BR112020013234A2

BR112020013234A2 - estimativa do estado do atuador de extremidade ultrassônico e sistema de controle para o mesmo

Info

Publication number: BR112020013234A2
Application number: BR112020013234-9A
Authority: BR
Inventors: Cameron R. Nott; Craig N. Faller; Madeleine C. Jayme; Alexander R. Cuti; Matthew S. Schneider; Chad P. Boudreaux; Brian D. Black; Gregory D. Bishop; Maxwell Rockman; David C. Yates; Frederick E. Shelton Iv; Foster B. Stulen; Fergus P. Quigley; John E. Brady; Gregory A. Trees; Amrita Singh Sawhney; Rafael J. Ruiz Ortiz; Patrick J. Scoggins; Kristen G. Denzinger
Original assignee: Ethicon Llc
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-12-01
Also published as: JP2021508557A; JP7480044B2; CN111601564A; CN111601564B

Abstract

A presente invenção refere-se a vários aspectos de um gerador, dispositivo ultrassônico e método para estimar um estado de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico. O dispositivo ultrassônico inclui um sistema ultrassônico eletromecânico definido por uma frequência de ressonância predeterminada, incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica. Um circuito de controle mede uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como a fórmula (1). O circuito de controle recebe um ponto de dados de medição de impedância complexa e compara o ponto de dados de medição de impedância complexa com um ponto de dados em um padrão característico de impedância complexa de referência. O circuito de controle em seguida classifica o ponto de dados de medição de impedância complexa com base em um resultado da análise de comparação e atribui um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTIMA- TIVA DO ESTADO DO ATUADOR DE EXTREMIDADE ULTRASSÔ- NICO E SISTEMA DE CONTROLE PARA O MESMO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente não provisório US nº de série 16/115.214, intitulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THE- REFOR, depositado em 28 de agosto de 2018, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.

[0002] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente provisório US nº 62/721.995, intitulado CONTROLLING AN ULTRASO- NIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja divulgação está aqui incor- porada, a título de referência, em sua totalidade.

[0003] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente pro- visório US nº 62/721.998, intitulado SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja divulgação está aqui incorporada, a título de referência, em sua tota- lidade.

[0004] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente provisório US nº 62/721.999, intitulado INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja divulgação está aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

[0005] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente provisório US nº 62/721.994, intitulado BIPOLAR COMBINATION DE-

VICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY, depositado em 23 de agosto de 2018, cuja divul- gação está aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

[0006] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente pro- visório US nº 62/721.996, intitulado RADIO FREQUENCY ENERGY DE- VICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS, deposi- tado em 23 de agosto de 2018, cuja divulgação está aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

[0007] O presente pedido também reivindica a prioridade sob o ti- tulo 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente provisório US nº 62/692.747, intitulado SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE, depositado em 30 de junho de 2018, ao pedido de patente provisório US nº 62/692.748, intitulado SMART ENERGY ARCHITECTURE, depositado em 30 de junho de 2018, e ao pedido de patente provisório US nº 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES, depositado em 30 de junho de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

[0008] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob U.S.C.$ 119(e) para o 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 US 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 divulgação de cada um dos quais aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.

[0009] Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119 (e), ao pedido de patente provisório US nº 62/650.898 depositado em 30 de março de 2018, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARA- BLE ARRAY ELEMENTS, ao pedido de patente provisório US nº de série 62/650.887, intitulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SEN- SING CAPABILITIES, depositado em 30 de março de 2018, ao pedido de patente provisório US nº de série 62/650.882, intitulado SMOKE EVACU- ATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, deposi- tado em 30 de março de 2018, e 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, estando a divul- gação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

[0010] O presente pedido reivindica a prioridade sob o título 35 do U.S.C. (Código dos Estados Unidos), $ 119(e), ao pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado ""NTERACTIVE SUR- GICAL PLATFORM", depositado em 28 de dezembro de 2017, ao pe- dido de patente provisório US nº de série 62/611.340, intitulado "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS", depositado em 28 de de- zembro de 2017, e ao pedido de patente provisório US nº de série 62/611.339, intitulado "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM", depositado em 28 de dezembro de 2017, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade.

ANTECEDENTES

[0011] Em um ambiente cirúrgico, os dispositivos de energia inteli- gente podem ser necessários em um ambiente de arquitetura de ener- gia inteligente. Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos, como bisturis ul- trassônicos, estão encontrando aplicações cada vez mais amplamente difundida em procedimentos cirúrgicos, em razão de suas característi-

cas de desempenho exclusivas. Dependendo de configurações e parâ- metros operacionais específicos do dispositivo, os dispositivos cirúrgi- cos ultrassônicos podem oferecer, de maneira substancialmente simul- tânea, transecção de tecidos e homeostase por coagulação, desejavel- mente minimizando o trauma do paciente. Um dispositivo cirúrgico ul- trassônico pode compreender uma empunhadura contendo um transdu- tor ultrassônico, e um instrumento acoplado ao transdutor ultrassônico tendo um atuador de extremidade montado distalmente (por exemplo, uma ponta de lâmina) para cortar e vedar o tecido. Em alguns casos, o instrumento pode estar permanentemente fixado à peça de mão. Em outros casos, o instrumento pode ser separável da empunhadura, como no caso de um instrumento descartável ou um instrumento intercambiá- vel. O atuador de extremidade transmite energia ultrassônica aos teci- dos colocados em contato com o mesmo, para realizar a ação de corte e cauterização. Os dispositivos cirúrgicos ultrassônicos dessa natureza podem ser configurados para uso em procedimentos cirúrgicos abertos, laparoscópicos ou endoscópicos, inclusive procedimentos robotica- mente assistidos.

[0012] A energia ultrassônica corta e coagula os tecidos com o uso de temperaturas mais baixas que aquelas usadas em procedimentos eletrocirúrgicos e pode ser transmitida ao atuador de extremidade por um gerador ultrassônico em comunicação com a empunhadura. Vi- brando em altas frequências (por exemplo, 55.500 ciclos por segundo), a lâmina ultrassônica desnatura a proteína presente nos tecidos para formar um coágulo pegajoso. A pressão exercida sobre os tecidos pela superfície da lâmina achata os vasos sanguíneos e possibilita que o coágulo forme um selo hemostático. Um cirurgião pode controlar a ve- locidade de corte e coagulação por meio da força aplicada aos tecidos pelo atuador de extremidade, do tempo durante o qual a força é apli-

cada e do nível de excursão selecionado para o atuador de extremi- dade.

[0013] O transdutor ultrassônico pode ser modelado como um cir- cuito equivalente que compreende uma primeira ramificação que tem uma capacitância estática e uma segunda ramificação "em movimento" que tem uma indutância, resistência e capacitância conectadas em série que definem as propriedades eletromecânicas de um ressonador. Os geradores ultrassônicos conhecidos podem incluir um indutor de sinto- nia para cancelar a capacitância estática a uma frequência de resso- nância de modo que substancialmente toda a corrente do sinal de acio- namento do gerador flua para a ramificação em movimento. Consequen- temente, mediante o uso de um indutor de sintonia, a corrente do sinal de acionamento do gerador representa a corrente da ramificação em movimento, e o gerador é dessa forma capaz de controlar seu sinal de acionamento para manter a frequência de ressonância do transdutor ul- trassônico. O indutor de sintonia pode também transformar a plotagem da impedância de fase do transdutor ultrassônico para otimizar as ca- pacidades de travamento de frequência do gerador. Entretanto, o indu- tor de sintonia precisa ser combinado com a capacitância estática espe- cífica de um transdutor ultrassônico na frequência de ressonância ope- racional. Em outras palavras, um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente precisa de um indutor de sintonia.

[0014] Adicionalmente, em algumas arquiteturas de gerador ultras- sônico, o sinal de acionamento do gerador apresenta distorção harmô- nica assimétrica que complica as medições de magnitude e fase da im- pedância. Por exemplo, a exatidão das medições de fase da impedância pode ser reduzida devido à distorção harmônica nos sinais de corrente e tensão.

[0015] Além disso, a interferência eletromagnética em ambientes ruidosos diminui a capacidade do gerador de manter o travamento na frequência de ressonância do transdutor ultrassônico, aumentando a probabilidade de entradas inválidas do algoritmo de controle.

[0016] Os dispositivos eletrocirúrgicos para aplicação de energia elé- trica a tecidos de modo a tratar e/ou destruir os ditos tecidos estão tam- bém encontrando aplicações cada vez mais amplamente disseminadas em procedimentos cirúrgicos. Um dispositivo eletrocirúrgico pode com- preender uma empunhadura e um instrumento que tem um atuador de extremidade distalmente montado (por exemplo, um ou mais eletrodos). O atuador de extremidade pode ser posicionado contra o tecido, de modo que a corrente elétrica seja introduzida no tecido. Os dispositivos eletro- cirúrgicos podem ser configurados para funcionamento bipolar ou mono- polar. Durante o funcionamento bipolar, a corrente é introduzida no tecido e retornada a partir do mesmo pelos eletrodos ativos e de retorno, res- pectivamente, do atuador de extremidade. Durante o funcionamento mo- nopolar, uma corrente é introduzida no tecido por um eletrodo ativo do atuador de extremidade e retornada através de um eletrodo de retorno (por exemplo, uma placa de aterramento) separadamente situada no corpo do paciente. O calor gerado pela corrente que flui através do tecido pode formar selagens hemostáticas no interior do tecido e/ou entre teci- dos e, dessa forma, pode ser particularmente útil para cauterização de vasos sanguíneos, por exemplo. O atuador de extremidade de um dispo- sitivo eletrocirúrgico pode também compreender um membro de corte que é capaz de mover-se em relação ao tecido e aos eletrodos, para transeccionar o tecido.

[0017] A energia elétrica aplicada por um dispositivo eletrocirúrgico pode ser transmitida ao instrumento por um gerador em comunicação com a empunhadura. A energia elétrica pode estar sob a forma de ener- gia de radiofrequência (RF). A energia de RF é uma forma de energia elétrica que pode estar na faixa de frequência de 300 kHz a 1 MHz, conforme descrito em ENGO601-2-2:2009+A11:2011, Definição

201.3.218 - ALTA FREQUÊNCIA. Por exemplo, a frequência em aplica- ções de RF monopolar pode ser tipicamente restrita a menos do que 5 MHz. Entretanto, em aplicações de RF bipolar, a frequência pode se quase qualquer uma. Frequências acima de 200 kHz são tipicamente usadas para aplicações monopolares a fim de evitar o estímulo indese- jado dos nervos e músculos que resultaria do uso de uma corrente de frequência baixa. Frequências inferiores podem ser usadas para técni- cas bipolares se uma análise de risco mostrar que a possibilidade de estímulo neuromuscular foi mitigada até um nível aceitável. Normal- mente, frequências acima de 5 MHz não são usadas, a fim de minimizar problemas associados correntes de dispersão de alta frequência. É ge- ralmente aceito que 10 mA é o limiar inferior dos efeitos térmicos em tecido.

[0018] Durante esta operação, um dispositivo eletrocirúrgico pode transmitir energia de RF em baixa frequência através do tecido, o que causa atrito, ou agitação iônica, ou seja, aquecimento resistivo, o que, portanto, aumenta a temperatura do tecido. Devido ao fato de que um limite preciso pode ser criado entre o tecido afetado e o tecido circun- dante, os cirurgiões podem operar com um alto nível de precisão e con- trole, sem sacrificar o tecido adjacente não alvo. As baixas temperaturas de operação da energia de RF podem ser úteis para remoção, encolhi- mento ou escultura de tecidos moles enquanto, simultaneamente, cau- terizam os vasos sanguíneos. A energia de RF pode funcionar particu- larmente bem no tecido conjuntivo, que compreende principalmente co- lágeno e encolhe quando entra em contato com calor.

[0019] Devido a suas necessidades únicas de sinal de aciona- mento, detecção e retroinformação, dispositivos ultrassônicos e eletro- cirúrgicos geralmente exigem diferentes geradores. Adicionalmente, nos casos em que o instrumento é descartável ou intercambiável com uma empunhadura, os geradores ultrassônicos e eletrocirúrgicos estão limitados em sua capacidade de reconhecer a configuração do instru- mento específico sendo usado e de otimizar processos de controle e diagnóstico em conformidade. Além disso, o acoplamento capacitivo en- tre os circuitos não isolados e isolados, de paciente, do gerador, espe- cialmente nos casos em que tensões e frequências mais altas são usa- das, pode resultar na exposição de um paciente a níveis inaceitáveis de corrente de fuga.

[0020] Além disso, devido a suas necessidades únicas de sinal de aci- onamento, detecção e retroinformação, os dispositivos ultrassônicos e ele- trocirúrgicos geralmente exigem diferentes interface de usuário para os di- ferentes geradores. Em tais dispositivos ultrassônicos e eletrocirúrgicos convencionais, uma interface de usuário é configurada para uso com um instrumento ultrassônico ao passo que uma interface de usuário diferente pode ser configurada para uso com um instrumento eletrocirúrgico. Tais interfaces de usuário incluem interfaces de usuário ativadas pela mão e/ou pé, como chaves ativadas pela mão e/ou chaves ativadas pelo pé. Quando vários aspectos de geradores combinados para uso tanto com instrumen- tos ultrassônicos como com instrumentos eletrocirúrgicos são contempla- dos na subsequente divulgação, interfaces de usuário adicionais que são configuradas para operar com geradores de instrumentos ultrassônicos tanto quanto eletrocirúrgicos também são contempladas.

