ou garras são orientadas.
[0620] Consequentemente, o circuito de controle 21002 determina 21208 o grau de contato entre o tecido segurado e a superfície ou su- perfícies de contato com o tecido das garras. O grau de contato com o tecido pode corresponder ao número ou razão dos sensores 21004 que detectaram a presença (ou ausência) do tecido, como é discutido em relação a Figura 79. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode determinar o grau de contato do tecido de acordo com a razão do sensor ou sensores 21004 que detectaram a presença de tecido e o sensor ou sensores 21004 que não detectaram a presença de tecido.
[0621] Consequentemente, o circuito de controle 21002 aplica 21210 parâmetros de controle para o motor 21006 de acordo com a po- sição determinada 21206 das garras e o grau determinado 21208 de contato com o tecido. Os parâmetros de controle do motor podem incluir, por exemplo, o tempo para fechar as garras e/ou limite(s) de fecha- mento. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode ser configu- rado para executar um cálculo de tempo de execução e/ou acessar uma memória (por exemplo, uma tabela de consulta) para recuperar os pa- râmetros de controle do motor (por exemplo, a taxa de fechamento da garra e limite de fechamento) associado à posição específica das garras e o grau particular de contato com o tecido detectado através dos vários sensores. Em vários aspectos, o circuito de controle 21002 pode con- trolar o motor 21006 para ajustar o tempo de fechamento da garra, por exemplo, ajustar a taxa na qual as garras são transicionada da posição aberta para a posição fechada, ajustar o intervalo de tempo em que as garras são pausado após o engate inicial do tecido (isto é, o tempo de espera da fluência do tecido) e/ou o ajuste do limite de estabilização que termina a fase de fixação. Em vários aspectos, o(s) limite(s) de fecha- mento pode(m) incluir, por exemplo, a FTC máxima permitida, o atuador de extremidade 21008 ou a taxa de alteração da FTC (ou seja, AFTC) na qual o circuito de controle 21002 para o motor 21006 que aciona o fechamento de garras ou realiza outras ações, conforme discutido acima, sob o título "Compression Rate to Determine Tissue Integrity". O circuito de controle 21002 pode então controlar o motor 21206 de acordo com o conjunto de parâmetros de controle do motor 21210 por meio do processo 21200.
[0622] A posição das garras e o grau de contato com o tecido no ponto inicial de contato com o tecido corresponde à espessura ou a geo- metria do tecido sendo segurado, que por sua vez corresponde ao tipo fisiológico do tecido. Dessa forma, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para distinguir entre tipos de tecido e então ajustado 21210 para controlar os parâmetros para o motor 21006 em conformidade. Por exemplo, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para determi- nar se parênquima ou tecido vascular foi preso pelo atuador de extremi- dade 21008 e então ajustar 21210 os parâmetros de controle do motor que são apropriadas para o tipo de tecido detectado.
[0623] Em alguns aspectos, a taxa de fechamento da garra pode ser selecionada para cada tipo de tecido para manter a máxima FTC e/ou AFTC sob um determinado limite de fechamento, que pode da mesma forma ser selecionado para cada tipo de tecido. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para instituir uma taxa mínima de preensão, de modo que o movimento de fechamento das garras nunca seja interrompido permanentemente. Em um aspecto, o circuito de con-
trole 21002 pode ser configurado para controlar os tempos de pausa má- ximos para assegurar que o fechamento da garra progrida em ao menos uma taxa padrão. Em um aspecto, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para parar o motor 21006 e/ou fornecer retroinformação ao usuário quando o limite ou limites de fechamento são excedidos ou de ou- tro modo encalhados durante o uso do instrumento cirúrgico 21000.
[0624] Deve ser observado que embora as etapas do exemplo es- pecífico do processo 21200 na Figura 99 são mostradas como tendo ocorrido em uma determinada ordem ou sequência, essa representa- ção é somente para fins ilustrativos e não uma sequência específica do processo 21200 é destinado, a menos que uma sequência especí- fica de etapas específicas é explicitamente necessária a partir da des- crição acima. Por exemplo, em outros aspectos do processo 21200, o circuito de controle 21002 pode determinar 21208 o grau de contato com o tecido 21206 antes de determinar a posição da garra no ponto de contato inicial.
[0625] As Figuras 100A e 101B ilustram várias vistas em elevação la- teral de um atuador de extremidade 21008 segurando o parênquima 21030 e um vaso 21032, nas posições de contato inicial com o tecido e nas posições fechadas, de acordo com pelo menos um aspecto da pre- sente invenção. No aspecto mostrado, o atuador de extremidade 21008 inclui uma pluralidade de sensores de contato com o tecido 21016 dispos- tos ao longo das superfícies de contato com o tecido das garras, que in- cluem a bigorna 21012 e o canal 21014. Em outros aspectos, os sensores de contato com o tecido 21016 podem ser dispostos ao longo de um car- tucho 150304 (Figura 25), além ou em vez de serem dispostos ao longo do canal 21014 do instrumento cirúrgico 21000. Por questões de brevi- dade, os sensores de contato com o tecido 21016 serão discutidos como sendo dispostos ao longo do canal 21014 na descrição a seguir; entre-
tanto, deve ser observado que os conceitos discutidos na presente inven- ção também se aplicam aos aspectos onde os sensores de contato com o tecido 21016 são dispostos ao longo do cartucho 150304. Os sensores de contato com o tecido 21016 podem incluir, por exemplo, sensores de im- pedância, células de carga, transdutores sensíveis à força e combinações dos mesmos, como discutido acima. Os sensores de contato com o tecido 21016 podem ser delineados em sensores ativados 21018 (ou seja, sen- sores que detectam a presença de tecido) e sensores não ativados 21020 (ou seja, sensores que não detectam a presença de tecido) durante o uso do instrumento cirúrgico 21000 em um procedimento cirúrgico.
[0626] As Figuras 100A e 101A ilustram o ponto de contato inicial do atuador de extremidade 21008 com o parênquima 21030 e um vaso 21032, respectivamente. Em um aspecto, o ponto de contato inicial entre o atuador de extremidade 21008 e um tecido pode ser definido como o ponto no qual há ao menos um sensor ativado 21018 tanto na bigorna 21012 quanto no canal 21014. Como descrito acima, os tipos de tecido podem ser diferenciados de acordo com a posição das garras (isto é, a bigorna 21012 e/ou o canal 21014) e o grau de contato entre o tecido e as garras no ponto de contato inicial com o tecido. Por exemplo, as Figuras 100A e 101A ilustram como o parênquima 21030 e um vaso 21032 podem ser diferenciados com base na proporção de sensores ativados 21018 no ponto de contato inicial do tecido. Ou seja, a preensão de um vaso 21032 resulta em menos sensores ativados 21018 em relação a preensão do pa- rênquima 21030. Deve-se notar ainda que o número de sensores de tecido ativados 21018 na bigorna 21012 e no canal 21014 não precisa ser igual no ponto de contato inicial do tecido. Como outro exemplo, as Figuras 100A e 101A ilustram como o parênquima 21030 e um vaso 21032 podem ser diferenciados com base no ângulo no qual a bigorna 21012 é orientada em relação ao canal 21014 no ponto de contato inicial do tecido. Ou seja, a bigorna 21012 é orientada em um primeiro ângulo 81 no ponto de contato inicial com o parênquima 21030 e em um segundo ângulo 82 no ponto de contato inicial com o vaso 21032. As diferenças entre a proporção de sen- sores ativados 21018 e o ângulo em que a bigorna 21012 é orientada po- dem ser utilizadas individualmente ou em combinação (por exemplo, pelo processo 21200 ilustrado na Figura 99) para caracterizar o tipo fisiológico de tecido que está sendo apertado e, em seguida, defina a taxa de fecha- mento da garra apropriada, os limites de fechamento e outros parâmetros de controle do motor para o tipo de tecido.
[0627] As Figuras 100B e 101B ilustram o ponto em que o atuador de extremidade 21008 tem o parênquima e um vaso 21032 totalmente preso 21030, respectivamente. Como pode ser visto, a alteração no número ou proporção de sensores ativados 21018 e sensores não ati- vados 21020 quando o atuador de extremidade 21008 prende o tecido da mesma forma pode ser utilizada para determinar o tipo de tecido e/ou características físicas do tecido, o grau ao qual o tecido é compri- mido e/ou a distância entre a bigorna 21012 e o canal 21014 e vários outros parâmetros. Por exemplo, um vaso 21032 se deforma muito mais que o parênquima 21030 quando totalmente preso, o que resulta em uma mudança relativamente maior no número de sensores ativa- dos 21018 quando o atuador de extremidade 21008 prende o vaso
21032. Em alguns aspectos, um circuito de controle pode executar um processo para determinar o tipo de tecido (ou seja, tipo fisiológico de tecido ou tecido com certas características físicas) de acordo com a alteração ou taxa de alteração no número de sensores ativados 21018 quando o atuador de extremidade 21008 é preso. Em alguns aspectos, um circuito de controle pode executar um processo para determinar o grau em que o tecido é comprimido e/ou deformado de acordo com a alteração ou taxa de alteração no número de sensores ativados 21018 quando o atuador de extremidade 21008 é preso.
[0628] Em alguns aspectos em que o instrumento cirúrgico 21000 inclui um circuito de controle 21002 executando o processo 21200 des- crito acima na Figura 99, quando o circuito de controle 21002 determina que as garras 21013 entraram em contato inicialmente com o tecido, o circuito de controle 21002 pode ser configurado para detectar ou medir a separação entre as garras 6 e o comprimento ou grau de contato do tecido entre o tecido e as garras L. Os limites de fechamento (por exem- plo, o limite FTC ou AFTC), a velocidade inicial de fechamento e a(s) velocidade(s) de fechamento ajustada(s) (ou seja, a(s) velocidade(s) de fechamento na qual as garras 21013 são fechadas após um limite de fechamento ser excedido) podem, cada uma delas, ser uma função de 8 e L. Como representado nas Figuras 100A e B, a separação da garra pode ser definida como 81 e o grau de contato com o tecido pode ser definido como L1 no ponto de contato inicial com um primeiro tecido (por exemplo, parênquima 21030). Como representado nas Figuras 101A e B, a separação da garra pode ser definida como 82 e o grau de contato com o tecido pode ser definido como L2 no ponto de contato inicial com um segundo tecido (por exemplo, um vaso 21032). Consequentemente, em alguns aspectos onde 8, > 8 e L1 > L2, o limite FTC, do parênquima FTC > o limite FTC, do vaso FTC; o limite AFTC, do parênquima AFTC > o limite AFTC, do coeficiente angular do vaso; e a velocidade de fecha- mento inicial do vaso Vv1 > a velocidade de fechamento inicial do parên- quima Vp1. As diferenças operacionais entre esses limites são discutidas em mais detalhes abaixo com relação às Figuras 102 e 103.
[0629] A Figura 102 ilustra um primeiro gráfico 21300 e um segundo gráfico 21302 que representa o atuador de extremidade FTC 21304 e a velocidade de fechamento 21306, respectivamente, versus tempo 21308 para disparos ilustrativos de um instrumento cirúrgico 21000 agarrando o parênquima 21030, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção. Na descrição a seguir do primeiro gráfico 21300 e do segundo gráfico 21302, também deve ser feita referência às Figuras 95 e 99 a
100B. Os disparos ilustrativos aqui descritos têm o objetivo de demons- trar os conceitos discutidos acima em relação às Figuras 95 e 99 a 100B e não devem ser interpretados como limitadores de qualquer forma.
[0630] Um primeiro disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma primeira curva FTC 21310 e uma pri- meira curva de velocidade correspondente 21310", que ilustram a alte- ração em FTC e velocidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do primeiro disparo, respectivamente. O primeiro disparo pode representar, por exemplo, um disparo padrão do instrumento cirúrgico 21000 ou um disparo do instrumento cirúrgico 21000 que não inclui um circuito de controle 21002 executando o processo 21200 representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é inici- ado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fechamento da bigorna 21012 aumente dras- ticamente 21318 até alcançar uma primeira ou padrão velocidade de fechamento vai. À medida que a bigorna 21012 é acionada a partir da posição aberta, ela entra em contato com o tecido preso que, para esse disparo específico, é o parênquima 21030. À medida que a bigorna 21012 entra em contato com o tecido que está sendo preso no tempo to, o FTC aumenta 21312 de um FTC inicial (por exemplo, zero) para um pico 21314 no tempo t1. No instante t1, o circuito de controle 21002 do instrumento cirúrgico 21000 determina que o FTC atingiu ou exce- deu um limite de FTC (que pode ser, por exemplo, um limite padrão independentemente do tipo de tecido) e controla o motor 21006 inter- rompendo o movimento da bigorna 21012, fazendo com que a veloci- dade de fechamento caia 21320 para zero. O movimento da bigorna 21012 pode ser pausado por um período p1, durante o qual a veloci- dade de fechamento é mantida 21322 em zero. Durante a pausa, a FTC diminui gradualmente 21316 conforme o tecido preso relaxa.
[0631] Um segundo disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma segunda curva FTC 21324 e uma primeira curva de velocidade correspondente 21324", que ilustram a alteração em FTC e velocidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do segundo disparo, respectivamente. Em contraste com o primeiro disparo, o segundo disparo pode representar, por exemplo, um disparo do instru- mento cirúrgico 21000 que inclui um circuito de controle 21002 que exe- cuta o processo representado na Figura 99. Quando o disparo do instru- mento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fechamento da bi- gorna 21014 aumente drasticamente 21336. Devido à espessura relativa e/ou geometria do parênquima 21030, o ponto de contato inicial entre o tecido (isto é, parênquima 21030) e as garras 21013 ocorre logo após a bigorna 21012 começar a ser acionada pelo motor 21006; portanto, o cir- cuito de controle 21002 que executa o processo 21200 representado na Figura 99 é capaz de determinar quase imediatamente que o parênquima 21030 está sendo preso e, correspondentemente, definir o tempo para fechar as garras, o(s) limite(s) de fechamento e outros parâmetros de fe- chamento em um ponto relativamente inicial no processo de fechamento. Por conseguinte, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para fazer com que a velocidade de fechamento da bigorna 21014 aumente acentuadamente 21336 para uma velocidade de fechamento inicial vp específica para o tecido do parênquima 21320.