[0021] Interfaces de usuário adicionais para fornecer retroinforma- ção, se ao usuário ou a outra máquina, são contemplados na subse- quente divulgação para fornecer retroinformação que indica um modo de operação ou status de um instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúr- gico. Fornecer retroinformação ao usuário e/ou à máquina para operar um instrumento ultrassônico e/ou eletrocirúrgico em combinação exigirá fornecer retroinformação sensorial a um usuário e retroinformação elé- trica/mecânica/eletromecânica a uma máquina. Os dispositivos de re- troinformação que incorporam dispositivos de retroinformação visual

(por exemplo, uma tela de exibição de LCD, indicadores de LED), dis- positivos de retroinformação de áudio (por exemplo, um alto-falante, uma campainha) ou dispositivos de retroinformação tátil (por exemplo, atuadores hápticos) para uso em instrumentos ultrassônicos e/ou ele- trocirúrgicos combinados são contemplados na subsequente divulga- ção.

[0022] Outros instrumentos cirúrgicos elétricos incluem, sem limita- ção, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou tecnologias de micro- ondas, entre outras. Consequentemente, as técnicas aqui divulgadas são aplicáveis a RF ultrassônica, bipolar ou monopolar, (eletrocirúrgica), ele- troporação irreversível e/ou reversível e/ou instrumentos cirúrgicos basea- dos em micro-ondas, entre outros.

SUMÁRIO

[0023] Em um aspecto geral, é fornecido um método para estimar um estado de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico. O dispositivo ultrassônico, que inclui um sistema ultrassônico eletromecâ- nico, definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sis- tema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica. O método compreendendo: medir, por um circuito de controle, uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como 2,00 = ee. 9 receber, pelo circuito de controle, um ponto de dados de medição de impedância complexa; comparar, por circuito de controle, o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classi- ficar, pelo circuito de controle, o ponto de dado de medição de impedân- cia complexa com base em um resultado da análise de comparação; e atribuir, pelo circuito de controle, um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

[0024] Em outro aspecto, é fornecido um gerador para estimar um estado de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico. O dispositivo ultrassônico que inclui um sistema ultrassônico eletromecâ- nico definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sis- tema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica, em que o gerador compreende: um circuito de controle acoplado a uma memória, sendo o circuito de controle configurado para: medir uma impedância complexa de um transdutor ul- trassônico, em que a impedância complexa é definida como 2,00 =70; 9 receber um ponto de dado de medição de impedância complexa; Com- parar o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; e atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resul- tado da análise de comparação.

[0025] Em ainda outro aspecto, é fornecido um dispositivo ultrassô- nico para estimar um estado de um atuador de extremidade do mesmo. O dispositivo ultrassônico compreendendo: um sistema ultrassônico ele- tromecânico, definido por uma frequência de ressonância predetermi- nada, o sistema ultrassônico eletromecânico compreendendo um trans- dutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica; um circuito de controle acoplado a uma memória, o circuito de controle sendo configu- rado para: medir uma impedância complexa do transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como

Z1(t) = O: g receber um ponto de dado de medição de impedância complexa; com- parar o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; e atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resul- tado da análise de comparação.

[0026] Em ainda outro aspecto, é fornecido um método para estimar um estado de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico. O dispositivo ultrassônico, que inclui um sistema ultrassônico eletrome- cânico, definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica. O método compreendendo: aplicar, por um circuito de acionamento, um sinal de acionamento a um transdu- tor ultrassônico, em que o sinal de acionamento é um sinal periódico de- finido por uma magnitude e frequência; varrer, por um processador ou circuito de controle, a frequência do sinal de acionamento de abaixo da ressonância até acima da ressonância do sistema ultrassônico eletro- magnético; medir e gravar, pelo processador ou circuito de controle, as variáveis do círculo de impedância/admitância Re, Ge, Xe, Be; comparar, pelo processador ou circuito de controle, as variáveis do círculo de impe- dância/admitância medidas Re, Ge, Xe, Be com as variáveis do círculo de impedância/admitância de referência Rret, Gret, Xret, Brer, e determinar, pelo processador ou circuito de controle, um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

FIGURAS

[0027] 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.

[0028] 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 divulgação.

[0029] A Figura 2 é um sistema cirúrgico sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em uma sala de operação, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0030] A Figura 3 é um dispositivo central cirúrgico emparelhado com um sistema de visualização, um sistema robótico e um instru- mento inteligente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0031] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial de um com- partimento do controlador cirúrgico central, e de um módulo gerador em combinação recebido de maneira deslizante em um compartimento do controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0032] 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 divulgação.

[0033] 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 divulgação.

[0034] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical configurado para receber uma pluralidade de módulos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0035] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos que compre- ende um controlador central de comunicação modular configurado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas de cirurgia de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços públicos especialmente equipada para operações cirúrgicas, à nuvem, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0036] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo implementado por computador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação.

[0037] 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 divulgação.

[0038] A Figura 11 ilustra um aspecto de um dispositivo de contro- lador central de rede de barramento em série universal (USB), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0039] 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 divulgação.

[0040] 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 divulgação.

[0041] 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 divulgação.

[0042] 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 divulgação.

[0043] 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 divulgação.

[0044] 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 divulgação.

[0045] A Figura 18 ilustra um diagrama de blocos de um instru- mento cirúrgico programado para controlar a translação distal do mem- bro de deslocamento, de acordo com um aspecto da presente divulga- ção.

[0046] 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 divulgação.

[0047] A Figura 20 é um sistema configurado para executar algoritmos de controle de lâmina ultrassônica adaptáveis em uma rede de dados ci- rúrgicos que compreende um controlador central de comunicação modu- lar, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0048] A Figura 21 representa um exemplo de um gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0049] A Figura 22 é um sistema cirúrgico que compreende um ge- rador e vários instrumentos cirúrgicos usáveis com o mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0050] A Figura 23 é uma vista de um atuador de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0051] A Figura 24 é um diagrama do sistema cirúrgico da Figura 22, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0052] A Figura 25 é um modelo que ilustra a corrente de ramificação de Movimento, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga- ção.

[0053] A Figura 26 ilustra uma vista estrutural de uma arquitetura de gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga- ção.

[0054] As Figuras 27A a 27C ilustram vistas funcionais de uma ar- quitetura de gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0055] As Figuras 28A a 28B são aspectos estruturais e funcionais de um gerador, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0056] A Figura 29 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito de acionamento ultrassônico

[0057] A Figura 30 é um diagrama esquemático do transformador acoplado ao circuito de acionamento ultrassônico mostrado na Figura 29, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0058] A Figura 31 é um diagrama esquemático do transformador mostrado na Figura 30 acoplado a um circuito de teste, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0059] A Figura 32 é um diagrama esquemático de um circuito de controle, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0060] A Figura 33 mostra um diagrama de circuito de bloco simplifi- cado que ilustra um outro circuito elétrico contido no interior de um instru- mento cirúrgico ultrassônico modular, de acordo com ao menos um as- pecto da presente divulgação.

[0061] A Figura 34 ilustra um circuito gerador dividido em múltiplos estágios, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga- ção.

[0062] A Figura 35 ilustra um circuito gerador dividido em múltiplos estágios em que o primeiro circuito de estágio é comum ao segundo circuito de estágio, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0063] A Figura 36 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito de acionamento configurado para acionar uma corrente de alta frequência (RF), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0064] A Figura 37 é um diagrama esquemático do transformador acoplado ao circuito de acionamento de RF mostrado na Figura 34, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0065] A Figura 38 é um diagrama esquemático de um circuito que compreende fontes de energia separadas para circuitos de aciona- mento/energia de alta potência e circuitos de baixo consumo, de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0066] A Figura 39 ilustra um circuito de controle que permite um sis- tema gerador duplo alterne entre as modalidades de energia do gerador de RF e do gerador ultrassônico para um instrumento cirúrgico.

[0067] A Figura 40 ilustra um diagrama de um aspecto de um instru- mento cirúrgico que compreende um sistema de retroinformação para uso com um instrumento cirúrgico, de acordo com um aspecto da presente di- vulgação.

[0068] A Figura 41 ilustra um aspecto de uma arquitetura funda- mental para um circuito de síntese digital direta como um circuito de síntese direta digital (DDS) configurado para gerar uma pluralidade de formas de onda para a forma de onda de sinal elétrico para uso em quaisquer dos instrumentos cirúrgicos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0069] A Figura 42 ilustra um aspecto do circuito de síntese direta digital (DDS) configurado para gerar uma pluralidade de formas de onda para a forma de onda de sinal elétrico para uso em instrumento cirúr- gico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0070] A Figura 43 ilustra um ciclo de uma forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação, de uma forma de onda analógica (mostrada so- breposta sobre uma forma de onda de sinal elétrico digital de tempo discreto para propósitos de comparação), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0071] A Figura 44 é um diagrama de um sistema de controle con- figurado para fornecer fechamento progressivo de um membro de fe- chamento conforme este avança distalmente para fechar o braço de aperto para aplicar uma carga de força de fechamento a uma taxa de- sejada de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0072] A Figura 45 ilustra um sistema de controle de retroinforma- ção do controlador proporcional, integral, derivativo (PID), de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0073] A Figura 46 é uma vista explodida em elevação do instru- mento cirúrgico ultrassônico de mão modular que mostra a metade es- querda do compartimento removida de um conjunto de empunhadura que expõe um identificador de dispositivo acoplado de forma comunicativa ao conjunto de empunhara terminal de múltiplos condutores, de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0074] A Figura 47 é uma vista em detalhe de uma porção de gati- lho e chave do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 46, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0075] A Figura 48 é uma vista em perspectiva ampliada fragmentada de um atuador de extremidade a partir de uma extremidade distal com um membro de garra em uma posição aberta, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0076] A Figura 49 é um diagrama de sistema de um circuito segmen- tado que compreende uma pluralidade de segmentos de circuito operados independentemente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0077] A Figura 50 é um diagrama de circuito de vários componen- tes de um instrumento cirúrgico com funções de controle de motor, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0078] A Figura 51 ilustra um aspecto de um atuador de extremi- dade que compreende sensores de dados de RF localizados no mem- bro de garra, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação.

[0079] A Figura 52 ilustra um aspecto do circuito flexível mostrado na Figura 51, em que os sensores podem ser montados no ou forma- dos integralmente com o mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0080] A Figura 53 é um sistema alternativo para controlar a fre- quência de um sistema eletromecânico ultrassônico e detectar a impe- dância do mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0081] A Figura 54 é um espectro do mesmo dispositivo ultrassônico com uma variedade de diferentes estados e condições do atuador de ex- tremidade, onde a fase e a amplitude da impedância de um transdutor ul- trassônico são plotadas em função da frequência, de acordo com pelo me- nos um aspecto da presente divulgação.

[0082] A Figura 55 é uma representação gráfica de uma plotagem de um conjunto de dados de treinamento S, onde a magnitude e a fase de impedância do transdutor ultrassônico são representadas grafica- mente em função da frequência, de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação.

[0083] A Figura 56 é um diagrama de fluxo lógico que mostra um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições da garra com base no padrão característico de impedância complexa (impressão digital) de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação.

[0084] A Figura 57 é uma plotagem circular da impedância complexa representada graficamente como um componente imaginário versus os componentes reais de um vibrador piezoelétrico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0085] A Figura 58 é uma plotagem circular da admitância complexa representada graficamente como um componente imaginário versus os componentes reais de um vibrador piezoelétrico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0086] A Figura 59 é uma plotagem circular da admitância complexa para um transdutor piezelétrico ultrassônico de 55,5 kHz.

[0087] A Figura 60 é uma exibição gráfica de um analisador de im- pedância mostrando plotagens circulares de impedância/admitância para um dispositivo ultrassônico com a garra aberta e sem carga, onde o vermelho representa a admitância e o azul representa a impedância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0088] A Figura 61 é uma exibição gráfica de um analisador de im- pedância mostrando plotagens circulares de impedância/admitância para um dispositivo ultrassônico com a garra presa em camurça seca, onde o vermelho representa a admitância e o azul representa a impe- dância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0089] A Figura 62 é uma exibição gráfica de um analisador de im- pedância mostrando plotagens circulares de impedância/admitância para um dispositivo ultrassônico com a ponta da garra presa em ca- murça úmida, onde o vermelho representa a admitância e o azul repre- senta a impedância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0090] A Figura 63 é uma exibição gráfica de um analisador de im- pedância mostrando plotagens circulares de impedância/admitância para um dispositivo ultrassônico com a garra totalmente presa em ca- murça úmida, onde o vermelho representa a admitância e o azul repre- senta a impedância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0091] A Figura 64 é uma exibição gráfica de um analisador de im- pedância mostrando plotagens circulares de impedância/admitância, onde a frequência é varrida de 48 kHz a 62 kHz para capturar múltiplas ressonâncias de um dispositivo ultrassônico com a garra aberta, onde a sobreposição de cinza é para ajudar a ver os círculos, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0092] A Figura 65 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições da garra com base nas estimativas do raio e deslocamentos de um círculo de impedância/admitância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0093] As Figuras 66A-66B são representações gráficas de um algo- ritmo de hemostasia de corrente do transdutor ultrassônico, onde

[0094] A Figura 66A é uma representação gráfica da porcentagem da corrente máxima em um transdutor ultrassônico em função do tempo e

[0095] A Figura 66B é uma representação gráfica da temperatura da lâmina ultrassônica como uma função do tempo e do tipo de tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0096] A Figura 67 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica, com base no tipo de tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação.

[0097] A Figura 68 é um diagrama de fluxo lógico de um processo representando um programa de controle ou uma configuração lógica para monitorar a impedância de um transdutor ultrassônico para perfilar uma lâmina ultrassônica e fornecer energia à lâmina ultrassônica no per- fil de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0098] As Figuras 69A-69D é uma série de representações gráfi- cas monitorando a impedância de um transdutor ultrassônico para per- filar uma lâmina ultrassônica e fornecer energia à lâmina ultrassônica no perfil de acordo com um aspecto da presente divulgação, onde

[0099] A Figura 69A é uma representação gráfica da impedância ini- cial do transdutor ultrassônico em função do tempo,

[0100] A Figura 69B é uma representação gráfica da energia apli- cada à lâmina ultrassônica em função do tempo com base na impedân- cia inicial,

[0101] A Figura 69C é uma representação gráfica de uma nova im- pedância do transdutor ultrassônico em função do tempo, e

[0102] A Figura 69D é uma representação gráfica da energia ajus- tada aplicada à lâmina ultrassônica com base na nova impedância.