[0632] À medida que a bigorna 21012 é acionada a partir da posição aberta, ela entra em contato com o tecido preso que, para esse disparo específico, é o parênquima 21030. À medida que a bigorna 21012 entra em contato com o tecido que está sendo preso no tempo to, o FTC au- menta 21326 de um FTC inicial (por exemplo, zero) para um primeiro pico
21328 no tempo t2. Deve-se notar que a FTC aumenta 21326 mais lenta- mente durante o segundo disparo, em comparação com o primeiro dis- paro, porque o circuito de controle 21002 que executa o processo 21200 selecionou uma velocidade de fechamento inicial ou primeira vp: no se- gundo disparo, apropriada para o tipo de tecido sendo fixado, o que reduz a quantidade de força exercida sobre o tecido em comparação com um disparo não modificado do instrumento cirúrgico 21000. No tempo t2, o circuito de controle 21002 do instrumento cirúrgico 21000 determina que a FTC alcançou ou excedeu um limite de FTC, FTC, (que havia sido de- finido pelo circuito de controle 21002 em ou após to quando o circuito de controle 21002 determinou que o tecido do parênquima 21030 estava sendo apertado). O limite de FTC de parênquima FTC, pode representar, por exemplo, a força máxima que pode ser seguramente ou desejavel- mente exercida sobre o tecido de parênquima 21030. Consequente- mente, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para interrom- per o movimento da bigorna 21012, fazendo com que a velocidade de fechamento caia 21338 para zero. O movimento da bigorna 21012 pode ser pausado por um período p2, durante o qual a velocidade de fecha- mento é mantida 21340 em zero. Durante a pausa, a FTC diminui gradu- almente 21330 conforme o tecido preso relaxa. A duração da pausa p2 pode ser igual a uma duração de pausa padrão (por exemplo, p1;) ou um parâmetro de fechamento selecionado pelo circuito de controle 21002 para o tecido do parênquima 21030.
[0633] Após a duração de pausa p2 ter decorrido no tempo t3, o circuito de controle 21002 engata novamente o motor 21006 e retoma o fechamento da bigorna 21012. Consequentemente, a velocidade de fechamento aumenta 21342 para uma segunda velocidade de fecha- mento vp2. Em alguns aspectos, depois que o limite FTC, da FTC do parênquima é excedido pela primeira vez, o circuito de controle 21002 reduz a velocidade de fechamento na qual a bigorna 21012 é fechada para uma segunda velocidade de fechamento vp2 específica ao tecido do parênquima 21030, em que vp2 < vp1. O circuito de controle 21002 pode ser configurado para fechar a bigorna 21012 a uma velocidade mais baixa subsequente ao limite FTC, da FTC do parênquima sendo excedida porque isso pode indicar que o tecido é mais espesso, mais rígido ou mais resistente às forças de fechamento da bigorna 21012 do que esperado para o tipo de tecido detectado. Dessa forma, pode ser desejável reduzir a velocidade de fechamento para tentar reduzir a quantidade de forças de fechamento subsequentemente exercida so- bre o tecido sendo preso.
[0634] À medida que a bigorna 21012 retoma o fechamento no tempo t3, a FTC começa novamente a aumentar até atingir o pico 21332 no tempo ta e mais uma vez atinge ou excede o limite de força do pa- rênquima FTC,. No momento ta, o circuito de controle 21002 do instru- mento cirúrgico 21000 determina que a FTC atingiu ou excedeu o limite de FTC, FTC,p. Consequentemente, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para interromper o movimento da bigorna 21012, fazendo com que a velocidade de fechamento caia 21346 para zero. O movi- mento da bigorna 21012 pode ser pausado por um período p3, durante o qual a velocidade de fechamento é mantida 21348 em zero. Durante a pausa, a FTC diminui gradualmente 21334 conforme o tecido preso relaxa.
[0635] A Figura 103 ilustra um terceiro gráfico 21350 e um quarto gráfico 21352 que representa o atuador de extremidade FTC 21354 e a velocidade de fechamento 21356, respectivamente, versus tempo 21358 para disparos ilustrativos de um instrumento cirúrgico 21000 agarrando o vaso 21032, de acordo com pelo menos um aspecto da presente inven- ção. Na descrição a seguir do terceiro gráfico 21350 e do segundo gráfico 21352, também deve ser feita referência às Figuras 95, 99, 101A a B. Os disparos ilustrativos aqui descritos têm o objetivo de demonstrar os con- ceitos discutidos acima em relação às Figuras 95, 99, 101A e B e não deve ser interpretado como limitativo de forma alguma.
[0636] Um terceiro disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma terceira curva FTC 21360 e uma primeira curva de velocidade correspondente 21360", que ilustram a alteração em FTC e velocidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do terceiro disparo, respectivamente. O terceiro disparo pode represen- tar, por exemplo, um disparo padrão do instrumento cirúrgico 21000 ou um disparo do instrumento cirúrgico 21000 que não inclui um circuito de controle 21002 executando o processo representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a ve- locidade de fechamento da bigorna 21012 aumente drasticamente 21370 até alcançar uma primeira ou padrão velocidade de fechamento Vaz. A velocidade inicial de fechamento vaz pode ou não ser igual à velo- cidade inicial de fechamento va: na Figura 102. À medida que a bigorna 21012 é movida da posição aberta, ela viaja por um período de tempo antes de fazer contato com o tecido preso que, para esse disparo parti- cular, é um vaso 21032. Deve-se notar que isso contrasta com disparos em que o instrumento cirúrgico 21000 está prendendo o parênquima 21030, como representado na Figura 102. Como um vaso 21032? é rela- tivamente fino, a bigorna 21012 geralmente deve percorrer uma distân- cia antes de fazer contato inicial com o vaso 21032, enquanto o parên- quima 21032 é geralmente mais espesso do que um vaso 21032 e, por- tanto, a bigorna 21012 geralmente quase imediatamente faz contato ini- cial com o vaso 21032. Portanto, a FTC é inicialmente nula 21362 por- que a bigorna 21012 viaja por um período de tempo sem entrar em con- tato com o tecido. Depois que a bigorna 21012 entra em contato com o tecido no tempo to, a FTC aumenta 21364 de uma FTC inicial ou plana 21376 (por exemplo, zero) para um pico 21366 no tempo t2. No instante t2, o circuito de controle 21002 do instrumento cirúrgico 21000 determina que o FTC atingiu ou excedeu um limite de FTC (que pode ser, por exemplo, um limite padrão independentemente do tipo de tecido) e con- trola o motor 21006 interrompendo o movimento da bigorna 21012, fa- zendo com que a velocidade de fechamento caia 21372 para zero. O movimento da bigorna 21012 pode ser pausado por um período pa, du- rante o qual a velocidade de fechamento é mantida 21374 em zero. Du- rante a pausa, a FTC diminui gradualmente 21368 conforme o tecido preso relaxa.
[0637] Um quarto disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma segunda curva FTC 21375 e uma primeira curva de velocidade correspondente 21375', que ilustram a alteração em FTC e velocidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do segundo disparo, respectivamente. Em contraste com o primeiro dis- paro, o quarto disparo pode representar, por exemplo, um disparo do instrumento cirúrgico 21000 que inclui um circuito de controle 21002 que executa o processo 21200 representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fechamento da bigorna 21014 aumente drasticamente 21386. Devido à relativa fi- nura e/ou geometria do vaso 21032 (em comparação com, por exemplo, o parênquima 21030), o ponto de contato inicial entre o tecido (ou seja, o vaso 21032) e as garras 21013 não ocorre até depois de a bigorna 21012 ser acionada pelo motor 21006 por um período de tempo; por- tanto, o circuito de controle 21002 que executa o processo 21200 repre- sentado na Figura 99 não é capaz de determinar que um vaso 21032 está sendo preso e, correspondentemente, define o tempo para fechar as garras, o(s) limite(s) de fechamento e outros parâmetros de fecha- mento apropriados até que o processo de fechamento tenha sido reali- zado por um período de tempo. Como a bigorna 21012 não entra em contato com o tecido mais fino do vaso 21032 por um período de tempo e, portanto, o circuito de controle 21002 não consegue detectar qual tipo de tecido que está sendo preso, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para causar a velocidade de fechamento da bigorna 21014 para aumentar acentuadamente 21386 para a velocidade padrão va.
[0638] À medida que a bigorna 21012 é acionada a partir da posi- ção aberta, a FTC é inicialmente plana 21376 porque a bigorna 21012 se desloca por um período de tempo sem entrar em contato com o tecido. Depois que a bigorna 21012 entra em contato com o tecido no tempo to, a FTC aumenta 21378 de uma FTC inicial (por exemplo, zero). Após entrar em contato com o recipiente 21032, o circuito de controle 21002 executando o processo 21200 ilustrado na Figura 99 é capaz de determinar que um vaso 21032 está sendo preso e, corres- pondentemente, define o tempo para fechar as garras, o(s) limite(s) de fechamento e outros parâmetros de fechamento nesse ponto no pro- cesso de fechamento. No tempo ti, o circuito de controle 21002 deter- mina que o AFTC atingiu ou excedeu um limite de AFTC, AFTC, (que havia sido definido pelo circuito de controle 21002 em ou após to quando o circuito de controle 21002 determinou que um vaso 21032 estava sendo preso). O limite AFTC do vaso, AFTC,, pode representar, por exemplo, a taxa máxima de mudança de força que pode ser exer- cida com segurança ou de forma desejável em um tecido do vaso
21032. Consequentemente, o circuito de controle 21002 controla o mo- tor 21006 para deixar cair 21388 a velocidade de fechamento para uma velocidade de fechamento do vaso vv: que é específica para o tecido do vaso 2032, em que vvi < Va.
[0639] À medida que a bigorna 21012 avança na velocidade mais baixa de fechamento do vaso vv1, a FTC aumenta 21380 mais lentamente do que anteriormente até atingir o pico 21382 no tempo t3. No instante t3, o circuito de controle 21002 determina que a FTC atingiu ou ultrapassou um limite de NDG, NDG, (que havia sido definido pelo circuito de controle 21002 em ou após to quando o circuito de controle 21002 determine que um vaso 21032 estava sendo preso). O limite FTC do vaso, FTC, pode representar, por exemplo, a máxima força que pode ser exercida com se- gurança ou de forma desejável em um tecido do vaso 21032. Consequen- temente, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para inter- romper o movimento da bigorna 21012, fazendo com que a velocidade de fechamento caia 21932 para zero. O movimento da bigorna 21012 pode ser pausado por um período ps, durante o qual a velocidade de fechamento é mantida 21394 em zero. Durante a pausa, a FTC diminui gradualmente 21384 conforme o tecido preso relaxa. A duração da pausa ps pode ser igual a uma duração de pausa padrão (por exemplo, p1) ou um parâmetro de fechamento selecionado pelo circuito de controle 21002 para o tecido do vaso 21032.
[0640] Em suma, as Figuras 102 e 103 destacam as diferentes ma- neiras em que um instrumento cirúrgico 21000 funciona com e sem um circuito de controle 21002 que executa o processo 21200 ilustrado na Figura 99.
[0641] A Figura 104 ilustra um quinto gráfico 21400 que representa o atuador de extremidade FTC 21402 e a velocidade de fechamento 21404 versus tempo 21406 para um disparo ilustrativo de um instru- mento cirúrgico, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção. Na descrição a seguir do quinto gráfico 21400 também deve- se fazer referência às Figuras 95 e 99 a 101B. Os disparos ilustrativos aqui descritos têm o objetivo de demonstrar os conceitos discutidos acima em relação às Figuras 95 e 99 a 101B e não devem ser inter- pretados como limitadores de qualquer forma.
[0642] Um quinto disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma quinta curva FTC 21408 e uma quinta curva de velocidade correspondente 21408", que ilustram a alteração em FTC e velocidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do quinto disparo, respectivamente. O quinto disparo pode representar, por exem- plo, um disparo do instrumento cirúrgico 21000 que inclui um circuito de controle 21002 que executa o processo representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fechamento da bigorna 21014 aumente drasticamente 21416 até um de- terminado platô 21418 de uma velocidade de fechamento específica. À medida que a bigorna 21012 fecha, a FTC aumenta 21412 até alcançar seu pico 21410 em um momento específico. A partir do pico 21412, a FTC diminui 21414 até que o tecido esteja totalmente preso, ponto no qual o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para interromper o fechamento da bigorna 21012 e a velocidade de fechamento cai 21420 para zero.
[0643] O quinto disparo representa assim um disparo do instru- mento cirúrgico 21000 sendo que nenhuma parte do limite de FTC, o limite de AFTC, ou qualquer outro limite de fechamento é atingido ou excedido durante o fechamento das garras 21013. Em outras palavras, o quinto disparo permanece dentro de todos os parâmetros de controle durante o curso do fechamento das garras 21013. Dessa forma, o cir- cuito de controle 21002 não pausa a bigorna 21012, ajusta a velocidade de fechamento da bigorna 21012, ou tomar qualquer outra ação corre- tiva durante o curso de fechamento das garras 21013.
[0644] A Figura 105 ilustra um sexto gráfico 21422 que representa o atuador de extremidade FTC 21402 e a velocidade de fechamento
21404 versus tempo 21406 para um disparo ilustrativo de um instru- mento cirúrgico, de acordo com pelo menos um aspecto da presente invenção. Na descrição a seguir do sexto gráfico 21422 também deve- se fazer referência às Figuras 95 e 99 a 101B. Os disparos ilustrativos aqui descritos têm o objetivo de demonstrar os conceitos discutidos acima em relação às Figuras 95 e 99 a 101B e não devem ser inter- pretados como limitadores de qualquer forma.
[0645] Um sexto disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma sexta curva FTC 21424 e uma sexta curva de velo- cidade correspondente 21424", que ilustram a alteração em FTC e veloci- dade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do sexto disparo, respectivamente. O sexto disparo pode representar, por exemplo, um dis- paro do instrumento cirúrgico 21000 que inclui um circuito de controle 21002 que executa o processo 21200 representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fecha- mento da bigorna 21014 aumente drasticamente 21432 até alcançar uma velocidade de fechamento específica. À medida que a bigorna 21012 fe- cha, a FTC aumenta 21428 até alcançar seu pico 21426 em um momento específico. Nesse caso específico, o operador do instrumento cirúrgico 21000 elege para abrir as garras 21013 do instrumento cirúrgico 21000 a fim de reajustar o tecido no mesmo. Dessa forma, a velocidade de fecha- mento cai 21434 até alcançar uma velocidade de fechamento negativa, indicando que as garras 21013 estão sendo abertas para, por exemplo, permitir facilmente que o tecido seja reajustado dentro das garras 21013. A velocidade de fechamento então retorna 21436 de volta ao zero, as gar- ras 21013 paradas. De modo correspondente, a FTC diminui 21430 para zero conforme as garras 21013 são liberadas do tecido.
[0646] A Figura 106 ilustra um sétimo gráfico 21438 que repre- senta o atuador de extremidade FTC 21402 e a velocidade de fecha- mento 21404 versus tempo 21406 para um disparo ilustrativo de um instrumento cirúrgico, de acordo com pelo menos um aspecto da pre- sente invenção. Na descrição a seguir do sétimo gráfico 21438 também deve-se fazer referência às Figuras 95 e 99 a 101B. Os disparos ilus- trativos aqui descritos têm o objetivo de demonstrar os conceitos dis- cutidos acima em relação às Figuras 95 e 99 a 101B e não devem ser interpretados como limitadores de qualquer forma.