[0103] A Figura 70 é um sistema para ajustar a impedância complexa do transdutor ultrassônico para compensar a energia perdida quando a lâmina ultrassônica é articulada, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0104] A Figura 71 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para compensar a potência de saída em função do ângulo de articula- ção, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0105] A Figura 72 é um sistema para medir a impedância complexa de um transdutor ultrassônico em tempo real para determinar a ação sendo realizada por uma lâmina ultrassônica, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0106] A Figura 73 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para de- terminar a ação sendo realizada pela lâmina ultrassônica, com base no padrão de impedância complexo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0107] A Figura 74 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo adaptável para identificar um vaso em hemostasia, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0108] A Figura 75 é uma representação gráfica dos perfis de cor- rente do transdutor ultrassônico em função do tempo para os tipos de vasos veia e artéria, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0109] A Figura 76 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo adaptável para identificar um vaso em hemostasia, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0110] A Figura 77 é uma representação gráfica dos perfis de fre- quência do transdutor ultrassônico em função do tempo para os tipos de vasos veia e artéria, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação.

[0111] A Figura 78 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0112] A Figura 79 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0113] A Figura 80 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo adap- tável para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0114] A Figura 81 é um diagrama de uma resseção do fígado com os vasos embebidos no tecido parenquimal, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0115] A Figura 82 é um diagrama de uma lâmina ultrassônica no parênquima, mas não em contato com um vaso, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0116] As Figuras 83A-83B são plotagens de magnitude/fase da impedância do transdutor ultrassônico com as curvas para o parên- quima mostradas em vermelho, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0117] A Figura 84 é um diagrama de uma lâmina ultrassônica no parênquima e em contato com um grande vaso.

[0118] As Figuras 85A-85B são plotagens de magnitude/fase da impedância do transdutor ultrassônico com as curvas para o grande vaso mostradas em verde, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0119] A Figura 86 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo para tratar o tecido no parênquima quando um vaso é detectado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga- ção.

[0120] A Figura 87 é um dispositivo ultrassônico configurado para identificar o status da lâmina ultrassônica e determinar o status do braço de aperto travado para determinar se uma porção descartável de um dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável foi instalada corretamente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação.

[0121] A Figura 88 é uma porção do atuador de extremidade do dis- positivo ultrassônico mostrado na Figura 87.

[0122] A Figura 89 é um dispositivo ultrassônico configurado para identificar o status da lâmina ultrassônica e determinar se o braço de aperto não está completamente distal para determinar se uma porção descartável de um dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável foi instalada corretamente, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação.

[0123] A Figura 90 é um diagrama de fluxo lógico representando um programa de controle ou uma configuração lógica para identificar o status dos componentes dos dispositivos reutilizáveis e descartáveis, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0124] A Figura 91 é uma representação gráfica tridimensional da classificação de impedância de radiofrequência (RF) do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0125] A Figura 92 é uma representação gráfica tridimensional da análise de impedância de radiofrequência (RF) do tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0126] A Figura 93 é uma representação gráfica da sensibilidade da técnica da carótida, onde a derivada da impedância do tempo (Z) é representada graficamente em função da impedância de radiofrequên- cia (RF) inicial, de acordo com ao menos um aspecto da presente di- vulgação.

[0127] A Figura 94 é uma representação gráfica da relação entre a frequência inicial e a alteração na frequência necessária para se obter uma temperatura de aproximadamente 340ºC, de acordo com ao me- nos um aspecto da presente divulgação.

[0128] A Figura 95 ilustra um sistema para controle de retroinfor- mação que compreende um gerador ultrassônico para regular o ponto de ajuste da corrente elétrica (/) aplicada a um transdutor ultrassônico de um sistema ultrassônico eletromecânico para evitar que a frequên- cia (f) do transdutor ultrassônico diminua abaixo de um limite predeter- minado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

[0129] A Figura 96 é um diagrama de fluxo lógico de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo de gerenciamento térmico controlado para proteger um bloco do atuador de extremidade, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação.

[0130] A Figura 97 é uma representação gráfica da temperatura em função do tempo comparando a temperatura desejada de uma lâmina ultrassônica com uma lâmina ultrassônica inteligente e uma lâmina ul- trassônica convencional, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação.

[0131] A Figura 98 é uma linha de tempo que representa a percep- ção situacional de um controlador cirúrgico central, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

DESCRIÇÃO

[0132] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US nos, depositados em 28 de agosto de 2018, estando a divulgação de cada um dos quais aqui incorporada a título de refe- rência em sua totalidade: . Pedido de patente US, nº da súmula END8560USNP2/180106-2, intitulado TEMPERATURE CONTROL OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; * Pedido de patente US, nº da súmula END8561 USNP1/180144-1, intitulado RADIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS; . Pedido de patente US, nº da súmula END8563USNP1/180139-1, intitulado CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO TISSUE LOCATION; . Pedido de patente US, nº da súmula END8563USNP2/180139-2, intitulado CONTROLLING ACTIVATION OF

AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO THE PRESENCE OF TISSUE; . Pedido de patente US, nº da súmula

END8563USNP3/180139-3, intitulado DETERMINING TISSUE COMPO- SITION VIA AN ULTRASONIC SYSTEM; . Pedido de patente US, nº da súmula END8563USNP4/180139-4, intitulado DETERMINING THE STATE OF

AN ULTRASONIC ELECTROMECHANICAL SYSTEM ACCORDING TO FREQUENCY SHIFT; . Pedido de patente US, nº da súmula END8563USNP5/180139-5, intitulado DETERMINING THE STATE OF AN ULTRASONIC END EFFECTOR; . Pedido de patente US, nº da súmula END8564USNP1/180140-1, intitulado SITUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; . Pedido de patente US, nº da súmula END8564USNP2/180140-2, intitulado MECHANISMS FOR CONTROL- LING DIFFERENT ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF AN ELEC- TROSURGICAL INSTRUMENT; . Pedido de patente US, nº da súmula END8564USNP3/180140-3, intitulado DETECTION OF END EFFECTOR IMMERSION IN LIQUID; . Pedido de patente US, nº da súmula END8565USNP1/180142-1, intitulado INTERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; . Pedido de patente US, nº da súmula END8565USNP2/180142-2, intitulado INCREASING RADIO FRE- QUENCY TO CREATE PAD-LESS MONOPOLAR LOOP; . Pedido de patente US, nº da súmula END8566USNP1/180143-1, intitulado BIPOLAR COMBINATION DE-

VICE THAT AUTOMATICALLY ADJUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; e . Pedido de patente US, nº da súmula

END8573USNP1/180145-1, intitulado ACTIVATION OF ENERGY DEVI- CES.

[0133] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US nos, depositados em 23 de agosto de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº 62/721.995, intitulado CONTROLLING AN ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENT ACCOR- DING TO TISSUE LOCATION; * Pedido de patente provisório US nº 62/721.998, intitulado SI- TUATIONAL AWARENESS OF ELECTROSURGICAL SYSTEMS; * Pedido de patente provisório US nº 62/721.999, intitulado IN-

TERRUPTION OF ENERGY DUE TO INADVERTENT CAPACITIVE COUPLING; * Pedido de patente provisório US nº 62/721.994, intitulado BIPOLAR COMBINATION DEVICE THAT AUTOMATICALLY AD- JUSTS PRESSURE BASED ON ENERGY MODALITY; e * Pedido de patente provisório US nº 62/721.996, intitulado RA-

DIO FREQUENCY ENERGY DEVICE FOR DELIVERING COMBINED ELECTRICAL SIGNALS.

[0134] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US, depositados em 30 de junho de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº 62/692.747, intitulado SMART ACTIVATION OF AN ENERGY DEVICE BY ANOTHER DEVICE; * Pedido de patente provisório US nº 62/692.748, intitulado SMART ENERGY ARCHITECTURE; e * Pedido de patente provisório US nº 62/692.768, intitulado SMART ENERGY DEVICES.

[0135] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US, depositados em 29 de junho de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente US nº de série 16/024.090, intitulado CA-

PACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; * Pedido de patente US nº de série 16/024.057, intitulado CON-

TROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; * Pedido de patente US nº de série 16/024.067, intitulado SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BA- SED ON PERIOPERATIVE INFORMATION; * Pedido de patente US nº de série 16/024.075, intitulado SA- FETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; * Pedido de patente US nº de série 16/024.083, intitulado SA- FETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING; * Pedido de patente US nº de série 16/024.094, intitulado SUR- GICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRI- BUTION IRREGULARITIES; * Pedido de patente US nº de série 16/024.138, intitulado SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EF- FECTOR TO CANCEROUS TISSUE; * Pedido de patente US nº de série 16/024.150, intitulado SUR- GICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES; * Pedido de patente US nº de série 16/024.160, intitulado VA- RIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY; * Pedido de patente US nº de série 16/024.124, intitulado SUR- GICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE;

* Pedido de patente US nº de série 16/024.132, intitulado SUR- GICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT; * Pedido de patente US nº de série 16/024.141, intitulado SUR- GICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY; * Pedido de patente US nº de série 16/024.162, intitulado SUR- GICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABI- LITIES; * Pedido de patente US nº de série 16/024.066, intitulado SUR- GICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; * Pedido de patente US nº de série 16/024.096, intitulado SUR- GICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS; * Pedido de patente US nº de série 16/024.116, intitulado SUR- GICAL EVACUATION FLOW PATHS; * Pedido de patente US nº de série 16/024.149, intitulado SUR- GICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL; * Pedido de patente US nº de série 16/024.180, intitulado SUR- GICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY; * Pedido de patente US nº de série 16/024.245, intitulado COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAME-

TERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; * Pedido de patente US nº de série 16/024.258, intitulado SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CON- TROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; * Pedido de patente US nº de série 16/024.265, intitulado SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIR-

CUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE; e * Pedido de patente US nº de série 16/024.273, intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.

[0136] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente provisórios US, depositados em 28 de junho de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada a título de re- ferência em sua totalidade: * 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; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.227, inti- tulado CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.230, inti- tulado SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.219, inti- tulado SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL; * 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; * 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 A SMOKE EVACUATION DEVICE; e * Pedido de patente provisório US nº de série 62/691.251, intitulado DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS.

[0137] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente provisórios US, depositados em 19 de abril de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº de série 62/659.900, inti- tulado METHOD OF HUB COMMUNICATION.

[0138] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em 30 de março de 2018, es- tando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de refe- rência, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº 62/650.898 depositado em 30 de março de 2018, intitulado CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/650.887, inti- tulado SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPARBILI- TIES; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/650.882, inti- tulado SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; e * Pedido de patente provisório US nº de série 62/650.877, inti- tulado SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS;

[0139] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US, depositados em 29 de março de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente US nº de série 15/940.641, intitulado IN- TERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICA- TION CAPABILITIES; * Pedido de patente US nº de série 15/940.648, intitulado IN-

TERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES; * Pedido de patente US nº de série 15/940.656, intitulado SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNI- CATION OF OPERATING ROOM DEVICES; * Pedido de patente US nº de série 15/940.666, intitulado SPA- TIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS;

* Pedido de patente US nº de série 15/940.670, intitulado CO-

OPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.677, intitulado SUR- GICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.632, intitulado DATA

STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD; * Pedido de patente US nº de série 15/940.640, intitulado

COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING

PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.645, intitulado SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRU- MENT; * Pedido de patente US nº de série 15/940.649, intitulado DATA

PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME; * Pedido de patente US nº de série 15/940.654, intitulado SUR- GICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.663, intitulado SUR- GICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING; * Pedido de patente US nº de série 15/940.668, intitulado AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA; * Pedido de patente US nº de série 15/940.671, intitulado SUR- GICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPE- RATING THEATER; * Pedido de patente US nº de série 15/940.686, intitulado DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LI- NEAR STAPLE LINE;

* Pedido de patente US nº de série 15/940.700, intitulado STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.629, intitulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.704, intitulado USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT; * Pedido de patente US nº de série 15/940.722, intitulado

CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY; e * Pedido de patente US nº de série 15/940.742, intitulado DUAL CMOS ARRAY IMAGING.

* Pedido de patente US nº de série 15/940.636, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVI- CES; * Pedido de patente US nº de série 15/940.653, intitulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.660, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER; * Pedido de patente US nº de série 15/940.679, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL US-

AGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET; * Pedido de patente US nº de série 15/940.694, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEG- MENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION; * Pedido de patente US nº de série 15/940.634, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHEN- TICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES;

* Pedido de patente US nº de série 15/940.706, intitulado DATA

HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK; e * Pedido de patente US nº de série 15/940.675, intitulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES.

* Pedido de patente US nº de série 15/940.627, intitulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLAT- FORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.637, intitulado COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGI- CAL PLATFORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.642, intitulado CON- TROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.676, intitulado AU- TOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.680, intitulado CON- TROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.683, intitulado CO- OPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; * Pedido de patente US nº de série 15/940.690, intitulado DIS- PLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLAT- FORMS; e * Pedido de patente US nº de série 15/940.711, intitulado "SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS".