[0647] Um sétimo disparo de um instrumento cirúrgico 21000 pode ser representado por uma sétima curva FTC 21440 e uma sétima curva de velocidade correspondente 21440', que ilustram a alteração em FTC e ve- locidade de fechamento ao longo do tempo durante o curso do sétimo dis- paro, respectivamente. O sétimo disparo pode representar, por exemplo, um disparo do instrumento cirúrgico 21000 que inclui um circuito de con- trole 21002 que executa o processo 21200 representado na Figura 99. Quando o disparo do instrumento cirúrgico 21000 é iniciado, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para começar a acionar a bigorna 21014 a partir de sua posição aberta, o que faz com que a velocidade de fechamento da bigorna 21014 aumente drasticamente 21450 até alcançar uma primeira velocidade de fechamento v1. À medida que a bigorna 21012 Fecha, a FTC aumenta 21442 até o tempo t1. No instante t1, o circuito de controle 21002 determina que o AFTC atingiu ou excedeu o limite de AFTC, AFTCr, que pode ser um limite de AFTC padrão ou um limite de AFTC para um tipo de tecido fisiológico particular detectado pelo circuito de controle 21002 de acordo com o processo 21200 representado na Fi- gura 99. Como outro exemplo, o AFTC1 pode ser definido por um outro processo executado pelo circuito de controle 21002 e/ou outro circuito de controle do instrumento cirúrgico 2100 em resposta a outros parâmetros detectados ou de acordo com um outro algoritmo. Por exemplo, se o fe- chamento da garra está ocorrendo dentro dos parâmetros operacionais do processo 21200 ilustrado na Figura 99, mas outro sensor e/ou processo do instrumento cirúrgico 21000 determina que o tecido a ser preso, no en- tanto, se desvia dos parâmetros esperados de alguma maneira (por exem- plo, o tecido é mais espesso ou mais fino que o esperado para o tipo de tecido fornecido) e, em seguida, define o tempo para fechar as garras 21013, o(s) limite(s) de fechamento e outros parâmetros de controle, con- sequentemente. Em um exemplo, um segundo sensor detecta no tempo t, que o tecido é mais delgado do que o esperado. Consequentemente, o circuito de controle 21002 define um novo AFTC7 (que, neste exemplo, é menor que o AFTCr7 anterior), que o circuito de controle 21002 determina que está sendo alcançado ou excedido no momento t1.
[0648] Consequentemente, o circuito de controle 21002 controla o motor 21006 para diminuir 21452 a velocidade de fechamento da bi- gorna 21012 para uma segunda velocidade de fechamento v2, sendo que v1 > v2. A partir de t1, a queda na velocidade de fechamento resulta na FTC aumentando 21444 em uma taxa mais lenta. A FTC aumenta 21444 até alcançar um pico 21446 abaixo do limite de FTC, FTC7 e en- tão diminui depois disso. À medida que o sétimo disparo permanece dentro de todos os parâmetros de fechamento após t1, a velocidade de fechamento é mantida 21454 na segunda velocidade de fechamento v2 até que o tecido esteja totalmente preso, nesse ponto o circuito de con- trole 21002 controla o motor 21006 para interromper o fechamento da bigorna 21012 e a velocidade de fechamento cai 21456 para zero.
[0649] A Figura 107 ilustra um gráfico 21500 que mostra impedân- cia 21502 versus tempo 21504 para determinar quando as garras de um instrumento cirúrgico entram em contato com tecido e/ou grampos, de acordo com ao menos um aspecto da presente invenção. Na des-
crição a seguir do sétimo gráfico 21438 também deve-se fazer referên- cia à Figura 95. Conforme discutido acima, o sensor ou sensores 21004 que são configurados para detectar o grau de compressão de um tecido preso pelo atuador de extremidade 21008 e/ou são configu- rados para detectar o contato inicial com um tecido podem incluir, por exemplo, sensores de impedância. A impedância e/ou taxa de altera- ção da impedância do tecido, conforme detectado pelo sensor ou sen- sores de impedância, pode ser usada para determinar o estado do te- cido sendo preso. Por exemplo, se a impedância detectada tem um platô 21506 em uma impedância Zoc que indica uma condição de cir- cuito aberto, então um circuito de controle 21002 acoplado a sensores de impedância pode determinar se as garras estão abertas e/ou se estão em contato com um tecido. Como outro exemplo, quando a im- pedância detectada inicialmente diminui 21508 a partir da impedância de circuito aberto Zoc, então um circuito de controle 21002 acoplado aos sensores de impedância pode determinar que o contato inicial com um tecido foi feito. Como outro exemplo, conforme a impedância de- tectada diminui 21510 a partir da impedância de circuito aberto Zoc, o formato da curva de impedância versus tempo e/ou a taxa de alteração da impedância detectada podem ser utilizados por um circuito de con- trole 21002 acoplado aos sensores de impedância para determinar a taxa de compressão do tecido e/ou o grau em que o tecido está sendo comprimido. Como ainda outro exemplo, se a impedância detectada cai 21512 para zero, então um circuito de controle 21002 acoplado a sensores de impedância pode determinar se as garras do atuador de extremidade 21008 entraram em contato com um grampo, que faz um curto no sistema de detecção de impedância.
Exemplos
[0650] Vários aspectos do assunto aqui descrito sob o título "Con- trolling a surgical instrument according to sensed closure parameters"
são apresentados nos exemplos a seguir:
[0651] Exemplo 1 - Um instrumento cirúrgico compreende um atua- dor de extremidade que compreende garras transicionáveis entre uma configuração aberta e uma configuração fechada. O instrumento cirúr- gico compreende adicionalmente um motor operacionalmente acoplado às garras. O motor é configurado para transicionar as garras entre a configuração aberta e a configuração fechada. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um sensor configurado para transmitir ao menos um sinal indicativo de um parâmetro de compressão de tecido associado a um tecido entre as garras. O instrumento cirúrgico compre- ende adicionalmente um circuito de controle acoplado ao sensor e ao motor. O Circuito de controle é configurado para receber ao menos um sinal, determinar um valor do parâmetro de compressão de tecido com base no ao menos um sinal conforme as garras fazem a transição da configuração aberta para a configuração fechada, fazer com que o mo- tor aumente um tempo para a transição das garras para a configuração fechada de acordo com se o valor do parâmetro de compressão de te- cido estiver acima de um primeiro limite, e fornecer retroalimentação de acordo com se o valor do parâmetro de compressão de tecido está abaixo de um segundo limite.
[0652] Exemplo 2 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 1, sendo que o parâmetro de compressão de tecido compreende uma força exercida pelo motor para fazer a transição das garras para a configu- ração fechada.
[0653] Exemplo 3 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 1, sendo que o parâmetro de compressão de tecido compreende uma taxa de alteração de tempo de uma força exercida pelo motor para fazer a tran- sição das garras para a configuração fechada.
[0654] Exemplo 4 - O instrumento cirúrgico, de acordo com os Exem- plos 1, 2, ou 3, sendo que a retroinformação compreende uma sugestão para reforço adjunto.
[0655] Exemplo 5 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3 ou 4, em que o circuito de controle é configurado para aumentar o tempo de transição das garras para a configuração fechada pela diminuição de uma taxa na qual o motor faz a transição das garras para a configuração fechada.
[0656] Exemplo 6 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3 ou 4, em que o circuito de controle é configurado para aumentar o tempo de transição das garras para a configuração fechada pelo aumento do in- tervalo de tempo no qual o motor para enquanto faz a transição das garras para a configuração fechada.
[0657] Exemplo 7 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3 ou 4, em que o circuito de controle é configurado para aumentar o tempo de transição das garras para a configuração fechada pela redução de um limite de estabilização para parar o motor ao fazer a transição das garras para a configuração fechada.
[0658] Exemplo 8 - Um instrumento cirúrgico que compreende um atuador de extremidade. O atuador de extremidade compreende garras transicionáveis entre uma configuração aberta e uma configuração fe- chada e um ou mais sensores dispostos ao longo de uma superfície de contato de tecido de cada uma das garras. O um ou mais sensores são configurados para detectar o contato com um tecido. O instrumento ci- rúrgico compreende adicionalmente um motor operacionalmente aco- plado às garras. O motor é configurado para transicionar as garras entre a configuração aberta e a configuração fechada. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um circuito de controle acoplado ao um ou mais sensores e ao motor. O circuito de controle é configurado para de- terminar um ponto de contato inicial no qual o tecido entra em contato com as superfícies em contato com o tecido das garras, determina uma separação entre as garras no ponto de contato inicial, determina um grau de contato entre as superfícies em contato com o tecido e o tecido, faz com que o motor faça a transição das garras para a configuração fechada a uma taxa correspondente à separação entre as garras e o grau de contato entre as superfícies em contato com o tecido e o tecido no ponto de contato inicial e faz com que o motor ajuste a taxa na qual as garras são transferidas para a configuração fechada de acordo com se uma força exercida pelo motor para fazer a transição das garras para a configuração fechada exceda um limite. O limite corresponde à sepa- ração entre as garras e o grau de contato entre as superfícies de contato do tecido e o tecido no ponto de contato inicial.
[0659] Exemplo 9 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 8, sendo que o um ou mais sensores compreendem sensores de pressão.
[0660] Exemplo 10 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 8, sendo que o um ou mais sensores compreendem sensores de impedância.
[0661] Exemplo 11 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 8, 9, ou 10, sendo que a separação entre as garras compreende um ângulo entre as garras.
[0662] Exemplo 12 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 8, 9 ou 10, sendo que a separação entre as garras compreende um vão entre as garras.
[0663] Exemplo 13 - Um instrumento cirúrgico que compreende um atuador de extremidade. O atuador de extremidade compreende garras configuradas para transicionar entre uma configuração aberta e uma con- figuração fechada para segurar um tecido e um conjunto de sensor de contato configurado para detectar o tecido contra o mesmo. O instru- mento cirúrgico compreende adicionalmente um sensor de posição con- figurado para detectar uma configuração das garras e um motor acoplado às garras. O motor é configurado para fazer a transição das garras entre a configuração aberta e a configuração fechada. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um circuito de controle acoplado ao conjunto de sensor de contato, ao sensor de posição e ao motor. O circuito de controle é configurado para determinar um ponto de contato inicial no qual o tecido entra em contato com as garras, determinar a configuração das garras através do sensor de posição no ponto de contato inicial, de- terminar uma quantidade de contato do tecido entre o tecido e as garras através do contato do conjunto de sensor no ponto de contato inicial, de- finir uma taxa de fechamento na qual o motor transita as garras para a configuração fechada de acordo com a configuração das garras e a quan- tidade de contato de tecido no ponto de contato inicial, definir um limite de fechamento de acordo com a configuração das garras e a quantidade de contato do tecido no ponto de contato inicial e controlar o motor de acordo com uma força exercida pelo motor para fazer a transição das garras para a configuração fechada em relação a um limite.
[0664] Exemplo 14 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 13, sendo que o conjunto de sensor compreende um sensor de pressão.
[0665] Exemplo 15 - O instrumento cirúrgico do Exemplo 13, sendo que o conjunto de sensor compreende um sensor de impedância.
[0666] Exemplo 16 - O instrumento cirúrgico do exemplo 13, 14, ou 15, sendo que a configuração das garras corresponde a um ângulo entre as garras.
[0667] Exemplo 17 - O instrumento cirúrgico do exemplo 13, 14, ou 15, sendo que a configuração das garras corresponde a um vão entre as garras. Sistemas para ajustar parâmetros do atuador de extremidade com base em informações pré-operatórias
[0668] Aspectos da presente invenção são apresentados para ajustar o limite de fechamento e taxa de fechamento implementados por um programa de controle de fechamento executado por um circuito de controle de um instrumento cirúrgico, em que o ajuste é feito com base em informações pré-operatórias. O ajuste dos limites de fecha- mento pode ser um exemplo de desempenho do reconhecimento situ- acional pelo sistema cirúrgico interativo implementado por computador (incluindo um ou mais sistemas cirúrgicos 102 e sistema médico de análise baseado em nuvem, como a nuvem 104, 204, que é referida como nuvem 104 por uma questão de clareza). Por exemplo, os limites de fechamento podem ser ajustados para um limite de fechamento es- pecífico do paciente com base nas informações perioperatórias rece- bidas da nuvem 104 ou determinadas por centros cirúrgicos ou instru- mentos cirúrgicos. Como usado aqui, as informações perioperatórias compreendem informações pré-operatórias, intraoperatórias e pós- operatórias.
[0669] As informações pré-operatórias se referem às informações recebidas antes da realização de uma operação cirúrgica com um ins- trumento cirúrgico, enquanto informações intraoperatórias se referem às informações recebidas durante uma operação cirúrgica (por exem- plo, enquanto uma etapa da operação cirúrgica está sendo executada). Em particular, o sistema cirúrgico interativo implementado por compu- tador pode determinar ou inferir parâmetros de fechamento do atuador de extremidade, como um limite de fechamento do atuador de extremi- dade apropriado e um algoritmo de taxa de fechamento, para instru- mentos cirúrgicos inteligentes portáteis específicos. Tais inferências podem se basear em informações contextuais relacionadas a um pro- cedimento cirúrgico a ser realizado e relacionadas ao paciente corres- pondente. As informações contextuais podem incluir ou ser determina- das com base em informações perioperatórias. Os Instrumentos cirúr- gicos podem ser qualquer tipo adequado de instrumento cirúrgico des- crito na presente invenção, como o instrumento cirúrgico 112, 600, 700, 750, 790, 150010. Por uma questão de clareza, é mencionado o instrumento cirúrgico 112.
[0670] Informações perioperatórias, como doenças e tratamentos di- agnosticados no perioperatório, podem afetar as propriedades ou caracte- rísticas do tecido sendo tratado pelo instrumento cirúrgico 112. Por exem- plo, um paciente pode ter sido previamente diagnosticado com câncer e ter recebido tratamentos de radiação para tratar o câncer. Consequente- mente, estas informações pré-operatórias indicariam que o tecido do paci- ente pode ter uma característica de rigidez aumentada. No entanto, o pro- grama de controle de fechamento atualmente aplicado talvez não consi- dere essa rigidez aumentada. Consequentemente, com o uso do pro- grama de controle de fechamento para executar um procedimento cirúr- gico de acordo com um algoritmo de taxa de fechamento geral poderia resultar em trauma desnecessário ou lesões ao tecido devido à compres- são excessiva do tecido do paciente. Adicionalmente, durante uma opera- ção cirúrgica, informações intraoperatórias podem ser analisadas, como identificar que tipo de tecido dentre múltiplos tipos de tecidos potenciais está sendo tratado. Diferentes tipos de tecido podem também ter diferen- tes características do tecido como rigidez do tecido. Consequentemente, alterações nas informações intraoperatórias podem ser usadas para exe- cutar ajustes intraoperatórios alternativamente ou adicionalmente aos ajustes perioperatórios. Em suma, os programas de controle de fecha- mento podem não considerar que diferentes limites de taxa de fechamento devam ser aplicados, dependendo das informações perioperatórias, como tipo de tecido, procedimento cirúrgico sendo realizado e etapas cirúrgicas já realizadas.
[0671] Pode ser desejável que um instrumento cirúrgico considere diferentes tipos de tecidos e as várias características desses tipos di- ferentes de tecidos quando uma operação cirúrgica é realizada com o instrumento cirúrgico 112. Em particular, pode ser desejável que o ins- trumento cirúrgico 112 determine efetivamente o tipo de tecido e as características desse tipo de tecido antes que o clínico realize uma operação cirúrgica com o instrumento cirúrgico, bem como durante a execução de uma operação cirúrgica.