[0140] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em 28 de março de 2018, es-

tando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de refe- rência, em sua totalidade:

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.302, inti- tulado INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.294, intitulado DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.300, inti- tulado SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.309, inti- tulado SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVI- CES IN OPERATING THEATER;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.310, inti- tulado COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYS- TEMS;

* 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;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.296, inti- tulado ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.333, inti- tulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.327, intitulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES;

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.315, intitulado DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD

ANALYTICS NETWORK; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.313, inti- tulado CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.320, inti- tulado DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.307, inti- tulado AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS; e * Pedido de patente provisório US nº de série 62/649.323, inti- tulado SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGI- CAL PLATFORMS.

[0141] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedi- dos de patente US provisórios, depositados em 8 de março de 2018, estando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referência, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR; e * Pedido de patente provisório US nº de série 62/640.415, inti- tulado ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR.

[0142] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente US provisórios, depositados em 28 de dezembro de 2017, es- tando a divulgação de cada um deles aqui incorporada, a título de referên- cia, em sua totalidade: * Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, inti- tulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM; * Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.340, inti- tulado CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS; e

* Pedido de patente provisório US nº de série 62/611.339, inti- tulado ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM.

[0143] 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 de- talhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos e na descrição em anexo. Os exemplos ilustrativos podem ser implemen- tados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões usados na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os exemplos ilustrativos para a conveniência do leitor e não para o propó- sito 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 se- guir.

[0144] Vários aspectos são direcionados a dispositivos cirúrgicos ul- trassônicos aprimorados, dispositivos eletrocirúrgicos e geradores para uso com os mesmos. Os aspectos dos dispositivos cirúrgicos ultrassô- nicos podem ser configurados para transeccionar e/ou coagular o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo. Os aspectos dos dispo- sitivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para transeccionar, co- agular, escalonar, soldar e/ou dessecar o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo.

[0145] 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 ilustrado na Figura 1, o sistema cirúrgico 102 inclui um sistema de vi- sualização 108, um sistema robótico 110, um instrumento cirúrgico de mão e inteligente 112, que são configuradas para se comunicarem um com o outro e/ou o controlador central 106. Em alguns aspectos, um sistema cirúrgico 102 pode incluir um número M de controladores cen- trais 106, um número N de sistemas de visualização 108, um número O de sistemas robóticos 110, e um número P de instrumentos cirúrgi- cos inteligentes de mão 112, onde M, N, O, e P são números inteiros maiores que ou iguais a um.

[0146] A Figura 3 representa um exemplo de um sistema cirúrgico 102 sendo usado para executar um procedimento cirúrgico em um paci- ente que está deitado em uma mesa de operação 114 em uma sala de operação cirúrgica 116. Um sistema robótico 110 é usado no procedi- mento cirúrgico como uma parte do sistema cirúrgico 102. O sistema ro- bótico 110 inclui um console do cirurgião 118, um carro do paciente 120 (robô cirúrgico), e um controlador central robótico cirúrgico 122. O carro do paciente 120 pode manipular ao menos uma ferramenta cirúrgica aco- plada de maneira removível 117 através de uma incisão minimamente invasiva no corpo do paciente enquanto o cirurgião vê o local cirúrgico através do console do cirurgião 118. Uma imagem do local cirúrgico pode ser obtida por um dispositivo de imageamento médico 124, que pode ser manipulado por carro do paciente 120 para orientar o dispositivo de ima- geamento 124. O controlador central robótico 122 pode ser usado para processar as imagens do local cirúrgico para exibição subsequente para o cirurgião através do console do cirurgião 118.

[0147] 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 divulgação 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 divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.

[0148] Vários exemplos de análise com base em nuvem que são executados pela nuvem 104, e que são adequados para uso com a pre- sente divulgação, são descritos no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.340, intitulado "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS", depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incor- porada a título de referência, em sua totalidade.

[0149] 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).

[0150] 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.

[0151] A uma ou mais fontes de iluminação podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética no espectro visível, bem como no espectro invisível. O espectro visível, por vezes chamado de o espectro óptico ou espectro luminoso, é aquela porção do espectro eletromagné- tico 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.

[0152] 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 do que o espectro vermelho visível, e se tor- nam radiação eletromagnética invisível de infravermelho (IR), micro- ondas e rádio. 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.

[0153] Em vários aspectos, o dispositivo de imageamento 124 é configurado para uso em um procedimento minimamente invasivo. Exemplos de dispositivos de imageamento adequados para uso com a presente divulgação incluem, mas não se limitam a, um artroscópio, angioscópio, broncoscópio, coledocoscópio, colonoscópio, citoscópio, duodenoscópio, enteroscópio, esofagastro-duodenoscópio (gastroscó- pio), endoscópio, laringoscópio, nasofaringo-neproscópio, sigmoidos- cópio, toracoscópio, e ureteroscópio.

[0154] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento emprega monitoramento de múltiplos espectros para discriminar topografia e es- truturas subjacentes. Uma imagem multi-espectral é uma que captura dados de imagem dentro de faixas de comprimento de onda ao longo do espectro eletromagnético. Os comprimentos de onda podem ser se- parados por filtros ou mediante o uso de instrumentos que são sensí- veis a comprimentos de onda específicos, incluindo a luz de frequên- cias além da faixa de luz visível, por exemplo, IR e luz ultravioleta. As imagens espectrais podem permitir a extração de informações adicio- nais que o olho humano não consegue capturar com seus receptores para as cores vermelho, verde, e azul. O uso de imageamento multi-

espectral é descrito em maiores detalhes sob o título "Advanced Ima- ging Acquisition Module" no pedido de patente provisório US nº de sé- rie 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, de- positado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incor- porada a título de referência em sua totalidade. O monitoramento mul- tiespectral pode ser uma ferramenta útil para a relocalização de um campo cirúrgico após uma tarefa cirúrgica ser concluída para executar um ou mais dos testes anteriormente descritos no tecido tratado.

[0155] É axiomático que a esterilização estrita da sala de operação e do equipamento cirúrgico seja necessária durante qualquer cirurgia. A higiene rigorosa e as condições de esterilização necessárias em uma "sala cirúrgica", isto é, uma sala de operação ou tratamento, justificam a mais alta esterilização possível de todos os dispositivos e equipa- mentos médicos. Parte desse processo de esterilização é a necessi- dade de esterilizar qualquer coisa que entra em contato com o paciente ou penetra no campo estéril, incluindo o dispositivo de imageamento 124 e seus conectores e componentes. Será entendido que o campo estéril pode ser considerado uma área especificada, como dentro de uma bandeja ou sobre uma toalha estéril, que é considerado livre de micro-organismos, ou o campo estéril pode ser considerado uma área, imediatamente ao redor de um paciente, que foi preparada para um procedimento cirúrgico. O campo estéril pode incluir os membros da equipe de escovação, que estão adequadamente vestidos, e todos os móveis e acessórios na área.

[0156] 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 sis- tema 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 provisório US nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SUR- GICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cuja di- vulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.

[0157] 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 usar 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.

[0158] 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 ("dispositivo central") 106.

[0159] 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, inti- tulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de de- zembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referên- cia em sua totalidade. Uma entrada ou retroinformação diagnóstica inse- rida por um operador não estéril na torre de visualização 111 pode ser roteada pelo controlador central 106 para a tela do instrumento cirúrgico 115 no campo estéril, onde pode ser vista pelo operador do instrumento cirúrgico 112. Instrumentos cirúrgicos exemplificadores que são adequa- dos para uso com o sistema cirúrgico 102 são descritos sob o título "Sur- gical Instrument Hardware" e no pedido de patente provisório nº de série 62/611.341, intitulado INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM, deposi- tado em 28 de dezembro de 2017, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade, por exemplo.

[0160] Agora com referência à Figura 3, um controlador central 106 é mostrado em comunicação com um sistema de visualização 108, um sistema robótico 110 e um instrumento cirúrgico inteligente de mão 112. O controlador central 106 inclui uma tela do controlador central 135, um módulo de imageamento 138, um módulo gerador 140, um módulo de comunicação 130, um módulo processador 132 e uma matriz de arma- zenamento 134. Em certos aspectos, conforme ilustrado na Figura 3, o controlador central 106 inclui adicionalmente um módulo de evacuação de fumaça 126 e/ou um módulo de sucção/irrigação 128.

[0161] Durante um procedimento cirúrgico, a aplicação de energia ao tecido, para vedação e/ou corte, está geralmente associada à eva- cuação de fumaça, sucção de excesso de fluido e/ou irrigação do tecido. O fluido, a potência, e/ou as linhas de dados de diferentes fontes são frequentemente entrelaçadas durante o procedimento cirúrgico. Um tempo valioso pode ser perdido para abordar esta questão durante um procedimento cirúrgico. Para desembaraçar as linhas pode ser neces- sário desconectar as linhas de seus respectivos módulos, o que pode exigir a reinicialização dos módulos. O compartimento modular do con- trolador central 136 oferece um ambiente unificado para gerenciar a po- tência, os dados e as linhas de fluido, o que reduz a frequência de en- trelaçamento entre tais linhas.

[0162] Os aspectos da presente divulgação apresentam um contro- lador 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 do controlador central e um módulo gerador de combinação recebido de maneira deslizante em uma estação de acoplamento do compartimento do controlador central. A estação de acoplamento inclui dados e contatos de potência. O mó- dulo gerador combinado inclui dois ou mais dentre um componente ge- rador 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 ge- rador combinado a um instrumento cirúrgico, ao menos um componente de evacuação de fumaça configurado para evacuar fumaça, fluido, e/ou os particulados gerados pela aplicação de energia terapêutica ao tecido, e uma linha de fluido que se estende do sítio cirúrgico remoto até o com- ponente de evacuação de fumaça.

[0163] Em um aspecto, a linha de fluido é uma primeira linha de fluido e uma segunda linha de fluido se estende do sítio cirúrgico remoto até um módulo de sucção e irrigação recebido de maneira deslizante no compartimento do controlador central. Em um aspecto, o compartimento do controlador central compreende uma interface de fluidos.

[0164] Certos procedimentos cirúrgicos podem exigir a aplicação de mais de um tipo de energia ao tecido. Um tipo de energia pode ser mais benéfico para cortar o tecido, enquanto um outro tipo de energia dife- rente pode ser mais benéfico para vedar o tecido. Por exemplo, um ge- rador bipolar pode ser usado para vedar o tecido enquanto um gerador ultrassônico pode ser usado para cortar o tecido vedado. Aspectos da presente divulgação apresentam uma solução em que um comparti- mento modular do controlador central 136 é configurado para acomodar diferentes geradores e facilitar uma comunicação interativa entre os mesmos. Uma das vantagens do compartimento modular do controlador central 136 é permitir a rápida remoção e/ou substituição de vários mó- dulos.

[0165] Aspectos da presente divulgação apresentam um comparti- mento cirúrgico modular para uso em um procedimento cirúrgico que envolve aplicação de energia ao tecido. O compartimento cirúrgico mo- dular 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 aco- plamento que inclui primeiros contatos de dados e contatos de energia, em que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira des- lizante em um engate elétrico com a potência e os contatos de dados e em que o primeiro módulo gerador de energia é móvel de maneira des- lizante para fora do engate elétrico com os primeiros contatos de potên- cia e dados.

[0166] 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 em que o segundo módulo gerador de ener- gia é móvel de maneira deslizante em um engate elétrico com a ener- gia e os contatos de dados, e em que o segundo módulo gerador de energia é móvel de maneira deslizante para fora do engate elétrico com os segundos contatos de potência e dados.

[0167] Além disso, o compartimento cirúrgico modular também inclui um barramento de comunicação entre a primeira porta de acoplamento e a segunda porta de acoplamento, configurado para facilitar a comunicação entre o primeiro módulo gerador de energia e o segundo módulo gerador de energia.

[0168] Com referência às Figuras 3 a 7, aspectos da presente divul- gação são apresentados para um compartimento modular do controlador central 136 que permite a integração modular de um módulo gerador 140, um módulo de evacuação de fumaça 126, e um módulo de sucção/irriga- ção 128. O compartimento modular do 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 mó- dulo gerador com componentes monopolares, bipolares e ultrassônicos integrados, suportados em uma única unidade de gabinete 139 inserível de maneira deslizante no compartimento modular do controlador central

136. Conforme ilustrado na Figura 5, o módulo gerador 140 pode ser con- figurado para se conectar a um dispositivo monopolar 146, um dispositivo bipolar 147 e um dispositivo ultrassônico 148. Alternativamente, o módulo gerador 140 pode compreender uma série de módulos geradores mono- polares, bipolares e/ou ultrassônicos que interagem através do comparti- mento modular do controlador central 136. O compartimento modular do controlador central 136 pode ser configurado para facilitar a inserção de múltiplos geradores e a comunicação interativa entre os geradores anco- rados no compartimento modular do controlador central 136, de modo que os geradores atuariam como um único gerador.

[0169] Em um aspecto, o compartimento modular do controlador cen- tral 136 compreende uma placa posterior modular potência modular e uma de comunicação 149 com cabeçotes de comunicação externos e sem fio para permitir a fixação removível dos módulos 140, 126, 128 e comunica- ção interativa entre os mesmos.

[0170] Em um aspecto, o compartimento modular do controlador cen- tral 136 inclui estações de acoplamento, ou gavetas, 151, aqui também chamadas de gavetas, que são configuradas para receber de maneira deslizante os módulos 140, 126, 128. A Figura 4 ilustra uma vista em pers- pectiva parcial de um compartimento do controlador cirúrgico central 136, e um módulo gerador combinado 145 recebidos de maneira deslizante em uma estação de acoplamento 151 do compartimento do controlador cirúr- gico central 136. Uma porta de acoplamento 152 com poder e contatos de dados em um lado posterior do módulo gerador combinado 145 é configu- rado para engatar uma porta de acoplamento correspondente 150 com o poder e contatos de dados de uma estação de acoplamento correspon- dente 151 do compartimento modular do controlador central 136 conforme o módulo gerador combinado 145 é deslizado para a posição na estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do con- trolador central 136. Em um aspecto, o módulo gerador combinado 145 inclui um módulo bipolar, ultrassônico e monopolar e um módulo de eva- cuação de fumaça integrado em uma única unidade de gabinete 139, con- forme ilustrado na Figura 5.

[0171] 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 do controlador central

136.

[0172] Em vários aspectos, o módulo de sucção/irrigação 128 é aco- plado a uma ferramenta cirúrgica compreendendo uma linha de aspiração de fluido e uma linha de sucção de fluido. Em um exemplo, as linhas de fluido de aspiração e sucção estão sob a forma de tubos flexíveis que se estendem do sítio cirúrgico em direção ao módulo de sucção/irrigação 128. Um ou mais sistemas de acionamento podem ser configurados para cau- sar a irrigação e a aspiração de fluidos do sítio cirúrgico.

[0173] Em um aspecto, a ferramenta cirúrgica inclui um eixo de acionamento que tem um atuador de extremidade em uma extremi- dade distal do mesmo e ao menos um tratamento de energia associado com o atuador de extremidade, um tubo de aspiração, e um tubo de irrigação. O tubo de aspiração pode ter uma porta de entrada em uma extremidade distal do mesmo e o tubo de aspiração se estende através do eixo de acionamento. De modo similar, um tubo de irrigação pode se estender através do eixo de acionamento e pode ter uma porta de entrada próxima ao implemento de aplicação de energia. O implemento de aplicação de energia é configurado para fornecer energia ultrassô- nica 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 aciona- mento.

[0174] 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 do controlador central 136 separadamente do módulo de suc- ção/irrigação 128. Em tal exemplo, uma interface de fluido pode ser configurada para conectar o módulo de sucção/irrigação 128 à fonte de fluido e/ou à fonte de vácuo.

[0175] Em um aspecto, os módulos 140, 126, 128 e/ou suas esta- ções de acoplamento correspondentes no compartimento modular do controlador central 136 podem incluir recursos de alinhamento que são configurados para alinhar as portas de acoplamento dos módulos em engate com suas contrapartes nas estações de acoplamento do com- partimento modular do controlador central 136. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 4, o módulo gerador combinado 145 inclui bráque- tes laterais 155 que são configurados para engatar de maneira desli- zante os bráquetes correspondentes 156 da estação de acoplamento correspondente 151 do compartimento modular do controlador central

136. Os bráquetes cooperam para guiar os contatos da porta de aco- plamento do módulo gerador combinado 145 em um engate elétrico com os contatos da porta de acoplamento do compartimento modular do controlador central 136.

[0176] Em alguns aspectos, as gavetas 151 do invólucro modular do controlador central 136 têm o mesmo, ou substancialmente o mesmo ta- manho, e os módulos são ajustados em tamanho para serem recebidos nas gavetas 151. Por exemplo, os bráquetes laterais 155 e/ou 156 podem ser maiores ou menores dependendo do tamanho do módulo. Em outros aspectos, as gavetas 151 são diferentes em tamanho e são cada uma pro- jetada para acomodar um módulo específico.

[0177] 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.

[0178] 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 link de comunicação 157 para fa- cilitar uma comunicação interativa entre os módulos alojados no com- partimento modular do controlador central 136. As portas de acopla- mento 150 do compartimento modular do controlador central 136 po- dem, alternativa ou adicionalmente, facilitar uma comunicação interativa sem fio entre os módulos alojados no compartimento modular do con- trolador central 136. Qualquer comunicação sem fio adequada pode ser usada, como, por exemplo, Air Titan Bluetooth.

[0179] A Figura 6 ilustra conectores de barramento de energia in- dividuais para uma pluralidade de portas de acoplamento laterais de um gabinete modular lateral 160 configurado para receber uma plura- lidade de módulos de um controlador cirúrgico central 206. O gabinete modular lateral 160 é configurado para receber e interconectar lateral- mente os módulos 161. Os módulos 161 são inseridos de maneira des- lizante nas estações de acoplamento 162 do gabinete modular lateral 160, o qual inclui uma placa posterior para interconexão dos módulos

161. Conforme ilustrado na Figura 6, os módulos 161 são dispostos lateralmente no gabinete modular lateral 160. Alternativamente, os mó- dulos 161 podem ser dispostos verticalmente em um gabinete modular lateral.

[0180] A Figura 7 ilustra um gabinete modular vertical 164 configurado para receber uma pluralidade de módulos 165 do controlador cirúrgico central 106. Os módulos 165 são inseridos de maneira deslizante em es- tações de acoplamento, ou gavetas, 167 do gabinete modular vertical 164, o qual inclui um painel traseiro para interconexão dos módulos 165. Em- bora as gavetas 167 do gabinete modular vertical 164 sejam dispostas ver- ticalmente, em certos casos, um gabinete modular vertical 164 pode incluir gavetas que são dispostas lateralmente. Além disso, os módulos 165 po- dem interagir um com o outro através das portas de acoplamento do gabi- nete modular vertical 164. No exemplo da Figura 7, uma tela 177 é forne- cida para mostrar os dados relevantes para a operação dos módulos 165. Além disso, o gabinete modular vertical 164 inclui um módulo mestre 178 que aloja uma pluralidade de subpmódulos que são recebidos de maneira deslizante no módulo mestre 178.

[0181] 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 as- pecto, o dispositivo de imageamento é compreendido de um gabinete mo- dular 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 removível a um controlador reutilizável, um módulo de fonte de luz, e um módulo de câ- mera. O módulo de fonte de luz e/ou o módulo de câmera podem ser es- colhidos de forma seletiva dependendo do tipo de procedimento cirúrgico. Em um aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CCD. Em um outro aspecto, o módulo de câmera compreende um sensor CMOS. Em um outro aspecto, o módulo de câmera é configurado para imagea- mento do feixe escaneado. De modo semelhante, o módulo de fonte de luz pode ser configurado para fornecer uma luz branca ou uma luz dife- rente, dependendo do procedimento cirúrgico.

[0182] Durante um procedimento cirúrgico, a remoção de um dispo- sitivo cirúrgico do campo cirúrgico e a sua substituição por um outro dispositivo cirúrgico que inclui uma câmera Diferentes ou outra fonte lu- minosa pode ser ineficiente. Perder de vista temporariamente do campo cirúrgico pode levar a consequências indesejáveis. O módulo de dispo- sitivo de imageamento da presente divulgação é configurado para per-

mitir a substituição de um módulo de fonte de luz ou um módulo de câ- mera "midstream" durante um procedimento cirúrgico, sem a necessi- dade de remover o dispositivo de imageamento do campo cirúrgico.

[0183] Em um aspecto, o dispositivo de imageamento compreende um gabinete tubular que inclui uma pluralidade de canais. Um primeiro ca- nal é configurado para receber de maneira deslizante o módulo da Câ- mera, 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 confi- gurado para um encaixe do tipo snap-fit (encaixe por pressão) com o pri- meiro 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 respec- tivos canais. Um engate rosqueado pode ser usado em vez do encaixe por pressão.

[0184] Em vários exemplos, múltiplos dispositivos de imageamento são colocados em diferentes posições no campo cirúrgico para fornecer múltiplas vistas. O módulo de imageamento 138 pode ser configurado para comutar entre os dispositivos de imageamento para fornecer uma vista ideal. Em vários aspectos, o módulo de imageamento 138 pode ser configurado para integrar as imagens dos diferentes dispositivos de imageamento.

[0185] Vários processadores de imagens e dispositivos de imagea- mento adequados para uso com a presente divulgação 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 dados 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 INTRA- CORPOREAL APPARATUS, publicada em 15 de dezembro de 2011,ea publicação do pedido de patente US nº 2014/0243597, intitulada SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCE- DURE, publicada em 28 de agosto de 2014, que estão, cada um das quais, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.

[0186] A Figura 8 ilustra uma rede de dados cirúrgicos 201 que com- preende um controlador central de comunicação modular 203 configu- rado para conectar dispositivos modulares localizados em uma ou mais salas cirúrgicas de uma instalação de serviços de saúde, ou qualquer ambiente em uma instalação de serviços públicos especialmente equi- pada para operações cirúrgicas, a um sistema baseado em nuvem (por exemplo, a nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213 aco- plado a um dispositivo de armazenamento 205). Em um aspecto, o con- trolador central de comunicação modular 203 compreende um controla- dor central de rede 207 e/ou uma chave de rede 209 em comunicação com um roteador de rede. O controlador central de comunicação modu- lar 203 também pode ser acoplado a um sistema de computador local 210 para fornecer processamento de computador local e manipulação de dados. A rede de dados cirúrgicos 201 pode ser configurada como uma rede passiva, inteligente, ou de comutação. Uma rede de dados cirúrgicos passiva serve como um conduto para os dados, permitindo que os dados sejam transmitidos de um dispositivo (ou segmento) para um outro e para os recursos de computação em nuvem. Uma rede de dados cirúrgico inteligente inclui recursos para permitir que o tráfego passe através da rede de dados cirúrgicos a serem monitorados e para configurar cada porta no controlador central de rede 207 ou chave de rede 209. Uma rede de dados cirúrgicos inteligente pode ser chamada de um controlador central ou chave controlável. Um controlador central de chaveamento lê o endereço de destino de cada pacote e, então, en- caminha o pacote para a porta correta.

[0187] Os dispositivos modulares 1a a 1n localizados na sala de ope- ração podem ser acoplados ao controlador central de comunicação mo- dular 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 dispo- sitivos 1a a 1h à nuvem 204 ou ao sistema de computador local 210. Os dados associados aos dispositivos 1a a 1n podem ser transferidos para computadores baseados em nuvem através do roteador para processa- mento e manipulação remota dos dados. Os dados associados aos dis- positivos 1a a 1h podem também ser transferidos para o sistema de com- putador 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 rotea- dor de rede 211 para conectar os dispositivos 2a a 2m à nuvem 204. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2n podem ser transferidos para a nuvem 204 através do roteador de rede 211 para o processamento e manipulação dos dados. Os dados associados aos dispositivos 2a a 2m podem também ser transferidos para o sistema de computador local 210 para processamento e manipulação dos dados locais.

[0188] Será entendido que a rede de dados cirúrgicos 201 pode ser expandida pela interconexão dos múltiplos controladores centrais de rede 207 e/ou das múltiplas chaves de rede 209 com múltiplos roteadores de rede 211. O controlador central de comunicação modular 203 pode estar contido em uma torra de controle modular configurada para receber múlti- plos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. O sistema de computador local 210 tam- bém pode estar contido em uma torre de controle modular. O centro de comunicação modular 203 é conectado a uma tela 212 para exibir as ima- gens 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 ge- rador 140 acoplado a um dispositivo cirúrgico com base em energia, um módulo de evacuação de fumaça 126, um módulo de sucção/irrigação 128, um módulo de comunicação 130, um módulo de processador 132, uma matriz de armazenamento 134, um dispositivo cirúrgico acoplado a uma tela, e/ou um módulo de sensor sem contato, entre outros dispositivos modulares que podem ser conectados ao controlador central de comuni- cação modular 203 da rede de dados cirúrgicos 201.

[0189] Em um aspecto, a rede de dados cirúrgicos 201 pode com- preender uma combinação de um ou mais 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 computa- dores em nuvem para processamento e manipulação de dados. Será en- tendido que a computação em nuvem depende do compartilhamento dos recursos de computação em vez de ter servidores locais ou dispositivos pessoais para lidar com aplicações de software. A palavra "nuvem" pode ser usada como uma metáfora para "a Internet", embora o termo não seja limitado como tal. Consequentemente, o termo "computação na nuvem" pode ser usado aqui para se referir a "um tipo de computação baseada na internet", em que diferentes serviços — como servidores, armazena- mento e aplicativos — são prestados ao centro de comunicação modular 203 e/ou ao sistema de computador 210 localizados na sala cirúrgica (por exemplo, um sala ou espaço fixo, móvel, temporário ou campo de opera- ção) e aos dispositivos conectados ao centro de comunicação modular

203 e/ou ao sistema de computador 210 através da internet. A infraestru- tura de nuvem pode ser mantida por um fornecedor de serviços em nu- vem. Neste contexto, o fornecedor de serviços em nuvem pode ser a en- tidade 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 compu- tação em nuvem podem executar um grande número de cálculos com base nos dados coletados por instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs, e outros dispositivos computadorizados localizados na sala de operação. O hardware do controlador central permite que múltiplos dispositivos ou conexões sejam conectados a um computador que se comunica com os recursos de computação e armazenamento em nuvem.

[0190] A aplicação de técnicas de processamento de dados de com- putador em nuvem nos dados coletados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, a rede de dados cirúrgicos fornece melhor resultados cirúrgicos, cus- tos reduzidos, e melhor satisfação do paciente. Ao menos alguns dos dis- positivos 1a a 1n/2a a 2m podem ser usados para visualizar os estados do tecido para avaliar a ocorrência de vazamentos ou perfusão de tecido ve- dado após um procedimento de vedação e corte do tecido. Ao menos al- guns 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 base- ada em nuvem para examinar dados incluindo imagens de amostras de tecido corporal para fins de diagnóstico. Isso inclui confirmação da locali- zação 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 dispositi- vos de imageamento e técnicas como a sobreposição de imagens captu- radas por múltiplos dispositivos de imageamento. Os dados colhidos pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m, incluindo os dados de imagem, podem ser transferidos para a nuvem 204 ou o sistema de computador local 210 ou ambos para processamento e manipulação de dados incluindo processa- mento e manipulação de imagem. Os dados podem ser analisados para melhorar os resultados do procedimento cirúrgico por determinação de se tratamento adicional, como aplicação de intervenção endoscópica, tecno- logias emergentes, uma radiação direcionada, intervenção direcionada, ro- bóticas precisas a sítios e condições específicas de tecido, podem ser se- guidas. Essa análise de dados pode usar adicionalmente processamento analítico dos resultados, e com o uso de abordagens padronizadas podem fornecer retroinformação padronizada benéfica tanto para confirmar trata- mentos cirúrgicos e o comportamento do cirurgião, como para sugerir mo- dificações aos tratamentos cirúrgicos e ao comportamento do cirurgião.