[0672] Por conseguinte, em alguns aspectos, é fornecido um sistema médico de análise baseado em nuvem (por exemplo, sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100), no qual informações peri- operatórias podem ser consideradas para determinar o tipo de tecido a ser tratado e as características do tecido tratado antes do tratamento. Por exemplo, o procedimento cirúrgico a ser realizado e outras informações do paciente podem ser instâncias de informações pré-operatórias recu- peradas antes da execução do procedimento cirúrgico. Etapas realizadas anteriormente de uma operação cirúrgica, outro histórico cirúrgico e uma alteração no tipo de tecido são exemplos de informações intraoperatórias que podem ser consideradas. Em geral, essas informações perioperató- rias podem ser usadas em conjunto com os sinais do sensor indicativos de um parâmetro de fechamento para determinar, inferir ou ajustar parà- metros de um atuador de extremidade (por exemplo, taxa de alteração e limite de fechamento) do instrumento cirúrgico 112. O atuador de extre- midade pode ser qualquer atuador de extremidade descrito na presente invenção, como o atuador de extremidade 702, 151600, 150300, 151340, 152000, 152100, 152150, 152200, 152300, 152350, 152400, 153460, 153470, 153502. Por uma questão de clareza, o atuador de extremidade 702 é mencionado.
[0673] A análise das informações perioperatórias quanto ao reco- nhecimento situacional relacionado à taxa de fechamento pode ser ob- tida de várias maneiras. Com base nas informações perioperatórias, um circuito de controle, como o circuito de controle 500, 710, 760, 150700 (discutido acima em relação às Figuras 12, Figura 15, Figura 17 e Figuras 29A e B) de um instrumento cirúrgico poderia ajustar a taxa de alteração das entradas e os limites de fechamento utilizados no programa de controle de fechamento selecionado. Por uma questão de clareza, o circuito de controle 500 é referenciado. O circuito de con- trole 500 também pode selecionar um programa de controle diferente com base em informações perioperatórias. Adicional ou alternativa- mente, um controlador cirúrgico central como o controlador cirúrgico central 106, 206 (chamado de controlador cirúrgico central 106 para fins de clareza) pode receber informações perioperatórias da nuvem 104 ou do instrumento cirúrgico 112. Por exemplo, o controlador cirúr- gico central 106 pode receber um prontuário médico eletrônico (EMR) de um paciente a partir da nuvem 104 ou medições iniciais da espes- sura do tecido, que são determinadas com base no contato com o te- cido ou nos sensores de pressão (como mostrado na Figura 24, por exemplo) do instrumento cirúrgico 112.
[0674] O controlador cirúrgico central 106 pode então analisar as in- formações perioperatórias recebidas. Com base nesta análise, o controla- dor cirúrgico central 106 pode então transmitir um sinal ao instrumento ci- rúrgico 112 para ajustar a taxa de alteração de entrada e os limites de fechamento utilizados no programa de controle de fechamento selecio- nado. O controlador cirúrgico central 106 também pode instruir o instru- mento cirúrgico 112 a selecionar um programa de controle de fechamento diferente, como pelo circuito de controle selecionando um programa de controle diferente. A seleção de um programa de controle diferente pode ser baseada em um sinal recebido do controlador central 106 ou pelo ins- trumento cirúrgico 112 recebendo um programa de controle atualizado a partir do controlador central 106. A nuvem 104 também pode realizar a análise para ajustar a taxa de fechamento e limite máximo usado. Em par- ticular, os processadores da nuvem 104 podem analisar informações peri- operatórias para determinar o tipo e as características do tecido para alte- rar as entradas de um programa de controle de fechamento ou selecionar um programa de controle de fechamento adequado diferente a ser execu- tado pelo instrumento cirúrgico, por exemplo.
[0675] Desta forma, o instrumento cirúrgico 112 pode ser instruído pela nuvem 104 (através do controlador central 106, por exemplo) para aplicar um algoritmo de taxa de fechamento e limite de fechamento má- ximo adequados. O tipo e características de tecido podem ser adicional- mente determinados com base em um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento. Os sensores podem ser sensores de contato ou pressão de tecido, sensores de força, sensores de corrente do motor, sensores de posição, sensores de carga ou outros sensores adequados como os sensores 472, 474, 476, 630, 734, 736, 738, 744a—/44e, 784, 788, 152408, 153102, 153112, 153118, 153126, 153200, 153438, 153448, 153450a, 153450b, 153474, descritos acima. Por uma questão de clareza, o sensor 474 é mencionado. O sensor 474 é configurado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro do instrumento cirúrgico 112. Alguns tipos de informações perioperatórias podem ser ar- mazenados na nuvem 104 antes da determinação do tipo e das caracte- rísticas do tecido. Por exemplo, EMRs de pacientes podem ser armaze- nados na memória da nuvem 104 (por exemplo, bases de dados em nu- vem). Em geral, os instrumentos cirúrgicos 112, centros 106 ou a nuvem 104 podem analisar informações perioperatórias para determinar o tipo de tecido e as características do reconhecimento situacional.
[0676] Por conseguinte, o tipo de tecido e as características determi- nadas com base nas informações perioperatórias podem ser usadas para ajustar proativamente a taxa de fechamento e o limite máximo usados. Ou seja, as informações perioperatórias podem ser usadas para prever parâà- metros de fechamento mais eficazes (por exemplo, parâmetros do atuador de extremidade 702), de modo que o programa de controle de fechamento aplicado pelo instrumento cirúrgico 112 use uma taxa e um limite de fecha- mento que considerem as características específicas do paciente e o tipo de tecido. Consequentemente, o uso da taxa de fechamento e do reco- nhecimento situacional do limite, conforme descrito neste documento,
pode vantajosamente permitir que o instrumento cirúrgico 112 aplique uma taxa e um limite de fechamento ajustados sem comprimir demais o tecido a ser tratado. Super compressão pode ser baseada no primeiro e segundo membros de garra do atuador de extremidade 702. Um primeiro e um se- gundo membros de garra podem ser o primeiro membro de garra 152002, 152152, 152154 e o segundo membro de garra 152204, 152254, 152304, respectivamente, por exemplo. O primeiro e o segundo membros de garra podem também se referir a bigorna 716, 766 e o cartucho de grampos 718,
768. Por uma questão de clareza, o primeiro membro de garra é chamado de 152002 enquanto que o segundo membro de garra é chamado de
152204. O primeiro e o segundo membros de garra 152002, 152004 po- dem definir uma abertura do atuador de extremidade 702, que é definida como a distância entre o membro elemento de garra 152002 e o segundo membro de garra 152004.
[0677] Desnecessários danos ao tecido ou trauma a partir de com- pressão excessiva podem ocorrer quando a abertura do atuador de extre- midade 702 é desnecessariamente pequena, por exemplo. A redução ou prevenção de tal compressão excessiva pode ser alcançada pelo ajuste usando informações perioperatórias e/ou sinais do sensor dos sensores
474. Além disso, a compressão aplicada durante as medições dos parâ- metros de fechamento inicial, como com base no sensor de carga 474 (medição da força de fechamento) e no sensor 474 posicionado (medição da posição do primeiro membro de garra 152002 e segundo membro de garra 152004) pode ser minimizada. Em geral, os sensores 474 podem ser configurados para medir a força de fechamento exercida pelo atuador de extremidade 702 do instrumento cirúrgico 112. Além de inferir proativa- mente características e tipo de tecido a partir de informações perioperató- rias, um ou mais dos instrumentos cirúrgicos 112, controlador central 106 e nuvem 104 podem usar medições detectadas pelos sensores 474 (como mostrado na Figura 12) para verificar ou fazer outros ajustes na força de fechamento aplicada, taxa de fechamento e limite de fechamento, se ne- cessário. Especificamente, sensores de contato podem ser usados para determinar a espessura do tecido não deformado. Além disso, o sensor de carga 474 em combinação com o sensor de posição 474 pode ser usado para determinar a espessura do tecido com base na força de fechamento aplicada em relação à posição do primeiro membro de garra 152002 e do segundo membro de garra 152004, respectivamente. Essas verificações ou ajustes adicionais podem ser realizados no pré ou no intraoperatório.
[0678] O parâmetro de fechamento com reconhecimento situacional pode ser realizado continuamente. Dessa forma, o médico ou cirurgião pode usar essas informações perioperatórias para ajustar continuamente os parâmetros de fechamento do atuador de extremidade 702 (por exem- plo, de um programa de controle de fechamento) conforme adequado (por exemplo, quando as etapas de um procedimento cirúrgico são realizadas). Por exemplo, as informações perioperatórias podem ser usadas para ajus- tar os parâmetros de fechamento do atuador de extremidade 702 quando é determinado, com base no histórico clínico (por exemplo, a prática de rotina de um cirurgião), que a próxima etapa do procedimento cirúrgico que está sendo realizado envolve tecido vascular. Nesta situação, o instru- mento cirúrgico com reconhecimento situacional 112 pode aplicar força de fechamento com uma taxa de alteração de fechamento constante. Tais informações perioperatórias podem ser utilizadas juntamente com um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do instrumento cirúr- gico 112 para ajustar os parâmetros de fechamento do atuador de extre- midade 702 (por exemplo, taxa de alteração de fechamento e limite de fechamento de um programa de controle). As informações perioperatórias, como informações intraoperatórias, podem indicar que o paciente foi tra- tado anteriormente por radioterapia.
[0679] Com base nessas informações, o circuito de controle 500 pode inferir aumento da rigidez do tecido, que é uma característica do tecido que pode ser considerada ao longo das etapas do procedimento cirúrgico. Em um exemplo, essa rigidez aumentada do tecido podem ser informações perioperatórias usadas para suplementar um sinal do sensor indicativo da espessura do tecido, de modo que o ajuste para um valor mais apropriado do parâmetro de fechamento do atuador de extremidade 702 possa ser alcançado. As informações perioperatórias podem também indicar que o procedimento cirúrgico sendo aplicado é um procedimento de lobectomia, o que poderia ser determinado a partir de dados armazenados na nuvem
104. Com base no conhecimento do procedimento de lobectomia, pode ser determinado que os possíveis tipos de tecidos a serem tratados (por exemplo, grampeados) incluem vasos sanguíneos, tecido brônquico e te- cido do parênquima.
[0680] Consequentemente, com base em informações perioperató- rias, o tipo de tecido específico e características do tecido atualmente sendo tratado pelo instrumento cirúrgico 112 pode ser preditos ou inferidos antes do início do tratamento terapêutico de tecido. Por exemplo, conside- rar a espessura inicial do tecido (medido quando o tecido atualmente em tratamento entra em contato com o atuador de extremidade 702) em con- junto com informações sobre tratamento, diagnóstico e paciente pode per- mitir uma inferência de que o tecido do parênquima anteriormente irradi- ado está sendo tratado. Como o tipo e as características do tecido que está sendo tratado podem ser determinados contextualmente antes do iní- cio do procedimento cirúrgico, o programa de controle de fechamento im- plementado pelo circuito de controle 500 do instrumento cirúrgico 112 pode ser vantajosamente ajustado (por exemplo, alterando os parâmetros de entrada de acordo com as inferências de tipo ou características do tecido) ou alterado (por exemplo, selecionando um programa de controle dife- rente) antes do início do tratamento terapêutico. Especificamente, o limite máximo de fechamento de tecido pode ser diminuído para abordar a rigi-
dez e a fragilidade do parênquima irradiado que está sendo tratado. O |i- mite máximo pode se referir a uma força máxima de fechamento que pode ser aplicada ou a uma taxa de alteração de fechamento máxima. Além disso, o algoritmo de fechamento do programa de controle de fechamento também poderia ser ajustado para aplicar uma taxa de fechamento mais lenta e conservativa com base na identificação do parênquima irradiado.
[0681] Além disso, pode ser determinado se o instrumento cirúrgico 112 é um instrumento cirúrgico de grampeamento adequado 112 para o parênquima irradiado, por exemplo. Se as informações perioperatórias indicarem que o instrumento cirúrgico selecionado 112 não é adequado para seu uso pretendido, um alerta pode ser gerado. Por exemplo, se for possível inferir, com base nas informações perioperatórias, que o tecido que está sendo tratado atualmente é tecido brônquico e um instrumento cirúrgico de grampeamento vascular inadequado 112 é selecionado, um aviso será gerado ao médico. Em geral, o instrumento cirúrgico 112 pode gerar um alerta com base em uma inconsistência determinada, prevista ou inferida entre o tipo de instrumento cirúrgico, as informações periope- ratórias e o sinal do sensor. Além disso, como discutido acima, informa- ções intraoperatórias também podem ser usadas para ajustes durante o procedimento cirúrgico geral. Por exemplo, a etapa atual em uma opera- ção de procedimento geral pode ser o tratamento de tecido brônquico rígido, o que normalmente resultaria em uma taxa de fechamento mais lenta. Ajustes adicionais também podem ser feitos após um ajuste inicial. Especificamente, ajustes adicionais podem ser feitos durante a operação, como ajustar a taxa de fechamento mais lenta a uma taxa de fechamento mais rápida quando informações intraoperatórias adicionais (por exem- plo, informações detectadas) são analisadas e infere-se que a força para fechar aplicada no algoritmo de fechamento atualmente aplicado deve ser modificada ou ajustada. Tais ajustes também podem ser feitos no pós-operatório em determinadas circunstâncias.
[0682] Portanto, a taxa de fechamento e os limites podem ser benefi- ciados com base no tipo de tecido, características do tecido e informações perioperatórias determinados antes do início ou durante o tratamento tera- pêutico. Consequentemente, este ajuste pode vantajosamente evitar ou minimizar os danos ao tecido resultantes de um esforço excessivo e facili- tar a formação adequada dos grampos a partir de um instrumento cirúrgico de grampeamento 112.
[0683] As Figuras 108 e 109 são gráficos 22000, 22100 ilustrando várias funções de limite de fechamento do atuador de extremidade que podem ser usadas com base em informações perioperatórias e que ilustram um algoritmo de controle de fechamento do atuador de extre- midade ajustado, de acordo com vários aspectos da presente inven- ção. O gráfico 22100 é uma vista ampliada do gráfico 22000. Nas Fi- guras 108 e 109, a força para prender ou fechar (FTC), que pode ser entendida como a força de aperto aplicada ao atuador de extremidade 702, é indicada no eixo geométrico y 22002, 22102 dos gráficos 22000,
22100. O tempo decorrido ou que abrange um ciclo cirúrgico é indicado no eixo geométrico x 22004, 22104. O eixo geométrico x 22004 da Fi- gura 108 Indica que o ciclo abrange 13 segundos, por exemplo. Em contraste, o eixo geométrico x 22104 da Figura 109 abrange um pouco menos que 2 segundos. Como mostrado na Figura 108, uma função padrão de limite de fechamento de tecido universal (denotada como FTCa 22006) pode ser aplicada de modo geral ao controle do atuador de extremidade 702 que fecham instrumentos cirúrgicos 112 utilizados em procedimentos cirúrgicos genéricos.