[0191] Em uma implementação, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n podem ser conectados ao controlador central de comunicação modular 203 através de um canal com fio ou um canal sem fio depen- dendo da configuração dos dispositivos 1a a 1h em um controlador cen- tral de rede. O controlador central de rede 207 pode ser implementado, em um aspecto, como um dispositivo de transmissão de rede local que atua sobre a camada física do modelo OSI ("open system interconnec- tion", interconexão de sistemas abertos). O controlador central de rede fornece conectividade aos dispositivos 1a a 1n localizados na mesma rede da sala de operação. O controlador central de rede 207 coleta da- dos sob a forma de pacotes e os envia para o roteador em modo half- duplex. O controlador central de rede 207 não armazena qualquer con- trole de acesso de mídia/protocolo da Internet (MAC/IP) para transferir os dados do dispositivo. Apenas um dos dispositivos 1a a 1n por vez pode enviar dados através do controlador central de rede 207. O con- trolador central de rede 207 não tem tabelas de roteamento ou inteligên- cia acerca de onde enviar informações e transmite todos os dados da rede através de cada conexão e a um servidor remoto 213 (Figura 9) na nuvem 204. O controlador central de rede 207 pode detectar erros bási- cos da rede, como colisões, mas transmitir todas as informações para múltiplas portas pode ser um risco de segurança e provocar gargalos.

[0192] 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 locali- zados no mesmo centro de operação à rede. A chave de rede 209 en- via dados sob a forma de quadros para o roteador de rede 211 e fun- ciona 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.

[0193] O controlador central de rede 207 e/ou o comutador de rede 209 são acoplados ao roteador de rede 211 para obter 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 paco- tes de dados recebidos do controlador central de rede 207 e/ou da chave de rede 211 para um computador com recursos em nuvem para futuro processamento e manipulação dos dados coletados por qualquer um dentre ou todos os dispositivos 1a a 1hn/ 2a a 2m. O roteador de rede 211 pode ser usado para conectar duas ou mais redes diferentes situa- das em locais diferentes, como, por exemplo, diferentes salas de ope- ração da mesma instalação de serviços de saúde ou diferentes redes localizadas em diferentes salas de operação das diferentes instalações de serviços de saúde. O roteador de rede 211 envia dados sob a forma de pacotes para a nuvem 204 e funciona em modo duplex completo. Múltiplos dispositivos podem enviar dados ao mesmo tempo. O roteador de rede 211 usa endereços |P para transferir dados.

[0194] Em um exemplo, o controlador central de rede 207 pode ser implementado como um concentrador USB, o qual permite que múltiplos dispositivos USB sejam conectados a um computador hospedeiro. O concentrador USB pode expandir uma única porta USB em vários níveis de modo que há mais portas disponíveis para conectar os dispositivos ao computador hospedeiro do sistema. O controlador central de rede 207 pode incluir recursos com fio ou sem fio para receber informações através um canal com fio ou um canal sem fio. Em um aspecto, um pro- tocolo sem fio de comunicação de rádio sem fio, de banda larga e de curto alcance USB sem fio pode ser usado para comunicação entre os dispositivos 1a a 1n e os dispositivos 2a a 2m situados na sala de ope- ração.

[0195] Em outros exemplos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m podem se comunicar com o centro de comunicação mo- dular 203 por meio do padrão de tecnologia sem fio Bluetooth para transferir dados em curtas distâncias (com o uso de ondas curtas de rádio UHF na banda ISM de 2,4 a 2,485 GHz) de dispositivos fixos e móveis, e para formar redes de área pessoal (PANs). Em outros aspec- tos, os dispositivos da sala de operação 1a a 1n/2a a 2m podem se comunicar com o controlador central de comunicação modular 203 atra- vés de vários padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (família IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long-term evolution"), e Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, e derivados de Ethernet dos mes- mos, bem como quaisquer outros protocolos sem fio e com fio que se- jam 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 comunica- ções sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.

[0196] O controlador central de comunicação modular 203 pode servir como uma conexão central para um ou todos os dispositivos de sala de operação 1a a 1n/2a a 2m e lida com um tipo de dados conhecido como quadros. Os quadros transportam os dados gerados pelos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m. Quando um quadro é recebido pelo controlador central de comunicação modular 203, ele é amplificado e transmitido para o roteador de rede 211, que transfere os dados para os recursos de computação em nuvem com o uso de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio ou com fio, conforme descrito na presente invenção.

[0197] O controlador central de comunicação modular 203 pode ser usado como um dispositivo independente ou ser conectado a controla- dor centrais de rede compatíveis e chaves de rede para formar uma rede maior. O controlador central de comunicação modular 203 é, em geral, fácil de instalar, configurar e manter, fazendo dele uma boa opção para a rede dos dispositivos 1a a 1n/2a a 2m da sala de operação.

[0198] A Figura 9 ilustra um sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 200. O sistema cirúrgico interativo implementado por com- putador 200 é similar em muitos aspectos ao sistema cirúrgico interativo, implementado por computador 100. Por exemplo, o sistema cirúrgico, in- terativo, implementado por computador 200 inclui um ou mais sistemas cirúrgicos 202, que são similares em muitos aspectos aos sistemas cirúr- gicos 102. Cada sistema cirúrgico 202 inclui ao menos um controlador ci- rúrgico central 206 em comunicação com uma nuvem 204 que pode incluir um servidor remoto 213. Em um aspecto, o sistema cirúrgico interativo im- plementado por computador 200 compreende uma torre de controle mo- dular 236 conectada a múltiplos dispositivos de sala de operação como,

por exemplo, instrumentos cirúrgicos inteligentes, robôs e outros dispositi- vos computadorizados localizados na sala de operações. Conforme mos- trado na Figura 10, a torre de controle modular 236 compreende um con- trolador central de comunicação modular 203 acoplado a um sistema de computador 210. Conforme ilustrado no exemplo da Figura 9, a torre de controle modular 236 é acoplada a um módulo de imageamento 238 que é acoplado a um endoscópio 239, um módulo gerador 240 que é acoplado a um dispositivo de energia 241, um módulo de evacuação de fumaça 226, um módulo de sucção/irrigação 228, um módulo de comunicação 230, um módulo de processador 232, uma matriz de armazenamento 234, um dis- positivo/instrumento inteligente 235 opcionalmente acoplado a uma tela 237, e um módulo de sensor sem contato 242. Os dispositivos da sala de operação estão acoplados aos recursos de computação em nuvem e ao armazenamento de dados através da torre de controle modular 236. Um controlador central robótico 222 também pode ser conectado à torre de controle modular 236 e aos recursos de computação em nuvem. Os dis- positivos/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 dispo- sitivo/instrumento e/ou outros sistemas de visualização 208. A tela do con- trolador central também pode exibir os dados recebidos dos dispositivos conectados à torre de controle modular em conjunto com imagens e ima- gens sobrepostas.

[0199] 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 um 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/comutadores de rede no controlador central de comunicação modular 203 inclui três portas a jusante e uma porta a montante. O controlador central/comutador de rede a montante é conectado a um processador para fornecer uma conexão de comunicação com os re- cursos de computação em nuvem e uma tela local 217. A comunicação com a nuvem 204 pode ser feita através de um canal de comunicação com fio ou sem fio.

[0200] 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 con- tato baseado em ultrassom escaneia a sala de operação mediante a trans- missão de uma explosão de ultrassom e recebimento do eco quando este salta fora do perímetro das paredes de uma sala de operação, conforme descrito sob o título "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room" no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitu- lado ""NTERACTIVE SURGICAL PLATFORM", depositado em 28 de de- zembro 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua to- talidade, no qual o módulo de sensor é configurado para determinar o ta-

manho da sala de operação e ajustar os limites da distância de empare- lhamento com Bluetooth. Um módulo de sensor sem contato baseado em laser escaneia a sala de operação transmitindo pulsos de luz laser, rece- bendo 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.

[0201] 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, me- mória não volátil 250, e interface de entrada/ saída 251 através de um barramento de sistema. O barramento do sistema pode ser qualquer um dos vários tipos de estruturas de barramento, incluindo o barramento de memória ou controlador de memória, um barramento periférico ou barra- mento externo, e/ou barramento local que usa qualquer variedade de ar- quiteturas de barramento disponíveis incluindo, mas não se limitando a, barramento de 9 bits, arquitetura de padrão industrial (ISA), Micro-Char- mel Architecture (MSA), ISA estendida (EISA), Eletrônica de drives inte- ligentes (IDE), barramento local VESA (VLB), Interconexão de compo- nentes periféricos (PCI), USB, porta gráfica acelerada (AGP), barramento de PCMCIA (Associação internacional de cartões de memória para com- putadores pessoais, "Personal Computer Memory Card International As- sociation"), Interface de sistemas para pequenos computadores (SCSI), ou qualquer outro barramento proprietário.

[0202] O processador 244 pode ser qualquer processador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conhecidos sob o nome comercial de ARM Cortex disponível junto à Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exem- plo, 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 StellarisWareGO, memória só de leitura programável e apagá- vel eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modula- ção por largura de pulso (PWM), um ou mais análogos de entradas de codificador de quadratura (QEI), um ou mais conversores de analógico para digital (ADC) de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, deta- lhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.

[0203] 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.

[0204] A memória de sistema inclui memória volátil e memória não volátil. O sistema básico de entrada/saída (BIOS), contendo as rotinas bá- sicas para transferir informações entre elementos dentro do sistema de computador, como durante a partida, é armazenado em memória não vo- látil. Por exemplo, a memória não volátil pode incluir ROM, ROM progra- mável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM), EEPROM ou memória flash. A memória volátil inclui memória de acesso aleatório (RAM), que atua como memória cache externo. Além disso, a RAM está disponível em muitas formas como SRAM, RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM taxa de dados dobrada (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), e RAM direta Rambus RAM (DRRAM).

[0205] O sistema de computador 210 inclui também mídia de arma- zenamento de computador removível/não removível, volátil/não volátil, por exemplo armazenamento em disco. O armazenamento de disco in- clui, mas não se limita a, dispositivos como uma unidade de disco mag- nético, unidade de disco flexível, acionador de fita, acionador Jaz, acio- nador Zip, acionador LS-60, cartão de memória flash ou memória stick (pen-drive). Além disso, o disco de armazenamento pode incluir mídias de armazenamento separadamente ou em combinação com outras mí- dias de armazenamento incluindo, mas não se limitam a, uma unidade de disco óptico como um dispositivo ROM de disco compacto (CD-ROM) unidade de disco compacto gravável (CD-R Drive), unidade de disco compacto regravável (CD-RW drive), ou uma unidade ROM de disco di- gital versátil (DVD-ROM). Para facilitar a conexão dos dispositivos de ar- mazenamento de disco com o barramento de sistema, uma interface re- movível ou não removível pode ser usada.

[0206] É para ser entendido que o sistema de computador 210 inclui um software que age como intermediário entre os usuários e os recursos básicos do computador descritos em um ambiente operacional ade- quado. Tal software inclui um sistema operacional. O sistema operacio- nal, 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 ar- mazenadas na memória do sistema ou no disco de armazenamento. É para ser entendido que vários componentes descritos na presente in- venção podem ser implementados com vários sistemas operacionais ou combinações de sistemas operacionais.

[0207] Um usuário insere comandos ou informações no sistema de computador 210 através do(s) dispositivo(s) de entrada acoplado(s) à in- terface 1/O 251. Os dispositivos de entrada incluem, mas não se limitam a, um dispositivo apontador como um mouse, trackball, stylus, touchpad, teclado, microfone, joystick, bloco de jogo, placa de satélite, escâner, car- tão sintonizador de TV, câmera digital, câmera de vídeo digital, câmera de web, e similares. Esses e outros dispositivos de entrada se conectam ao processador através do barramento de sistema através da(s) porta(s) de interface. As portas de interface incluem, por exemplo, uma porta em série, uma porta paralela, uma porta de jogo e um USB. Os dispositivos de saída usam alguns dos mesmos tipos de portas que os dispositivos de entrada. Dessa forma, por exemplo, uma porta USB pode ser usada para fornecer entrada ao sistema de computador e para fornecer infor- mações do sistema de computador para um dispositivo de saída. Um adaptador de saída é fornecido para ilustrar que existem alguns disposi- tivos 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 dis- positivo de saída e o barramento de sistema. Deve ser observado que outros dispositivos e/ou sistemas de dispositivos, como computadores re- motos, fornecem capacidades de entrada e de saída.

[0208] 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 pes- soal, servidor, roteador, computador pessoal de rede, estação de traba- lho, aparelho baseado em microprocessador, dispositivo de pares, ou ou- tro nó de rede comum, e similares, e tipicamente incluem muitos ou todos os elementos descritos em relação ao sistema de computador. Para fins de brevidade, apenas um dispositivo de armazenamento de memória é ilustrado com o computador remoto. Os computadores remotos são logi- camente conectados ao sistema de computador através de uma interface de rede e então fisicamente conectados através de uma conexão de co- municação. A interface de rede abrange redes de comunicação como re- des de áreas locais (LANs) e redes de áreas amplas (WANs). As tecno- logias LAN incluem interface de dados distribuída por fibra (FDDI), inter- face 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).

[0209] Em vários aspectos, o sistema de computador 210 da Fi- gura 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 com- preender um processador de imagem, motor de processamento de imagem, processador de mídia, ou qualquer especializada processa- dor de sinal digital (DSP) usado para o processamento de imagens digitais. O processador de imagem pode empregar computação para- lela com tecnologias de instrução única de múltiplos dados (SIMD) ou de múltiplas instruções de múltiplos dados (MIMD) para aumentar a velocidade e a eficiência. O motor de processamento de imagem digital pode executar uma série de tarefas. O processador de imagem pode ser um sistema em um circuito integrado com arquitetura de processa- dor de múltiplos núcleos.