[0684] Outros limites mais conservadores que o padrão FTCJg 22006 também são mostrados nos gráficos 22000, 22100. No entanto, limites menos conservadores poderiam também ser usados. Como representado por FTC, 22008 e FTC12 22010, os limites de fechamento mais conserva- dores são empregáveis para reduzir a força de fechamento do instrumento cirúrgico em relação à função padrão da força de fechamento. O FTC 22008 e o FTC.2 22010 podem ser limites que são armazenados em uma memória do instrumento cirúrgico 112, do controlador central 106 ou da nuvem 104. Adicional ou alternativamente, o FTCJa 22006 poderia ser di- namicamente ajustado em um ponto adequado durante o ciclo cirúrgico. O ajuste dinâmico poderia ser realizado pelo circuito de controle 500, pelo controlador central correspondente 106 ou pela nuvem 104. Além disso, os gráficos 22000, 22100 indicam os correspondentes coeficientes angu- lares das diferentes funções de limites de fechamento FTCa, FTC e FTC12 22006, 22008, 22010. Porque os limites de fechamento podem va- riar em função do tempo no ciclo cirúrgico correspondente, o coeficiente angular de um limite de fechamento pode ser constante por todo ou mudar conforme adequado durante o ciclo cirúrgico.
[0685] Em outras palavras, a taxa de alteração instantânea definida pela função específica do limite de fechamento pode ser diferente entre diferentes intervalos de tempo no ciclo cirúrgico. Por exemplo, a função de limite de fechamento particular pode definir uma taxa de aumento relativa- mente mais lenta em torno do início do ciclo cirúrgico e uma taxa de au- mento relativamente mais rápida em torno do meio do ciclo cirúrgico. As funções de limite de fechamento AFTCa, AFTC11 e AFTC12 22106, 22108, 22110 são ampliadas nas visualizações das funções FTCa, FTC, e FTCi2 22006, 22008, 22010 e ilustram as inclinações correspondentes das fun- ções de limite de fechamento. No aspecto da Figura 109, pode ser visto que o coeficiente angular é constante, embora o coeficiente angular possa mudar conforme for adequado. A taxa de alteração de fechamento pode ser ajustada de acordo com uma função de limite de fechamento selecio- nada. Um exemplo de ajuste é ilustrado pelo "x" nas Figuras 108 e 109 e é mostrado em tamanho maior na vista ampliada do gráfico 22100. Neste exemplo, a taxa de alteração de fechamento conforme representado pelas linhas 22012, 22112 é ajustada de modo que elas não excedam o AFTCi2
22110.
[0686] Em um aspecto, um motor como o motor 482, 704a a 704e, 754, 150082, 150714 do instrumento cirúrgico 112 pode mover o pri- meiro membro de garra 152002 em relação ao segundo membro de garra 152004 do atuador de extremidade 702. Por uma questão de cla- reza, o motor 482 é mencionado. O motor 482 pode mover ou fechar o atuador de extremidade 702 de acordo com a taxa de alteração de fe- chamento, representada pelas linhas 22012, 22112 e com o limite de fechamento selecionado. Para esta finalidade, o circuito de controle 500 pode ajustar uma corrente drenada pelo motor 482 para alterar a velo- cidade ou torque do motor 482 com base no limite selecionado. Por exemplo, os gráficos 22000, 22100 ilustram como o circuito de controle 500 pode ajustar o motor 482 no ponto "x" (conforme indicado nos grá- ficos), de modo que o parâmetro da taxa de alteração de fechamento do instrumento cirúrgico 112 seja alterado para permanecer dentro do limite selecionado FTC,.2 22010. O FTC12 22010, que pode ser um limite es- pecífico para o paciente, pode ser selecionado e determinado com base nas informações perioperatórias.
[0687] Os limites da FTC 22006, 22008, 22010 representados nos gráficos 22000, 22100 podem ser parâmetros de programas de controle de fechamento diferentes ou iguais, executados pelo circuito de controle
500. Estes programas de controle de fechamento podem ser armazenados localmente na memória do instrumento cirúrgico 112 ou armazenados re- motamente sobre o controlador central 106 ou nuvem 104. Em geral, as funções de limite de fechamento definem como os limites de fechamento são alterados em função do tempo em um ciclo, de modo que o limite de fechamento instantaneamente aplicável seja indicado para qualquer ponto do tempo durante o ciclo. Os limites de fechamento podem definir uma força máxima de fechamento que pode ser aplicada para fechar as garras do atuador de extremidade ou uma taxa de alteração máxima da força de fechamento usada, por exemplo. A Figura 108 ilustra o uso de limites como taxas máximas de alteração da força de fechamento usada. Em um ponto selecionado no tempo nos gráficos 22000, 22100, as linhas 22012, 22112 plotadas contra o tempo no eixo x 22004, 22104 e FTC no eixo geométrico y 22002, 22102 indicam a força instantânea aplicada para fechar as garras 152002, 152004 naquele momento.
[0688] Conforme ilustrado pela linha 22012, a força aplicada au- menta ao longo do tempo do tempo zero ao tempo t1, após o qual a taxa de aumento diminui para zero e depois para uma taxa de força decres- cente. Pouco antes do tempo t2, a taxa de diminuição é muito mais ín- greme. Após o tempo t2, a força aplicada para fechar as garras começa a transição para uma taxa zero antes de voltar a diminuir em uma taxa diferente de zero. Conforme ilustrado pela linha 22112 do gráfico 22100, a força de fechamento aplicada para fechar as garras 152002, 152004 está aumentando entre o tempo zero e um tempo ligeiramente antes de 0,5 segundos (mostrado no eixo x 22104). No momento correspondente a "x" no gráfico 22100, o circuito de controle 500 pode ajustar o motor 482 para ajustar o algoritmo de fechamento selecionado, de modo que a taxa de aumento do fechamento seja diminuída. Dessa forma, o motor 482 pode ser controlado pelo circuito de controle 500 para ficar dentro do limite AFTC,2 22110 específico selecionado do paciente. Além disso, conforme mostrado no gráfico 22100, após o tempo correspondente a "x", a taxa mais lenta de aumento da força de fechamento aplicada se torna uma taxa constante.
[0689] Em um aspecto, a mesma quantidade total da FTC aplicada pode ser aplicada durante um ciclo cirúrgico. No entanto, a força aplicada para fechar o atuador de extremidade pode ser aplicada de modo mais gradual ou imediatamente conforme for adequado. Isso é ilustrado pela taxa de alteração representada pelas linhas das taxa de alteração de fe- chamento como as linhas 22012, 22112. Embora a Figura 109 mostra cada um dos três limites representados AFTC.a, AFTC11 e AFTC12 22106, 22108, 22110 como ampliado nas visualizações de FTCa, FTC e FTCi2 22006, 22008, 22010, em alguns aspectos, AFTCa, AFTCu1 e AFTCi2 22106, 22108, 22110, representam funções de limite de fechamento dife- rentes. Em outras palavras, o circuito de controle 500 pode ajustar a partir de qualquer um dos limites FTCa, FTC11 e FTC12 22006, 22008, 22010 aos limites AFTCa, AFTC,1 e AFTC12 22106, 22108, 22110, que seriam com- pletamente diferentes limites nesta situação.
[0690] Como discutido acima, é possível que o coeficiente angular de uma função de limite de fechamento mude durante um ciclo cirúrgico. Em tais circunstâncias, o coeficiente angular dinâmico pode ser ajustado de forma consistente ou individual ao longo de todo o ciclo cirúrgico. Em geral, um ajuste de parâmetro de limite de fechamento pode ser alcan- çado alterando o parâmetro do programa de controle de fechamento atual (por exemplo, pelo circuito de controle 500 alterando diretamente uma função de limite de fechamento sendo implementada pelo circuito de controle 500) ou alternando para um novo programa de controle de fechamento completamente. O chaveamento ou ajuste pode ser reali- zado pelo circuito de controle 500, controlador central 106 ou nuvem 104 com base em informações perioperatórias. Por exemplo, o circuito de controle 500 pode mudar do programa de controle atual para um se- gundo programa de controle de fechamento recebido da nuvem 104. O segundo programa de controle de fechamento também pode ser trans- mitido da nuvem 104 para o controlador central 106.
[0691] Como discutido acima, um ou mais do instrumento cirúrgico 112 usado para tratar tecido, o controlador central correspondente 106 e a nuvem 104 podem ser usados para receber, inferir ou determinar infor- mações perioperatórias para determinar, inferir ou prever o tipo e carac- terísticas do tecido atualmente sendo tratado terapeuticamente. Essas inferências e previsões do reconhecimento situacional de fechamento são úteis para ajustar a taxa de fechamento dos limites de alteração. Por conseguinte, além de FTCa, AFTCa 22006, 22106, gráficos 22000, 21000 mostram, por exemplo, uma segunda taxa de alteração de fechamento de tecido da função de limite FTCu1, AFTC, 22008, 22108, que o algo- ritmo de fechamento usado pelo instrumento cirúrgico 112 pode incorpo- rar automaticamente. Ou seja, o instrumento cirúrgico 112 pode ajustar as entradas para o programa de controle de fechamento atual ou ajustar para um programa de controle diferente a ser executado pelo circuito de controle 500. Por exemplo, o controlador cirúrgico central com reconhe- cimento situacional 106 pode determinar que o procedimento cirúrgico atualmente aplicado é um procedimento cirúrgico do pulmão com base na área alvo que está na cavidade torácica. Por sua vez, a cavidade to- rácica pode ser inferida como a área-alvo com base na saída de ventila- ção de outro dispositivo usado na sala cirúrgica, por exemplo. Assim, de- termina-se que o tipo de tecido tratado é tecido pulmonar. Consequente- mente, o instrumento cirúrgico 112 pode se ajustar ao uso da função de limite de fechamento padrão FTC, 22008, 22108 para tecido pulmonar a partir do limite FTCa 22006, 22106, que foi usado anteriormente. Tais ajustes podem ser feitos durante o ciclo cirúrgico que abrange o eixo ge- ométrico y 22004, 22104.
[0692] Por exemplo, o controlador cirúrgico central com reconheci- mento situacional 106 pode prever que o pulmão do paciente compre- enderá tecido relativamente quebradiço. Consequentemente, uma fun- ção de limite de fechamento poderia ser ajustada para uma função limite FTC menor, conforme representado nas Figuras 108 e 109. O limite de fechamento poderia ser um valor de FTC máximo permitido aplicado pelo atuador de extremidade ou uma taxa de alteração de FTC máxima permitida, por exemplo. A inferência de rigidez relativamente alta do te- cido pulmonar pode ser confirmada por outras informações perioperató- rias. Por exemplo, o EMR de um paciente armazenado na nuvem 104 pode ser analisado para determinar que o paciente foi diagnosticado anteriormente com câncer e foi sujeito a tratamentos de radiação. Esse tipo de informações pré-operatórias pode ser usado para inferir que as características do tecido do tecido pulmonar incluem rigidez relativa- mente alta e teor de líquido significativo (por exemplo, porcentagem de água no tecido).
[0693] Em adição a confirmar a previsão inicial, informações peri- operatórias poderiam ser usadas também para adaptar a partir de uma previsão inicial imprecisa. Por exemplo, o instrumento cirúrgico 112 poderia estar aplicando um algoritmo de fechamento subideal com base em uma suposição errônea de que o tecido tem mais elasticidade do que realmente tem. Nessa situação, as informações pré-operatórias do histórico do paciente podem ser usadas como parte de uma corre- ção para a suposição errônea. Em geral, informações perioperatórias podem ser usadas em conjunto com sinais de sensor indicativos de um parâmetro de fechamento. Vantajosamente, as informações periopera- tórias poderiam confirmar um algoritmo de fechamento inicial determi- nado com base nos sinais de sensor ou poderiam ser usadas para ajustar o algoritmo de fechamento inicial para um algoritmo de fecha- mento diferente, mais adequado. Por exemplo, o sinal de sensor pode ser indicativo da relação entre a força de fechamento detectada apli- cada e a posição de Abertura do atuador de extremidade 702 (por exemplo, a posição da primeira garra 152002 em relação à segunda garra 152004). Esse sinal pode ser usado para determinar a rigidez do tecido e pode ser usado em conjunto com outras informações periope- ratórias para ajustar a algoritmo de fechamento antes ou durante o pro- cedimento cirúrgico.
[0694] Consequentemente, os gráficos 22000, 22100 das Figuras 108 e 109 mostram que a função padrão de limite de tecido pulmonar FTC; pode ser ajustada ainda mais com base nas características específicas do paciente. Como ilustrado nas Figuras 108 e 109, o instrumento cirúrgico pode ajustar ainda mais da função de limite FTC,, 22008 a FTC12 22010 ou a FTC1 22006, por exemplo, com base em informações perioperatórias específicas do paciente. Dessa forma, o ajuste poderia ocorrer antes de o procedimento cirúrgico começar ou durante o procedimento cirúrgico. Além disso, o ajuste poderia ser feito a partir da FTCJa 22006 para a FTC? 22010, ou a função limite FTC,2 22010 poderia simplesmente ser imple- mentada diretamente. É possível o ajuste entre qualquer uma das funções de limite de fechamento disponíveis com base nas informações periopera- tórias.
[0695] Embora as Figuras 108 e 109 ilustram o ajuste para limites mais baixos, o ajuste para limites mais altos também é possível. As funções de limite mostradas nas Figuras 108 e 109 podem correspon- der a processos de controle específicos, que podem ser implementa- dos por um programa de controle de fechamento específico. Alternati- vamente, os processos de controle poderiam corresponder a diferentes programas de controle de fechamento. O circuito de controle 500 pode modificar diretamente o próprio algoritmo de controle de fechamento selecionado ou alternar para um algoritmo de controle de fechamento diferente, por exemplo. Ou seja, a função de limite de fechamento para um algoritmo de controle de fechamento específico ou uma taxa de alteração de fechamento aplicada específica, representada pelas |i- nhas 22012, 22112, por exemplo, pode ser modificada. A modificação da função do limite de fechamento pode ser realizada durante um pro- cedimento cirúrgico com base em informações perioperatórias. Além disso, as funções de limite podem também ser uma função de algum outro parâmetro além ou em adição ao tempo, como o tamanho do grampo usado, por exemplo.
[0696] Adicional ou alternativamente, o ajuste de fechamento pode compreender simplesmente ajustar as entradas para uma função de |li- mite de fechamento. Por exemplo, se uma característica de tecido, como espessura do tecido, é uma entrada para uma função de limite de fecha- mento, as informações perioperatórias podem ser usadas para modificar de forma preditiva ou inferencial as entradas, de modo que os limites de fechamento de saída sejam modificados de acordo com a entrada de es- pessura de tecido prevista ou inferida. Dessa forma, a função de limite de fechamento aplicada pode ser modificada com base em informações pe- rioperatórias. Conforme discutido acima, a função de limite de fecha- mento aplicada é definida pelo algoritmo de controle de fechamento apli- cado. Além disso, as linhas de força de fechamento ou FTC aplicada 22012, 22112 podem ser ajustadas com base nas informações periope- ratórias.