[0210] 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 dentro do sistema de computador, ela também pode ser externa ao sistema de computador 210. O hardware/software necessário para a ligação à in- terface de rede inclui, apenas para fins ilustrativos, tecnologias internas e externas como modems, incluindo modems de série de telefone regu- lares, modems de cabo e modems DSL, adaptadores de ISDN e cartões

Ethernet.

[0211] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos funcionais de um aspecto de um dispositivo controlador central de rede USB 300, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. No aspecto ilustrado, o dispositivo controlador central de rede USB 300 usa um controlador cen- tral de circuito integrado TUSB2036 disponível junto à Texas Instruments. O controlador central de rede USB 300 é um dispositivo CMOS que for- nece uma porta de transceptor USB a montante 302 e até três portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308, em conformidade com a especi- ficação USB 2.0. A porta de transceptor USB a montante 302 é uma porta- raiz de dados diferenciais que compreende um entrada de dados diferen- ciais "menos" (DMO) emparelhada com uma entrada de dados diferenciais "mais" (DPO0). As três portas do transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são portas de dados diferenciais, em que cada porta inclui saídas de dados diferenciais "mais" (DP1-DP3) emparelhadas com saídas de dados dife- renciais "menos" (DM3).

[0212] O dispositivo controlador central de rede USB 300 é imple- mentado com uma máquina de estado digital em vez de um microcon- trolador, e nenhuma programação de firmware é necessária. Os trans- ceptores USB totalmente compatíveis são integrados no circuito para a porta do transceptor USB a montante 302 e todas as portas de trans- ceptor USB a jusante 304, 306, 308. As portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 suportam tanto os dispositivos de velocidade to- tal como de baixa velocidade configurando automaticamente a taxa de varredura de acordo com a velocidade do dispositivo fixado às portas. O dispositivo controlador central de rede USB 300 pode ser configu- rado em modo alimentado por barramento ou autoalimentado e inclui uma lógica de energia central 312 para gerenciar a potência.

[0213] O dispositivo controlador central de rede USB 300 inclui um motor de interface serial 310 (SIE). O SIE 310 é o front-end do hardware do controlador central de rede USB 300 e lida com a maior parte do pro- tocolo descrito no capítulo 8 da especificação USB. O SIE 310 tipica- mente compreende a sinalização até o nível da transação. As funções que ele maneja poderiam incluir: reconhecimento de pacote, sequencia- mento de transação, SOP, EOP, RESET, e RESUME a detecção/gera- ção de sinais, separação de relógio/dados, codificação/descodificação de dados não retorno a zero invertido (NRZI), geração e verificação de CRC (token e dados), geração e verificação/descodificação de pacote ID (PID), e/ou conversão série-paralelo/paralelo-série. O 310 recebe uma entrada de relógio 314 e é acoplado a uma lógica de suspender/retomar, a um circuito temporizador de quadro 316 e a um circuito de repetição do con- trolador central 318 para controlar a comunicação entre a porta do trans- ceptor 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 in- terface lógica para controlar os comandos de uma EEPROM em série através de uma interface de EEPROM em série 330.

[0214] 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 energia. As configurações de potência são modos alimentados por bar- ramento e autoalimentados. O hub de rede USB 300 pode ser configurado para suportar quatro modos de gerenciamento de potência: um hub ali- mentado por barramento, com gerenciamento de potência de porta indivi- dual ou gerenciamento de energia de portas agrupadas, e o hub autoali- mentado, com gerenciamento de energia de porta individual ou gerencia- mento de energia de portas agrupadas. Em um aspecto, com o uso de um cabo USB, o controlador central de rede de USB 300, a porta de transcep- tor USB a montante 302 é plugada em um controlador de hospedeiro USB, e as portas de transceptor USB a jusante 304, 306, 308 são expostas para conectar dispositivos compatíveis de USB, e assim por diante. Hardware do instrumento cirúrgico

[0215] 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 divulgação. O sistema 470 compreende um circuito de controle. O circuito de controle inclui um micro- controlador 461 que compreende um processador 462 e uma memória

468. Um ou mais dos sensores 472, 474, 476, por exemplo, fornecem re- troinformação em tempo real para o processador 462. Um motor 482, aci- onado por um acionador do motor 492, acopla operacionalmente um mem- bro de deslocamento longitudinalmente móvel para acionar um braço de aperto do membro de fechamento. Um sistema de rastreamento 480 é configurado para determinar a posição do membro de deslocamento lon- gitudinalmente móvel. As informações de posição são fornecidas para o processador 462, que pode ser programado ou configurado para determi- nar a posição do membro de acionamento longitudinalmente móvel bem como a posição do membro de fechamento. Motores adicionais podem ser fornecidos na interface do acionador de ferramenta para controlar a traje- tória de fechamento do tubo, a rotação do eixo de acionamento, a articu- lação, ou o fechamento do braço de aperto, ou uma combinação dos mes- mos. Uma tela 473 exibe uma variedade de condições de operação dos instrumentos e pode incluir funcionalidade de tela sensível ao toque para entrada de dados. As informações exibidas na tela 473 podem ser sobre- postas com imagens capturadas através de módulos de imageamento en- doscópicos.

[0216] 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.

[0217] 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 co- mercial de Hercules ARM Cortex R4, também disponíveis pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado espe- cificamente para as aplicações críticas de segurança IEC 61508 e ISO 26262, dentre outras, para fornecer recursos avançados de segurança integrada enquanto fornece desempenho, conectividade e opções de memória escalonáveis.

[0218] O microcontrolador 461 pode ser programado para executar várias funções tais como o controle preciso da velocidade e da posição do bisturi, dos sistemas de articulação, do braço de aperto, ou uma com- binação dos mesmos. 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 disponível junto à Allegro Microsystems, Inc. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substituídos para uso no sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento absoluto. Uma descrição de- talhada de um sistema de posicionamento absoluto é feita na publicação de pedido de patente US nº 2017/0296213, intitulada SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUT- TING INSTRUMENT, publicada em 19 de outubro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[0219] 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 observada é um valor favorável e ajustado, que equilibra a natureza uniforme e con- tínua da resposta simulada com a resposta medida, o que pode detectar influências externas no sistema.

[0220] Em um aspecto, o motor 482 pode ser controlado pelo acio- nador de motor 492 e pode ser usado pelo sistema de disparo do instru- mento ou ferramenta cirúrgica. Em várias formas, o motor 482 pode ser um motor de acionamento de corrente contínua (CC) escovado, com uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente 25.000 RPM, por exemplo. Em outras disposições, o motor 482 pode incluir um motor sem escovas, um motor sem fio, um motor síncrono, um motor de passo ou qualquer outro tipo de motor elétrico adequado. O acionador de motor

492 pode compreender um acionador de ponte H que compreende tran- sístores de efeito de campo (FETs), por exemplo. O motor 482 pode ser alimentado por um conjunto de alimentação montado de modo liberável no conjunto de empunhadura ou gabinete da ferramenta para fornecer poder de controle para o instrumento ou ferramenta cirúrgica. O conjunto de alimentação pode compreender uma bateria que pode incluir várias células de bateria conectadas em série, as quais podem ser usadas como a fonte de energia para energizar o instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em determinadas circunstâncias, as células de bateria do conjunto de alimentação pode ser células de bateria substituíveis e/ou recarregáveis. Em ao menos um exemplo, as células de bateria podem ser baterias de íons de lítio que podem ser acopláveis e separáveis do conjunto de ali- mentação.

[0221] 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 exclusivo que fornece acionamento de porta completo (>10 V) para tensões de bateria 7 V e permite que o A3941 opere com um acionamento de porta reduzido, até 5,5 V. Um capacitor bootstrap pode ser empregado para fornecer a tensão ultra- passante à fornecida pela bateria necessária para os MOSFETs de ca- nal N. Uma bomba de carga interna para o acionamento do lado de cima permite a operação em corrente contínua (100% ciclo de traba- lho). 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 dos FETs supe- rior e inferior. Os FETs de energia são protegidos do efeito shoot-

through por meio de resistores com tempo morto programável. Os di- agnósticos integrados fornecem indicação de subtensão, sobretempe- ratura e falhas na ponte de energia, podendo ser configurado para pro- teger os MOSFETs de potência na maioria das condições de curto- circuito. Outros acionadores de motor podem ser prontamente substi- tuídos para uso no sistema de rastreamento 480 compreendendo um sistema de posicionamento absoluto.

[0222] O sistema de rastreamento 480 compreende uma disposição de circuito de acionamento de motor controlado que compreende um sensor de posição 472 de acordo com um aspecto da presente divulga- ção. 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 deslo- camento representa um membro de acionamento longitudinalmente mó- vel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspon- dente de um conjunto redutor de engrenagem. Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa o membro de disparo, que pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em ainda um outro aspecto, o membro de deslocamento representa um membro de deslocamento longitudinal para abrir e fechar um braço de aperto, o qual pode ser adaptado e configurado para incluir uma cremalheira de dentes de acionamento. Em outros aspectos, o membro de deslocamento representa um membro de fechamento do braço de aperto configurado para fechar e abrir um braço de aperto de um dispositivo de grampeador, ultrassônico, ou eletrocirúrgico, ou com- binações dos mesmos. Consequentemente, como usado na presente invenção, o termo membro de deslocamento é usado genericamente para se referir a qualquer membro móvel do instrumento ou ferramenta cirúrgica como o membro de acionamento, o braço de aperto, ou qual- quer elemento que possa ser deslocado. Consequentemente, o sistema de posicionamento absoluto pode, com efeito, rastrear o deslocamento do braço de aperto por rastrear o deslocamento linear do membro de acionamento móvel longitudinalmente.

[0223] Em outros aspectos, o sistema de posicionamento absoluto pode ser configurado para rastrear a posição de um braço de aperto no processo de abertura ou fechamento. Em vários outros aspectos, o membro de deslocamento pode ser acoplado a qualquer sensor de po- sição 472 adequado para medir o deslocamento linear. Dessa forma, o membro de acionamento longitudinalmente móvel, ou o braço de aperto, ou combinações dos mesmos, pode ser acoplado a qualquer sensor de deslocamento linear. Os sensores de deslocamento linear podem incluir sensores de deslocamento de contato ou sem contato. Sensores de deslocamento linear podem compreender Transformado- res Lineares Diferenciais Variáveis (LVDT), Transdutores Diferenciais de Relutância Variável (DVRT), um potenciômetro, um sistema de de- tecção magnético que compreende um magneto móvel e uma série li- nearmente disposta em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detec- ção magnético que compreende um magneto fixo e uma série de mó- veis, dispostos linearmente em Sensores de Efeito Hall, um sistema de detecção óptico móvel que compreende uma fonte de luz móvel e uma série de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, um sis- tema de detecção óptico que compreende uma fonte de luz fixa e uma série móvel de fotodiodos ou fotodetectores linearmente dispostos, ou qualquer combinação dos mesmos.

[0224] O motor elétrico 482 pode incluir um eixo de acionamento giratório, que faz interface de modo operacional com um conjunto de engrenagem, que está montado em engate de acoplamento com um conjunto ou cremalheira de dentes de acionamento no membro de aci- onamento. Um elemento sensor pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de engrenagem de modo que uma única revolução do ele- mento sensor de posição 472 corresponda à alguma translação longitu- dinal linear do membro de deslocamento. Uma disposição de engrena- gens e sensores pode ser conectada ao atuador linear por meio de uma disposição de cremalheira e pinhão, ou de um atuador giratório, por meio de uma roda dentada ou outra conexão. Uma fonte de alimentação fornece energia para o sistema de posicionamento absoluto e um indi- cador de saída pode exibir a saída do sistema de posicionamento abso- luto. O membro de acionamento representa o membro de acionamento longitudinalmente móvel que compreende uma cremalheira de dentes de acionamento formada na mesma para engate engrenado com uma engrenagem de acionamento correspondente do conjunto redutor de engrenagem. O membro de deslocamento representa o membro de dis- paro longitudinalmente móvel para abrir e fechar um braço de aperto.

[0225] Uma única revolução do elemento sensor associada ao sensor de posição 472 é equivalente a um deslocamento linear longitudinal di do membro do deslocamento, onde di representa a distância linear longitudi- nal pela qual o membro de deslocamento se move do ponto "a" ao ponto "b" depois de uma única revolução do elemento sensor acoplado ao mem- bro 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 mem- bro de deslocamento. O sensor de posição 472 pode completar múltiplas revoluções para o curso completo do membro de deslocamento.

[0226] 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

TTI347 uma revolução do sensor de posição 472. O estado das chaves é trans- mitido de volta ao microcontrolador 461 que aplica uma lógica para de- terminar um sinal de posição única correspondente ao deslocamento linear longitudinal d1 + da + ... dh do membro de deslocamento. A saída do sensor de posição 472 é fornecida ao microcontrolador 461. Em vá- rias modalidades, o sensor de posição 472 da disposição de sensor pode compreender um sensor magnético, um sensor giratório analó- gico, como um potenciômetro, ou uma série de elementos de efeito Hall analógicos, que emitem uma combinação única de posição de sinais ou valores.

[0227] O sensor de posição 472 pode compreender vários elementos de detecção magnética como, por exemplo, sensores magnéticos classifi- cados de acordo com se eles medem o campo magnético total ou os com- ponentes vetoriais do campo magnético. As técnicas usadas para produzir ambos os tipos de sensores magnéticos abrangem muitos aspectos da física e da eletrônica. As tecnologias usadas para a detecção de campo magnético incluem fluxômetro, fluxo saturado, bombeamento óptico, pre- cessão nuclear, SQUID, efeito Hall, magnetorresistência anisotrópica, magnetorresistência gigante, junções túnel magnéticas, magnetoimpedân- cia gigante, compostos magnetostritivos/piesoelétricos, magnetodiodo, transístor magnético, fibra óptica, magneto-óptica e sensores magnéticos baseados em sistemas microeletromecânicos, dentre outros.