[0697] Em um aspecto, as linhas de força de fechamento ou FTC 22012, 22112 representam um parâmetro de taxa de alteração de fe- chamento do programa de controle de fechamento correspondente executado pelo circuito de controle 500. A linha da FTC 22012, 22112 também é definida pelo algoritmo de controle de fechamento aplicado. Em um aspecto, a força de fechamento aplicada pode ser dinamica- mente ajustada durante o ciclo de um procedimento cirúrgico sendo realizado, conforme indicado pelo "x" nas Figuras 108 e 109. Este ajuste dinâmico poderia também ser uma aplicação do reconhecimento situacional. Em outras palavras, informações perioperatórias podem ser incorporadas para inferir ou prever ajustes no limite ou na função de limite durante o procedimento cirúrgico. Desta forma, como mos- trado nas Figuras 108 e 109, no momento ou momentos correspon- dentes ao "x" indicado nas Figuras 108 e 109, a FTC aplicada é ajus- tada ou modificada para permanecer dentro do limite de fechamento instantâneo correspondente. Em suma, o algoritmo de controle de fe-
chamento aplicado pode compreender uma função de limite de fecha- mento e uma taxa de alteração de fechamento, sendo que ambas po- dem ser ajustadas com base em informações perioperatórias.
[0698] Em geral, o ajuste para diferentes limites de fechamento ou diferentes funções de limite de fechamento pode ser realizado com base em uma característica ou tipo determinado, inferido ou previsto, ou tipo de tecido a ser tratado. Conforme discutido acima, as características ou tipos de tecido podem ser determinadas, inferidas, ou preditas com base em informações perioperatórias. O ajuste para outro limite de fecha- mento pode ser entendido como o ajuste de um limite máximo em rela- ção a um torque máximo gerado pelo motor 482 do instrumento cirúrgico 112 ou a uma taxa de alteração da velocidade do motor. Vários exem- plos de informações perioperatórias podem ser utilizados para determi- nar, inferir ou prever o tipo ou as características do tecido. Por exemplo, a quantidade de água, as propriedades musculares e a vasculatura do tecido podem influenciar o algoritmo da taxa de fechamento (incluindo o limite de fechamento) que seria aplicado. Em um aspecto, essas propri- edades, bem como outras propriedades de tipo e característica de te- cido, são usadas para determinar o limite padrão de fechamento FTCp 22006 ou qualquer outro parâmetro inicial do programa de controle de fechamento.
[0699] Assim, a alta vasculatura pode ser uma característica do tecido usada para inferir uma função padrão de limite de fechamento com coefi- ciente angular relativamente baixo. Além disso, para determinar os parâ- metros iniciais do programa de controle, se informações pré-operatórias, como o procedimento cirúrgico sendo aplicado e o histórico cirúrgico (por exemplo, a rotina típica do clínico que executa o procedimento com rela- ção às etapas cirúrgicas do procedimento), podem ser usadas para inferir que um tecido vascular com alto teor de hemoglobina está sendo direcio- nado, então a taxa de alteração de fechamento aplicada pelo instrumento cirúrgico pode ser ajustada para ser mais lenta. Dessa forma, essas pro- priedades podem ser usadas para determinar os parâmetros do programa de controle no pré e no intraoperatório. Além disso, as informações peri- operatórias poderiam ser usadas para confirmar que um grampeador vas- cular adequado está sendo usado para o procedimento no tecido vascular.
[0700] A Figura 110 é um fluxograma 22200 de um aspecto do ajuste de um algoritmo de taxa de fechamento pelo sistema cirúrgico interativo implementado por computador 100, de acordo com um as- pecto da presente invenção. Na etapa 22202, o algoritmo de fecha- mento de corrente é determinado. Isso pode se referir à determinação do programa de controle de fechamento atualmente executado pelo circuito de controle 500 de um instrumento cirúrgico 112. Como des- crito acima em conexão com as Figuras 108 e 109, o algoritmo de fe- chamento atual ou programa de controle pode incluir uma função de limite de fechamento (por exemplo, parâmetro de limite de fechamento) e função de força de fechamento aplicada (FTC) (por exemplo, parâ- metro de taxa de alteração de fechamento). O fluxograma 22200 pros- segue próximo à etapa 22204, onde as informações pré-operatórias são recebidas e analisadas. Como discutido acima, as informações pré-operatórias podem incluir espessura inicial do tecido com base nos sensores de contato com o tecido 474, histórico do paciente, incluindo diagnósticos e tratamentos anteriores (por exemplo, listados em um registro EMR de informações do paciente armazenado no controlador central ou na nuvem), histórico clínico, como a rotina cirúrgica típica do cirurgião, instrumento cirúrgico identificado e os materiais associados e procedimento cirúrgico atual identificado. Estas informações pré-ope- ratórias podem ser usadas para determinar, inferir ou prever o tipo ou as características do tecido na etapa 22206.
[0701] Por exemplo, a espessura inicial não deformada do tecido, medida pelos sensores de contato com o tecido 474, pode ser usada para determinar um algoritmo de fechamento inicial. Informações pré- operatórias, como histórico de problemas pulmonares no paciente, po- dem ser usadas para determinar que o procedimento cirúrgico atual em execução é um procedimento torácico e o tipo de tecido é um tecido pulmonar. Estas informações pré-operatórias podem ainda ser usadas para determinar um ajuste no algoritmo de fechamento inicial. Adicional ou alternativamente, uma rigidez de tecido inicial medida através da comparação de uma medição de compressão de tecido inicial não tera- pêutica (ou quase não terapêutica) e uma medição de posição do mem- bro de fechamento (por exemplo, a posição da primeira e da segunda garras do atuador de extremidade) também poderia ser usada em con- junto com as informações pré-operatórias. As informações pré-operató- rias de ventilação recebidas de um dispositivo de ventilação na sala ci- rúrgica poderiam ainda ser usadas para inferir que o procedimento atual é torácico. Outras informações pré-operatórias também podem ser usa- das para prever ainda mais o procedimento torácico específico que está sendo realizado. Por exemplo, com base no registro EMR do paciente na nuvem indicando que o paciente tem câncer, pode ser inferido na etapa 22206 que o procedimento torácico é uma lobectomia pulmonar para extirpar tecido canceroso em um lobo pulmonar.
[0702] Além disso, o registro EMR do paciente pode indicar ainda que o histórico do paciente indica que o paciente foi submetido anterior- mente a tratamentos de radiação para o câncer. Nessa situação, pode ser inferido ou previsto que o tecido pulmonar irradiado seria rígido, mas também suscetível à aplicação de energia de RF monopolar pelo instru- mento cirúrgico 112, por exemplo. Esse seria um exemplo de uma carac- terística de tecido inferida. Além disso, a inferência de que uma lobecto- mia pulmonar está sendo realizada também pode ser usada para deter- minar que possíveis tecidos para grampeamento pelo instrumento cirúr- gico 112 incluem vasos sanguíneos (PA/PV), brônquios e parênquima.
Na etapa 22208, os ajustes no algoritmo de fechamento atual são deter- minados com base nas informações pré-operatórias e aplicados. Como discutido acima, o limite de fechamento e a FTC aplicada podem ser ajus- tados com base no tipo e nas características do tecido. Por exemplo, alta rigidez do tecido pode exigir uma taxa de alteração mais conservadora e mais lenta da FTC aplicada (por exemplo, como representada pelas li- nhas FTC 22012, 22112), bem como um limite de fechamento que geral- mente gera um limite máximo mais baixo (por exemplo, representado por FTC12 22010 e AFTC.2 22110).
[0703] O limite máximo pode indicar o limite no qual o primeiro e o segundo membros de garra 152002, 152004 estão em uma posição sufi- ciente para o instrumento cirúrgico 112 disparar grampos. Um tecido rela- tivamente mais espesso pode corresponder a uma taxa de alteração da força de fechamento mais lenta e também um limite máximo de fecha- mento mais alto, por exemplo. Além disso, o tipo ou estrutura do tecido pode ser inferido com base no procedimento cirúrgico determinado e no histórico clínico para identificar outros ajustes do algoritmo de fechamento na etapa 22208. Por exemplo, o histórico clínico do cirurgião responsável pelo tratamento pode indicar uma prática de tratar os vasos sanguíneos primeiro. Pode-se inferir que o tipo e a estrutura do tecido são tecidos pul- monares vasculares com alto teor sanguíneo (isto é, alta vasculatura). Com base neste tipo de tecido inferido e nas informações características, poderia ser determinado que o ajuste para uma taxa de alteração FTC aplicada mais lenta seria benéfico. Em suma, os ajustes no algoritmo de fechamento atual são determinados com base nas informações inferidas e aplicadas na etapa 22208. Consequentemente, a atual operação cirúr- gica pode ser realizada com o instrumento cirúrgico 112 com o uso do al- goritmo de fechamento de fluxo ajustado.
[0704] O fluxograma 22200 prossegue então para a operação de de- cisão 22210, no qual é determinado se quaisquer etapas do procedimento cirúrgico identificado estão faltando. Se não houver etapas restantes (isto é, a resposta à operação de decisão 22210 é não), o fluxograma 22200, em alguns aspectos, termina. No entanto, se a resposta à operação de decisão 22210 for afirmativa, existem outras etapas do procedimento ci- rúrgico restantes. Portanto, o estado atual do fluxograma 22200 é intrao- peração. Neste caso, o fluxograma continua para a etapa 22212, onde as informações intraoperatórias podem ser recebidas e analisadas. Por exemplo, informações intraoperatórias podem indicar que o tipo de tecido tratado durante esta etapa do procedimento cirúrgico é parênquima. Em particular, pode ser confirmado que o tecido é parênquima com base no histórico clínico, por exemplo. Essa inferência pode ser feita em conjunto com as medições do sensor de contato com o tecido 474 e o sensor de carga 474 versus as medições da posição do membro de fechamento. Além disso, o histórico clínico pode indicar que o cirurgião em tratamento completa rotineiramente uma fissura pulmonar (uma dobra dupla da pleura visceral que se dobra para dentro do compartimento do parênquima pul- monar) após a dissecção com um instrumento cirúrgico monopolar de energia de RF. Nessa situação, pode-se inferir, com base na dissecção monopolar de RF previamente concluída, que a etapa atual do procedi- mento cirúrgico é o tecido do parênquima pulmonar.
[0705] Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106 pode deter- minar se o instrumento cirúrgico 112 sendo usado é um grampeador apro- priado para disparos de parênquima, por exemplo. As medições iniciais do sensor de contato com o tecido 474 podem indicar que o tecido é relativa- mente espesso, como com base no tecido que entra em contato com o comprimento do primeiro e do segundo membros da garra 152002, 152004 quando o atuador de extremidade 702 está totalmente aberto (na abertura máxima da garra), o que pode ser consistente com o parênquima. Além disso, as medições de sensor de carga 474 versus posição do mem-
bro de fechamento, como representadas por um fechamento em compa- ração com a curva de abertura da garra, podem indicar rigidez relativa- mente alta do tecido. Essa característica de rigidez pode ser consistente com o parênquima irradiado, uma previsão que pode ser confirmada por referência aos dados de EMR do paciente na nuvem. Desta forma por exemplo na Etapa 22212, os sinais de sensor e informações perioperató- rias poderiam ser usados em conjunto.
[0706] Com base nestas informações intraoperatórias recebidas e analisadas, pode ser determinado na operação de decisão 22214, que é necessário um ajuste adicional. Por outro lado, se a resposta for não na operação de decisão 22214, o fluxograma retornará à operação de deci- são 22210. Quando a resposta na operação de decisão 22214 for afirma- tiva, o tipo de tecido e características de tecido são inferidas como deter- minar a estrutura do tecido do parênquima e as características de rigidez, semelhantes às descritas acima na etapa 22206. Subsequentemente, os ajustes no algoritmo de fechamento atualmente aplicado podem ser deter- minados e aplicados na etapa 22208. Em particular, a inferência de que o tecido do parênquima rígido e frágil está sendo tratado pode causar ajuste a uma taxa de alteração mais lenta e conservadora da força de fecha- mento aplicada.
[0707] Consequentemente, o algoritmo de fechamento de corrente pode ser ajustado para um algoritmo que minimiza o limite de fecha- mento e taxa de alteração. Ou seja, o limite ajustado pode ter um limite máximo reduzido da força de fechamento, uma taxa mais gradual de alteração na força de fechamento, uma taxa reduzida de alteração do limite da força de fechamento ou alguma combinação ou subcombina- ção dos itens acima. Em situações nas quais o médico inadvertida- mente excede o limite de fechamento, um tempo de espera pode ser instituído, por exemplo. Exceder o limite de fechamento pode indicar que o tecido ou material sendo comprimido é muito espesso para dis- parar grampos, por exemplo, de modo que esse tempo de espera possa ser necessário. Dessa forma, o tempo de espera pode possibili- tar algum material de tecido ou fluido no atuador de extremidade 702 para evacuar ou sair. Após um tempo de espera adequado, é determi- nado que o tecido pode ser comprimido adequadamente para alcançar uma configuração de atuador de extremidade apropriada 702, de modo que o instrumento cirúrgico de grampeamento 112 possa disparar grampos. Devido ao fato de que o algoritmo de fechamento ajustado é mais conservador, um longo tempo de espera pode ser usado. No en- tanto, o médico pode cancelar esse longo tempo de espera ou o algo- ritmo de fechamento ajustado conservador, selecionando manual- mente um uso mais rápido do protocolo de garra no instrumento cirúr- gico 112.
[0708] Após a aplicação desse algoritmo de fechamento modificado ao tecido do parênquima na etapa 22208, o diagrama de fluxo nova- mente prossegue para a operação de decisão 22210. Aqui, a resposta pode ser sim novamente porque há etapas restantes do procedimento cirúrgico. Por exemplo, o procedimento de lobectomia pode então pros- seguir para uma etapa de grampeamento do vaso. Novamente, na etapa 22212, as informações intra operatórias são recebidas e analisadas. Por exemplo, o controlador cirúrgico central pode determinar que o clínico selecionou um instrumento cirúrgico para grampeador vascular. Além disso, uma medição inicial a partir dos sensores de contato de tecido 474 pode indicar que o contato de tecido ocorre quase imediatamente durante o fechamento. Além disso, o contato com o tecido pode ser de- terminado para abranger uma pequena área do grampeador vascular 112 e é delimitado no lado distal do grampeador 112. As medições do sensor de carga 474 também podem indicar uma estrutura de tecido compatível. Além disso, pode-se inferir que o tecido pode ter rigidez re- lativamente baixa que pode ser consistente com um vaso pulmonar. Além disso, o histórico clínico pode indicar que o cirurgião em trata- mento geralmente usa um grampeador vascular 112 para vasos sanguí- neos como a etapa subsequente à conclusão da fissura pulmonar. As- sim, informações intraoperatórias, em conjunto com os sinais do sensor de parâmetro de fechamento, por exemplo, podem ser usadas para in- ferir o tipo e as características do tecido. Em particular, pode-se prever que o tecido do vaso esteja sendo tratado com base nas características específicas do grampeador vascular selecionado 112. O contato inicial do tecido e as medições do sensor de carga 474 podem confirmar esta previsão inicial, por exemplo.
[0709] Consequentemente, pode ser determinado na operação de decisão 22214 que ajuste adicional é necessário, o que faz com que o fluxograma 22200 prossiga para a etapa 22206. Na etapa 22206, pode- se inferir que o tecido é um tecido de vaso sanguíneo com espessura e rigidez relativamente baixas. Consequentemente, o fluxograma 22200 prossegue para a etapa 22208, onde o algoritmo de fechamento conser- vador anteriormente aplicado é ajustado para um algoritmo de fecha- mento normal. Um algoritmo de fechamento normal pode compreender uma taxa de alteração de fechamento constante. Além disso, o limite de fechamento pode ser maior que o limite usado no algoritmo de controle para o tecido do parênquima. Em outras palavras, o algoritmo de fecha- mento normal pode atingir uma força máxima mais alta de fechamento aplicada e a taxa de alteração de fechamento pode ser mais rápida do que no tecido do parênquima. O instrumento cirúrgico também pode in- formar ao médico sobre o ajuste ao algoritmo de fechamento normal atra- vés de um indicador adequado, como um indicador de diodo emissor de luz (LED) exibindo uma cor específica. Em outro exemplo, pode ser de- terminado na etapa 22206 que o paciente tem uma fissura completa do pulmão. Consequentemente, ainda não teria acontecido qualquer disparo de grampos em tecido do parênquima no procedimento cirúrgico. Em res- posta a essa determinação, o instrumento cirúrgico pode solicitar ao mé- dico a confirmação de que esta inferência está correta, como por meio de uma exibição do instrumento cirúrgico. O médico pode então manual- mente selecionar um algoritmo de controle de fechamento apropriado para esta etapa ou estágio do procedimento cirúrgico. Adicional ou alter- nativamente, o instrumento cirúrgico 112 pode usar como padrão um al- goritmo de fechamento conservador porque as inferências realizadas na etapa 22206 podem não ser definitivas. Em qualquer caso, o algoritmo de fechamento ajustado é aplicado na etapa 22208.
[0710] Continuando a descrição do exemplo do procedimento de lobectomia pulmonar, o fluxograma prossegue para a operação de de- cisão 22210. Na operação de decisão 22210, pode ser determinado que existem etapas restantes do procedimento cirúrgico. Consequen- temente, na etapa 22212, informações intraoperatórias são recebidas e analisadas. Com base nas informações intraoperatórias, pode-se in- ferir que o tipo de tecido a ser tratado é o tecido brônquico. Além disso, o sensor de contato inicial do tecido 474 medições poderiam indicar que o tecido preso entre o atuador de extremidade 702 entra em con- tato com o primeiro e o segundo membros de garra 152002, 152004 quase que imediatamente durante o fechamento inicial do atuador de extremidade 702 e que tal contato corresponde a uma pequena área do instrumento cirúrgico de grampeamento 112. Além disso, tal contato é delimitado em ambos os lados dos membros de garra 152002 e
152004.
[0711] Consequentemente, pode ser previsto que este cenário de contato do tecido corresponde ao tecido de brônquio. Como discutido acima, essas medições iniciais do sensor de contato com o tecido 474 podem ser não terapêuticas ou quase não terapêuticas. Além disso, as medições do sensor de carga de fechamento 474, representadas por um fechamento em comparação com a curva de abertura da garra, po- dem indicar uma estrutura de tecido rígido que é consistente com o te- cido brônquico. A indicação pelo histórico do procedimento cirúrgico de que um grampeador vascular 112 já foi usado no procedimento cirúrgico também pode significar que é provável que os disparos de grampo do parênquima já tenham sido realizados e que ocorreu um uso significa- tivo de energia monopolar por RF. Esse histórico de procedimento cirúr- gico considerado em conjunto com o histórico do médico, por exemplo, pode ser usado para prever que o cirurgião está tratando tecido brôn- quico. Essa previsão seria consistente com a prática rotineira do cirur- gião de grampear o brônquio como a última etapa de um procedimento de lobectomia. Com base na análise deste tipo e de outras informações intraoperatórias adequadas na etapa 22212, pode ser determinado na operação de decisão 22214 que é necessário um ajuste adicional. Como a resposta à operação de decisão 22214 é sim, o fluxograma prossegue para a etapa 22206, onde é inferido que o tecido tratado é tecido brôn- quico com uma rigidez e espessura normais do tecido.
[0712] Em um aspecto, pode ser fácil concluir que o tecido tratado é tecido brônquico porque o instrumento cirúrgico 112 está configurado apenas para um tipo de tecido específico. Por exemplo, o instrumento cirúrgico 112 pode ser apenas adaptável para disparar grampos que são usados para brônquios. Por outro lado, o instrumento cirúrgico 112 pode apenas ser adaptável para disparar grampos que são usados para te- cido de parênquima. Neste cenário, um alerta pode ser gerado pelo ins- trumento cirúrgico 112 porque o cirurgião está tentando tratar tecido brônquico com grampos usados exclusivamente para tecido de parên- quima. Este aviso pode ser um aviso auditivo, visual ou algum outro aviso adequado. Em outro exemplo, um aviso pode ser fornecido por um grampeador vascular 112 se o grampeador vascular 112 for seleci- onado para uso com tecido brônquico. Como discutido acima, pode ser determinado com base nas informações perioperatórias que o tecido a ser tratado é tecido brônquico contra o qual o grampeador vascular está contraindicado. De modo similar, outras informações perioperatórias, como cargas de fechamento e seleção de cartucho de grampeador, po- dem ser usadas para fornecer avisos quando instrumentos cirúrgicos 112 são usados para tipos ou características de tecido com os quais não são compatíveis. Como discutido acima, inferências feitas usando infor- mações perioperatórias podem ser feitas em conjunto com os sinais dos sensores dos parâmetros de fechamento. Em todas as situações, veri- ficações de segurança podem ser implementadas para assegurar que o instrumento cirúrgico 112 sendo usado seja seguro para o tecido sendo tratado.
[0713] De acordo com o tipo de tecido inferido e as características, na etapa 22208, é feito um ajuste no algoritmo de fechamento atual. Embora possa ser determinado que uma taxa de fechamento constante é adequada, a taxa de fechamento pode ser ajustada para ser mais rá- pida ou mais lenta, dependendo das características inferidas do tecido do brônquio, por exemplo. O limite de fechamento pode ser modificado da mesma maneira ou de maneira semelhante. Além disso, o algoritmo de fechamento atual pode também ser ajustado de modo que se e quando o instrumento cirúrgico 112 exceder o limite de fechamento ins- tantaneamente aplicável, um tempo de espera mais longo seja automa- ticamente ativado ou sugerido. Por exemplo, esse tempo de espera para o tecido brônquico pode ser maior que o tempo de espera usado para o tecido do parênquima. Conforme discutido acima, o cirurgião é infor- mado do ajuste selecionado para o encerramento algoritmo através dos indicadores de LED, por exemplo. Um comando de cancelamento do médico para o tempo de espera mais longo também é possível, para que o cirurgião possa disparar o instrumento cirúrgico do grampeador 112 em circunstâncias apropriadas. O fluxograma 22200 prossegue en- tão para a etapa 22212, onde pode ser determinado que nenhuma outra etapa do procedimento cirúrgico permanece.
[0714] Em um aspecto, o fluxograma 22200 pode ser implementado pelo circuito de controle. No entanto, em outros aspectos, o fluxograma 22200 pode ser implementado pelo controlador cirúrgico central 106 ou nuvem 104. Adicionalmente, embora as etapas 22204 e 22212 sejam des- critas em termos de informações pré-operatórias e informações intraope- ratórias, respectivamente, elas não são limitadas dessa maneira. Especifi- camente, informações perioperatórias em geral podem ser recebidas e analisadas, em vez de informações pré-operatórias ou intraoperatórias es- pecíficas. Como discutido acima, as informações perioperatórias abran- gem informações pré, intra e pós-operatórias. Além disso, os sinais do sen- sor podem ser usados em conjunto com informações perioperatórias para ajustes contextuais e inferenciais do algoritmo de fechamento. Exemplos
[0715] Vários aspectos do assunto aqui descrito sob o título "SYS-
TEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PREOPERATIVE INFORMATION" são definidos nos Exemplos a se- guir:
[0716] Exemplo 1 - Um sistema cirúrgico compreende um instru- mento cirúrgico. O instrumento cirúrgico compreende um atuador de extremidade que compreende uma primeira garra e uma segunda garra. A primeira garra é configurada para se mover em relação à se- gunda garra. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fecha- mento e um parâmetro de limite de fechamento. O instrumento cirúr-
gico compreende adicionalmente um sensor configurado para transmi- tir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade. O sistema cirúrgico compreende adicional- mente um circuito de controle acoplado de modo comunicativo ao sen- sor. O circuito de controle é configurado para receber informações pe- rioperatórias, sendo que as informações perioperatórias compreendem uma ou mais dentre uma doença perioperatória, um tratamento peri- operatório e um tipo de procedimento cirúrgico. O circuito de controle é configurado adicionalmente para receber o sinal de sensor a partir do sensor e determinar um ajuste para o parâmetro da taxa de altera- ção de fechamento e para o parâmetro do limite de fechamento com base nas informações perioperatórias e no sinal do sensor.
[0717] Exemplo 2 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, sendo que o circuito de controle é configurado adicionalmente para determinar uma característica de um tecido a ser tratado pelo instrumento cirúr- gico com base em uma ou mais das informações perioperatórias e do sinal de sensor.
[0718] Exemplo 3 - O sistema cirúrgico do Exemplo 2, sendo que a característica do tecido compreende uma ou mais de uma característica do tipo de tecido, característica muscular, característica de vasculatura, característica de teor de água, característica de rigidez e característica de espessura.
[0719] Exemplo 4 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, ou 3, sendo que o circuito de controle é configurado adicionalmente para al- terar uma velocidade do motor com base no ajuste determinado para o parâmetro da taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de |i- mite de fechamento.
[0720] Exemplo 5 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3 ou 4, sendo que o circuito de controle é configurado adicionalmente para ge-
rar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo de instru- mento cirúrgico e uma ou mais das informações perioperatórias e o sinal do sensor.
[0721] Exemplo 6 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3,4 ou 5, sendo que as informações perioperatórias compreendem adicional- mente um ou mais de um tipo de tecido a ser tratado pelo instrumento cirúrgico, uma característica do tecido, um histórico clínico e um tipo de cartucho de grampos para uso com o instrumento cirúrgico.
[0722] Exemplo 7 - O sistema cirúrgico do Exemplo 1, 2, 3, 4, 5, ou 6, sendo que o parâmetro do limite de fechamento é um limite máximo da força de fechamento e o circuito de controle é ainda configurado para desativar o motor por um período predeterminado de tempo, com base no alcance do limite máximo da força de fechamento.
[0723] Exemplo 8 - Um sistema cirúrgico compreende um controlador cirúrgico central configurado para receber informações perioperatórias transmitidas a partir de uma base de dados remota de um sistema de com- putação em nuvem. O controlador cirúrgico central é acoplado de modo comunicativo ao sistema de computação em nuvem. O sistema cirúrgico compreende adicionalmente um instrumento cirúrgico acoplado de modo comunicativo ao controlador cirúrgico central. O instrumento cirúrgico com- preende um atuador de extremidade que compreende uma primeira garra e uma segunda garra. A primeira garra é configurada para se mover em relação à segunda garra. O atuador de extremidade compreende adicio- nalmente um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com uma taxa de fechamento de parâmetro de alteração e um parâmetro de limite de fechamento de um programa de controle de fechamento recebido a partir do controlador cirúrgico central. O atuador de extremidade compreende adicionalmente um sensor confi- gurado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade. O controlador cirúrgico central é configurado adicionalmente para receber o sinal de sensor a partir do sen- sor e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fe- chamento e para o parâmetro do limite de fechamento com base nas in- formações perioperatórias e no sinal do sensor.
[0724] Exemplo 9 - O sistema cirúrgico do Exemplo 8, sendo que o programa de controle de fechamento é um primeiro programa de con- trole de fechamento, o controlador cirúrgico central é adicionalmente configurado para transmitir um segundo programa de controle de fe- chamento ao instrumento cirúrgico, e o segundo programa de controle de fechamento define o ajuste para o parâmetro da taxa de alteração de fechamento e o ajuste para o parâmetro de limite de fechamento.
[0725] Exemplo 10 - O sistema cirúrgico do Exemplo 9, sendo que o sistema de computação em nuvem é configurado para transmitir o se- gundo programa de controle de fechamento ao controlador cirúrgico cen- tral, e o ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento do segundo programa de controle é ajustado com base em informações perioperatórias.
[0726] Exemplo 11 - O sistema cirúrgico do Exemplo 8, 9 ou 10, sendo que o instrumento cirúrgico é configurado para gerar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo de instrumento cirúrgico e uma ou mais das informações perioperatórias e o sinal do sensor.
[0727] Exemplo 12 - O sistema cirúrgico do Exemplo, 8, 9, 10, ou 11, sendo que o parâmetro do limite de fechamento é um limite máximo da força de fechamento e o controlador cirúrgico central é configurado adicionalmente para desativar o motor por um período predeterminado de tempo, com base no alcance do limite máximo da força de fecha- mento.
[0728] Exemplo 13 - O sistema cirúrgico do exemplo 8, 9, 10, 11, ou 12, sendo que as informações perioperatórias compreendem uma ou mais dentre uma doença perioperatória, um tratamento perioperatório, um tipo de procedimento cirúrgico, um histórico clínico, um tipo de instrumento ci- rúrgico, um tipo de tecido sendo tratado pelo instrumento cirúrgico e uma característica do tecido.
[0729] Exemplo 14 - O sistema cirúrgico do exemplo 9, sendo que o controlador cirúrgico central é configurado adicionalmente para alte- rar uma velocidade do motor com base no ajuste determinado para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e para o parâmetro de limite de fechamento.
[0730] Exemplo 15 - Um instrumento cirúrgico que compreende um atuador de extremidade que compreende uma primeira garra e uma se- gunda garra. A primeira garra é configurada para se mover em relação à segunda garra. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâmetro de limite de fechamento de um primeiro programa de con- trole de fechamento recebido a partir de um controlador cirúrgico central. O instrumento cirúrgico compreende adicionalmente um sensor configu- rado para transmitir um sinal de sensor indicativo de um parâmetro de fe- chamento do atuador de extremidade e um circuito de controle acoplado de modo comunicativo ao sensor e ao motor. O circuito de controle é con- figurado para receber o sinal de sensor a partir do sensor e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e para o pa- râmetro do limite de fechamento com base em informações perioperató- rias e no sinal do sensor.
[0731] Exemplo 16 - O sistema cirúrgico do Exemplo 15, sendo que o instrumento cirúrgico é configurado para gerar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo de instrumento cirúrgico e uma ou mais das informações perioperatórias e o sinal do sensor.
[0732] Exemplo 17 - O sistema cirúrgico do Exemplo 15 ou 16,
sendo que o circuito de controle é configurado adicionalmente para al- ternar do primeiro programa de controle de fechamento para um se- gundo programa de controle de fechamento recebidos a partir de um sistema de computação em nuvem e alterar uma velocidade do motor com base no segundo programa de controle de fechamento.
[0733] Exemplo 18 - O instrumento cirúrgico do exemplo 15, 16 ou 17, sendo que o circuito de controle é configurado adicionalmente para deter- minar uma característica e um tipo de um tecido a ser tratado pelo instru- mento cirúrgico com base em uma ou mais das informações perioperató- rias e no sinal de sensor.
[0734] Exemplo 19 - O sistema cirúrgico do Exemplo 15, 16, 17, ou 18, sendo que o parâmetro do limite de fechamento é um limite máximo da força de fechamento.
[0735] Exemplo 20 - O sistema cirúrgico do Exemplo 19, sendo que o parâmetro do limite de fechamento é um limite máximo da força de fecha- mento,
[0736] Em vários aspectos, os sensores de uma matriz de sensor, de acordo com a presente invenção, podem ser colocados em um car- tucho de grampos. Uma máscara adesiva pode ser incorporada com os sensores em locais predeterminados. Em vários aspectos, os sen- sores são fixados às saliências no cartucho de grampos de modo que OS sensores sejam posicionados mais altos que uma plataforma de cartucho do cartucho de grampos para assegurar o contato com o te- cido. A máscara adesiva pode ser criada a granel usando a tecnologia de serigrafia em um substrato de poliéster, por exemplo. Os blocos condutores podem ser impressos em um local comum.
[0737] Em vários exemplos, além da detecção da proximidade com o tecido canceroso, um atuador de extremidade da presente invenção também pode ser configurado para se direcionar a tipos específicos de câncer em tecidos específicos. Conforme indicado na publicação da revista Altenberg B e Greulich KO, Genomics 84 (2004) pp. 1014-1020, que é incorporada aqui por referência na sua totalidade, certos tipos de câncer são caracterizados por uma superexpressão dos genes da glicólise, enquanto outros tipos de câncer não são caracterizados por uma superexpressão dos genes da glicólise. Consequentemente, um atuador de extremidade da presente invenção pode ser equipado com um conjunto de sensores com alta especificidade para tecidos cance- rígenos caracterizados por uma superexpressão de genes de glicólise, como câncer de pulmão ou câncer de fígado.
[0738] Em vários aspectos, as leituras de sensor de um conjunto de sensores, de acordo com a presente invenção, são comunicadas pelo ins- trumento cirúrgico a um controlador cirúrgico central (por exemplo, contro- lador cirúrgico central 106, 206) para análise adicional e/ou para reconhe- cimento situacional.
[0739] A descrição detalhada precedente apresentou várias formas dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blo- cos, fluxogramas e/ou exemplos. Embora esses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos contenham uma ou mais funções e/ou ope- rações, 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, atra- vés de uma ampla gama de hardware, software, firmware ou pratica- mente qualquer combinação destes. Os versados na técnica reconhe- cerão, 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 exe- cutados 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 mi- croprocessadores), 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 distribui- ção.
[0740] 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 po- dem 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 informa- ções em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um compu- tador), mas não se limita a, disquetes, discos ópticos, disco compacto de memória só de leitura (CD-ROMs), e discos óptico-dínamos discos, me- mória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura programável apagável (EPROM), memória só de leitura pro- gramável apagável eletricamente (EEPROM), cartões magnéticos ou óp- ticos, 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 pro- pagados (por exemplo, ondas portadoras, sinal de infravermelho, sinais digitais, etc.). Consequentemente, a mídia não transitória legível por com- putador 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).
[0741] 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 proces- sador de computador que compreende um ou mais núcleos de proces- samento de instrução individuais, unidade de processamento, proces- sador, microcontrolador, unidade do microcontrolador, controlador, processador de sinal digital (DSP), dispositivo lógico programável (PLD), matriz lógica programável (PLA), ou arranjo de portas progra- mável 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, cole- tiva 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 ta- blet, 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 inte- grado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que formem um disposi- tivo de computação para finalidades gerais configurado por um pro- grama de computador (por exemplo, um computador para finalidades gerais configurado por um programa de computador que ao menos par- cialmente 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.
[0742] Como usado em qualquer aspecto da presente invenção, o termo "lógico" pode se referir a um aplicativo, software, firmware e/ou cir- cuito configurado para executar qualquer das operações anteriormente mencionadas. O software pode ser incorporado como um pacote de sof- tware, um código, instruções, conjuntos de instruções e/ou dados regista- dos 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.
[0743] 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.
[0744] 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 neces- sariamente 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 conve- nientes aplicadas a essas quantidades e/ou estados.
[0745] 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 "EEE 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 compatí- vel com um padrão promulgado pelo International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternativa- mente 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-re- lay 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). Alternati- vamente ou adicionalmente, os transceptores podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comunica- ção ATM ("asynchronous transfer mode", modo de transferência assín- crono). 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 co-
municação de rede orientados por conexão diferentes e/ou pós-desen- volvidos são igualmente contemplados na presente invenção.
[0746] 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 repre- sentados sob a forma de grandezas físicas (eletrônicas) nos registros e nas memórias do computador em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registros do computador, ou em outros dispositivos similares de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.
[0747] Um ou mais componentes podem ser chamados na pre- sente invenção de "configurado para", "configurável para", "operá- vel/operacional para", "adaptado/adaptável para", "capaz de", "confor- mável/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 componen- tes em estado de espera, exceto quando o contexto determinar o con- trário.
[0748] Os termos "proximal" e "distal" são usados na presente in- venção com referência a um médico que manipula a porção de empu- nhadura do instrumento cirúrgico. O termo "proximal" se refere à por- ção mais próxima ao médico, e o termo "distal" se refere à porção si- tuada na direção oposta ao médico. Também será entendido que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "verti- cal", "horizontal", "para cima" e "para baixo" podem ser usados na pre- sente invenção com relação aos desenhos. Entretanto, instrumentos cirúrgicos podem ser usados em muitas orientações e posições, e es- ses termos não se destinam a ser limitadores e/ou absolutos.
[0749] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que, em ge- ral, 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 es- pecífico de uma menção de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será expressamente mencionada na reivindicação e, na au- sência 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 in- trodução 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 indefi- nidos, 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 defi- nidos usados para introduzir as menções de reivindicação.
[0750] Os termos "compreende" (e qualquer forma de compreende, como "compreende" e "que compreende"), "tem" (e qualquer forma de tem, como "tem" e "que tem"), "inclui" (e qualquer forma de inclui, como "inclui" e "que inclui") e "contém" (e qualquer forma de contém, como
"contém" e "que contém") são verbos de ligação irrestritos. Como resul- tado, um sistema, dispositivo ou aparelho cirúrgico que "compreende", "tem", "inclui" ou "contém" um ou mais elementos possui aqueles um ou mais elementos, mas não é limitado a possuir somente aqueles um ou mais elementos. Da mesma forma, um elemento de um sistema, dispo- sitivo ou aparelho cirúrgico que "compreende", "tem", "inclui" ou "con- tém" um ou mais recursos possui aqueles um ou mais recurso, mas não é limitado a possuir somente aqueles um ou mais recursos.
[0751] Além disso, mesmo se um número específico de uma men- ção de reivindicação introduzida for explicitamente mencionado, os ver- sados na técnica reconhecerão que essa menção precisa ser tipica- mente interpretada como significando ao menos o número mencionado (por exemplo, a mera menção de "duas menções", sem outros modifi- cadores, 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 cons- trução 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 me- nos 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, Ae B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Será adi- cionalmente entendido pelos versados na técnica que tipicamente uma palavra e/ou uma frase disjuntiva apresentando dois ou mais termos al- ternativos, quer na descrição, nas reivindicações ou nos desenhos, deve ser entendida como contemplando a possibilidade de incluir um dos ter- mos, 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"AeB".
[0752] Com respeito às reivindicações em anexo, os versados na técnica entenderão que as operações mencionadas nas mesmas po- dem, 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 ope- rações 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 ordena- ções variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário. Ademais, termos como "responsivo a", "relacionado a" ou outros parti- cípios adjetivos não pretendem de modo geral excluir essas variantes, exceto quando o contexto determinar em contrário.
[0753] Vale notar que qualquer referência a "um (1) aspecto", "um aspecto", "uma exemplificação" ou "uma (1) exemplificação", e simila- res 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) exemplifica- ção", em vários locais ao longo deste relatório descritivo não se refere necessariamente ao mesmo aspecto. Além disso, os recursos, estru- turas ou características específicos podem ser combinados de qual- quer maneira adequada em um ou mais aspectos.
[0754] Qualquer Pedido de Patente, Patente, publicação não de Pa- tente ou outro material de descrição mencionado neste relatório descritivo e/ou mencionado em qualquer folha de dados de pedido está aqui incor- porado 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 ma- terial conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a tí- tulo de referência, mas que entre em conflito com as definições, declara- ções, ou outros materiais de descrição existentes aqui apresentados es- tará aqui incorporado apenas até o ponto em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de descrição existente.
[0755] Em resumo, foram descritos numerosos benefícios que re- sultam do emprego dos conceitos descritos no presente documento. À 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 re- velada. Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamen- tos 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 (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema cirúrgico caracterizado por compreender: um instrumento cirúrgico, sendo que o instrumento cirúrgico compreende: um atuador de extremidade que compreende: uma primeira garra; e uma segunda garra, sendo que a primeira garra é configu- rada para se mover em relação à segunda garra; um motor configurado para mover a primeira garra em rela- ção à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâmetro de limite de fechamento; e um sensor configurado para transmitir um sinal de sensor in- dicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade; e um circuito de controle acoplado de modo comunicativo ao sensor, sendo o circuito de controle configurado para: receber informações perioperatórias, sendo que as informa- ções perioperatórias compreendem uma ou mais dentre uma doença perioperatória, um tratamento perioperatório e um tipo de procedi- mento cirúrgico; receber o sinal de sensor do sensor; e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento com base nas informa- ções perioperatórias e no sinal do sensor.
2. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para determinar uma característica de um tecido a ser tratado pelo ins- trumento cirúrgico com base em uma ou mais das informações peri- operatórias e no sinal do sensor.
3. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, carac- terizado por a característica de tecido compreender uma ou mais dentre uma característica do tipo de tecido, uma característica muscular, uma característica de vasculatura, uma característica de teor de água, uma característica de rigidez e uma característica de espessura.
4. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para alterar uma velocidade do motor com base no ajuste determinado para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento.
5. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, carac- terizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para gerar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo de ins- trumento cirúrgico e uma ou mais dentre as informações perioperatórias e o sinal do sensor.
6. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado por as informações perioperatórias compreenderem adici- onalmente um ou mais dentre um tipo de tecido a ser tratado pelo ins- trumento cirúrgico, uma característica de tecido, um histórico clínico e um tipo de cartucho de grampos para uso com o instrumento cirúrgico.
7. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado por: o parâmetro de limite de fechamento ser um limite máximo da força de fechamento; e o circuito de controle ser adicionalmente configurado para desativar o motor por um período de tempo predeterminado com base no fato de o limite máximo da força de fechamento ter sido alcançado.
8. Sistema cirúrgico caracterizado por compreender: um controlador cirúrgico central configurado para receber in- formações perioperatórias transmitidas a partir de uma base de dados remota de um sistema de computação em nuvem, sendo que o controla- dor cirúrgico central é acoplado de modo comunicativo ao sistema de computação em nuvem; e um instrumento cirúrgico acoplado de modo comunicativo ao controlador cirúrgico central, sendo que o instrumento cirúrgico compre- ende: um atuador de extremidade que compreende: uma primeira garra; e uma segunda garra, sendo que a primeira garra é configu- rada para se mover em relação à segunda garra; um motor configurado para mover a primeira garra em rela- ção à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâmetro de limite de fechamento de um pro- grama de controle de fechamento recebido do controlador cirúrgico cen- tral; e um sensor configurado para transmitir um sinal de sensor in- dicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade; e sendo que o controlador cirúrgico central é adicionalmente configurado para: receber o sinal de sensor do sensor; e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento com base nas informa- ções perioperatórias e no sinal do sensor.
9. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 8, caracte- rizado por: o programa de controle de fechamento ser um primeiro pro- grama de controle de fechamento; o controlador cirúrgico central ser adicionalmente configurado para transmitir um segundo programa de controle de fechamento ao ins- trumento cirúrgico; e o segundo programa de controle de fechamento definir o ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o ajuste para o parâmetro de limite de fechamento.
10. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, ca- racterizado por: o sistema de computação em nuvem ser configurado para transmitir o segundo programa de controle de fechamento ao controlador cirúrgico central; e o ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fecha- mento e o ajuste para o parâmetro de limite de fechamento do segundo programa de controle serem ajustados com base em informações pe- rioperatórias.
11. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado por o instrumento cirúrgico ser configurado para gerar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo do instrumento cirúrgico e uma ou mais dentre as informações perioperatórias e o sinal do sensor.
12. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado por: o parâmetro de limite de fechamento ser um limite máximo da força de fechamento; e o controlador cirúrgico central ser adicionalmente configu- rado para desativar o motor por um período de tempo predeterminado com base no fato de o limite máximo da força de fechamento ter sido alcançado.
13. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 12, ca- racterizado por as informações perioperatórias compreenderem uma ou mais dentre uma doença perioperatória, um tratamento perioperatório, um tipo de procedimento cirúrgico, um histórico clínico, um tipo de instrumento cirúrgico, um tipo de tecido sendo tratado pelo instrumento cirúrgico e uma característica do tecido.
14. Sistema cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, ca- racterizado por o controlador cirúrgico central ser adicionalmente confi- gurado para alterar uma velocidade do motor com base no ajuste deter- minado para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parà- metro de limite de fechamento.
15. Instrumento cirúrgico caracterizado por compreender: um atuador de extremidade que compreende: uma primeira garra; e uma segunda garra, sendo que a primeira garra é configu- rada para se mover em relação à segunda garra; um motor configurado para mover a primeira garra em relação à segunda garra de acordo com um parâmetro de taxa de alteração de fechamento e um parâmetro de limite de fechamento de um primeiro pro- grama de controle de fechamento recebido de um controlador cirúrgico central; e um sensor configurado para transmitir um sinal de sensor in- dicativo de um parâmetro de fechamento do atuador de extremidade; e um circuito de controle acoplado de modo comunicativo ao sensor e ao motor, sendo que o circuito de controle é configurado para: receber o sinal de sensor do sensor; e determinar um ajuste para o parâmetro de taxa de alteração de fechamento e o parâmetro de limite de fechamento com base em informa- ções perioperatórias e no sinal de sensor.
16. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o instrumento cirúrgico ser configurado para gerar um alerta com base em uma inconsistência entre um tipo do instru- mento cirúrgico e uma ou mais dentre as informações perioperatórias e o sinal do sensor.
17. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para: mudar do primeiro programa de controle de fechamento para um segundo programa de controle de fechamento recebido de um sistema de computação em nuvem; e alterar uma velocidade do motor com base no segundo pro- grama de controle de fechamento.
18. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para determinar uma característica e um tipo de um tecido a ser tratado pelo instrumento cirúrgico com base em uma ou mais dentre as infor- mações perioperatórias e o sinal do sensor.
19. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o parâmetro de limite de fechamento ser um limite máximo da força de fechamento.
20. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para desativar o motor por um período de tempo predeterminado com base no fato de o limite máximo da força de fechamento ter sido alcan- çado.
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