[0228] Em um aspecto, o sensor de posição 472 para o sistema de rastreamento 480 que compreende um sistema de posicionamento ab- soluto compreende um sistema de posicionamento absoluto giratório magnético. 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 fazer interface com o microcontrolador 461 para forne- cer um sistema de posicionamento absoluto. O sensor de posição 472 é um componente de baixa tensão e baixa potência e inclui quatro ele- mentos de efeito em uma área do sensor de posição 472 localizada acima de um imã. Um ADC de alta resolução e um controlador inteli- gente de gerenciamento de potência são também fornecidos no cir- cuito integrado. Um processador CORDIC (computador digital para ro- tação de coordenadas), também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, é fornecido para implementar um algo- ritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigono- métricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslo- camento 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 serial padrão, como uma interface periférica serial (SPI - "Serial Peripheral Interface"), para o microcon- trolador 461. O sensor de posição 472 fornece 12 ou 14 bits de reso- lução. O sensor de posição 472 pode ser um circuito integrado ASS055 fornecido em uma pequena embalagem QFN de 16 pinos cuja medida corresponde a 4x4x0,85 mm.

[0229] 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 es- tado, e controlador adaptável. Uma fonte de alimentação converte o sinal do controlador de feedback em uma entrada física para o sistema, nesse caso a tensão. Outros exemplos incluem uma PWM de tensão, corrente e força. Outros sensores podem ser providenciados a fim de medir os parà- metros do sistema físico além da posição medida pelo sensor de posição

472. Em alguns aspectos, os outros sensores podem incluir disposições de sensor conforme aquelas descritas na patente US nº 9.345.481 intitu- lada STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, concedida em 24 de maio de 2016, que está incorporada por referência em sua totalidade neste documento; o pedido de patente US nº de série

2014/0263552, intitulado STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM, publicado em 18 de setembro de 2014, está incorpo- rado por referência em sua totalidade neste documento; e o pedido de pa- tente US nº de série 15/628.175, intitulado TECHNIQUES FOR ADAP-

TIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT, submetido em 20 de junho de 2017, está incorporado por referência em sua totalidade neste documento. Em um sistema de processamento de sinal digital, um sistema de posicionamento absoluto é acoplado a um sistema de captura de dados digitais onde a saída do sistema de posicionamento absoluto terá uma resolução e fre- quência de amostragem finitas. O sistema de posicionamento absoluto 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 laço de controle teórico, que acionam a resposta calculada em direção à resposta medida. A res- posta computada sistema físico considera as propriedades como massa, inércia, atrito viscoso, resistência à indutância, etc., para prever pelo co- nhecimento da entrada quais serão os estados e saídas do sistema físico.

[0230] 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.

[0231] 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 em um grampeador ou um braço de aperto em um instrumento eletrocirúrgico ou ultrassônico. O sensor 476, como, por exemplo, um sensor de carga, pode medir a força de disparo aplicada a um membro de fechamento acoplado a um braço de aperto do instrumento ou ferra- menta cirúrgica ou a força aplicada por meio de um braço de aperto ao tecido localizado nas garras de um instrumento eletrocirúrgico ou ultras- sônico. Alternativamente, um sensor de corrente 478 pode ser usado para medir a corrente drenada pelo motor 482. O membro de desloca- mento também pode ser configurado para engatar um braço de aperto para abrir ou fechar o braço de aperto. O sensor de força pode ser con- figurado para medir a força de preensão sobre o tecido. A força neces- sária para avançar o membro de deslocamento 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.

[0232] Em uma forma, um sensor medidor de esforço 474 pode ser usado para medir a força aplicada ao tecido pelo atuador de extremidade. Um medidor de esforço pode ser acoplado ao atuador de extremidade para medir a força aplicada ao tecido que está sendo tratado pelo atuador de extremidade. Um sistema para medir forças aplicadas ao tecido preso pelo atuador de extremidade compreende um sensor medidor de esforço 474, como, por exemplo, um medidor de microesforço, que é configurado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade, por exemplo. Em um aspecto, o sensor de medidor de esforço 474 pode medir a ampli- tude ou a magnitude da tensão mecânica exercida sobre um membro de garra de um atuador de extremidade durante uma operação de preensão,

que pode ser indicativa da compressão do tecido. O esforço medido é con- vertido em um sinal digital e fornecido ao processador 462 de um micro- controlador 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 carga 476 pode medir a força usada para operar o elemento de braço de aperto, por exem- plo, para capturar o tecido entre o braço de aperto e uma lâmina ultrassô- nica ou para capturar o tecido entre o braço de aperto e uma garra de um instrumento eletrocirúrgico. Um sensor de campo magnético pode ser usado para medir a espessura do tecido capturado. A medição do sensor de campo magnético também pode ser convertida em um sinal digital e fornecida ao processador 462.

[0233] As medições da compressão do tecido, da espessura do te- cido e/ou da força necessária para fechar o atuador de extremidade no tecido, conforme respectivamente medido pelos sensores 474, 476, po- dem ser usadas pelo microcontrolador 461 para caracterizar a posição selecionada do membro de disparo e/ou o valor correspondente da ve- locidade do membro de disparo. Em um caso, uma memória 468 pode armazenar uma técnica, uma equação e/ou uma tabela de consulta que pode ser usada pelo microcontrolador 461 na avaliação.

[0234] 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.

[0235] A Figura 13 ilustra um circuito de controle 500 configurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito de controle 500 pode ser configurado para implementar vários processos aqui des- critos. O circuito de controle 500 pode compreender um microcontrola-

dor que compreende um ou mais processadores 502 (por exemplo, mi- croprocessador, microcontrolador) acoplado a pelo menos um circuito de memória 504. O circuito de memória 504 armazena instruções exe- cutáveis em máquina que, quando executadas pelo processador 502, fazem com que o processador 502 execute instruções de máquina para implementar vários dos processos aqui descritos. O processador 502 pode ser qualquer um dentre inúmeros processadores de apenas um núcleo ou multinúcleo conhecidos na técnica. O circuito de memória 504 pode compreender mídia de armazenamento volátil e não volátil. O pro- cessador 502 pode incluir uma unidade de processamento de instruções 506 e uma unidade aritmética 508. A unidade de processamento de ins- trução pode ser configurada para receber instruções provenientes do circuito de memória 504 da presente divulgação.

[0236] A Figura 14 ilustra um circuito lógico combinacional 510 con- figurado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito lógico combinacional 510 pode ser configurado para implementar vários pro- cessos aqui descritos. O circuito lógico combinacional 510 pode com- preender uma máquina de estado finito que compreende uma lógica combinacional 512 configurada para receber dados associados ao ins- trumento ou ferramenta cirúrgica em uma entrada 514, processar os da- dos pela lógica combinacional 512 e fornecer uma saída 516.

[0237] A Figura 15 ilustra um circuito lógico sequencial 520 configu- rado para controlar aspectos do instrumento ou ferramenta cirúrgica de acordo com um aspecto da presente divulgação. 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 pelo 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 está configurada para receber dados associados à ferramenta ou ao instru- mento cirúrgico provenientes de uma entrada 526, processar os dados pela lógica combinacional 522, e fornecer uma saída 528. Em outros as- pectos, o circuito pode compreender uma combinação de um processa- dor (por exemplo, processador 502, Figura 13) e uma máquina de esta- dos finitos para implementar vários processos da presente invenção. Em outros aspectos, a máquina de estados finitos pode compreender uma combinação de um circuito lógico combinacional (por exemplo, um cir- cuito lógico combinacional 510, Figura 14) e o circuito lógico sequencial

520.

[0238] A Figura 16 ilustra um instrumento ou ferramenta cirúrgica que compreende uma pluralidade de motores que podem ser ativados para executar várias funções. Em certos casos, um primeiro motor pode ser ativado para executar uma primeira função, um segundo motor pode ser ativado para executar uma segunda função, um terceiro motor pode ser ativado para executar uma terceira função, um quarto motor pode ser ati- vado para executar uma quarta função, e assim por diante. Em certos casos, a pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico 600 pode ser individualmente ativada para causar movimentos de disparo, fechamento, e/ou articulação no atuador de extremidade. Os movimentos de disparo, fechamento e/ou articulação podem ser transmitidos ao atu- ador de extremidade através de um conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.

[0239] 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 membro de fechamento do braço de aperto. O membro de fechamento pode ser retraído mediante reversão da direção do motor 602, o que também faz com que o braço de aperto se abra.

[0240] 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, par- ticularmente para deslocar um tubo de fechamento para fechar a bigorna e comprimir o tecido entre a bigorna e o cartucho de grampos. O motor de fechamento 603 pode ser operacionalmente acoplado a um conjunto de acionamento do motor de fechamento 605 que pode ser configurado para transmitir movimentos de fechamento, gerados pelo motor 603 ao atuador de extremidade, particularmente para deslocar um tubo de fecha- mento para fechar o braço de aperto e comprimir o tecido entre o braço de aperto e uma lâmina ultrassônica ou o braço de aperto ou o membro de garra de um dispositivo eletrocirúrgico. Os movimentos de fechamento podem fazer com que o atuador de extremidade transicione de uma con- figuração aberta para uma configuração aproximada para capturar o te- cido, por exemplo. O atuador de extremidade pode ser transicionado para uma posição aberta invertendo-se a direção do motor 603.

[0241] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um ou mais motores de articulação 606a, 606b, por exemplo. Os motores 606a, 606b podem ser operacionalmente acoplados aos con- juntos de acionamento do motor de articulação 608a, 608b, que podem ser configurados para transmitir movimentos de articulação gerados pe- los motores 606a, 606b ao atuador de extremidade. Em certos casos,

os movimentos de articulação podem fazer com que o atuador de extre- midade seja articulado em relação ao conjunto de eixo de acionamento, por exemplo.

[0242] Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta ci- rúrgica pode incluir uma pluralidade de motores que podem ser confi- gurados para executar várias funções independentes. Em certos ca- sos, 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 ativa- dos para fazer com que o atuador de extremidade seja articulado, en- quanto o motor de disparo 602 permanece inativo. Alternativamente, o motor de disparo 602 pode ser ativado para disparar a pluralidade de grampos, e/ou avançar o gume cortante, enquanto o motor de articula- ção 606 permanece inativo. Além disso, o motor de fechamento 603 pode ser ativado simultaneamente com o motor de disparo 602 para fazer com que o tubo de fechamento ou membro de fechamento avance distalmente conforme descrito em mais detalhes mais adiante neste documento.

[0243] Em certos casos, o instrumento ou ferramenta cirúrgica pode incluir um módulo de controle comum 610 que pode ser usado com uma pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode acomodar um dentre a plu- ralidade de motores de cada vez. Por exemplo, o módulo de controle co- mum 610 pode ser acoplável à e separável da pluralidade de motores do instrumento cirúrgico robótico individualmente. Em certos casos, uma plu- ralidade dos motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica pode com- partilhar um ou mais módulos de controle comuns, como o módulo de con- trole comum 610. Em certos casos, uma pluralidade de motores do instru- mento ou ferramenta cirúrgica pode ser individualmente e seletivamente engatada ao módulo de controle comum 610. Em certos casos, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre fazer in- terface com um dentre uma pluralidade de motores do instrumento ou fer- ramenta cirúrgica para fazer interface com um outro dentre a pluralidade de motores do instrumento ou ferramenta cirúrgica.

[0244] Em ao menos um exemplo, o módulo de controle comum 610 pode ser seletivamente chaveado entre o engate operacional com os motores de articulação 606a, 606b, e o engate operacional com o motor de disparo 602 ou o motor de fechamento 603. Em ao menos um exemplo, conforme ilustrado na Figura 16, uma chave 614 pode ser movida ou transicionada entre uma pluralidade de posições e/ou esta- dos. 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 mó- dulo de controle 610 ao motor de fechamento 603; em uma terceira posição 618a, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao primeiro motor de articulação 606a; e em uma quarta posição 618b, a chave 614 pode acoplar eletricamente o módulo de controle comum 610 ao segundo motor de articulação 606b, por exemplo. Em certos casos, módulos de controle comum 610 separados podem ser acoplados eletricamente ao motor de disparo 602, ao motor de fechamento 603, e aos motores de articulação 606a, 606b ao mesmo tempo. Em certos casos, a chave 614 pode ser uma chave mecânica, uma chave eletromecânica, uma chave em estado sólido ou qualquer mecanismo de chaveamento adequado.

[0245] Cada um dentre os motores 602, 603, 606a, 606b pode compreender um sensor de torque para medir o torque de saída no eixo de acionamento do motor. A força em um atuador de extremidade pode ser detectada de qualquer maneira convencional, como por meio de sensores de força nos lados exteriores das garras ou por um sensor de torque do motor que aciona as garras.

[0246] Em vários casos, conforme ilustrado na Figura 16, o módulo de controle comum 610 pode compreender um acionador de motor 626 que pode compreender um ou mais FETs H-Bridge. O acionador do motor 626 pode modular a energia transmitida a partir de uma fonte de alimentação 628 a um motor acoplado ao módulo de controle comum 610, com base em uma entrada proveniente de um microcontrolador 620 (o "controlador"), por exemplo. Em certos casos, o microcontrola- dor 620 pode ser usado para determinar a corrente drenada pelo mo- tor, por exemplo, enquanto o motor está acoplado ao módulo de con- trole comum 610, conforme descrito acima.

[0247] 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 "me- mória"). Em certos casos, a memória 624 pode armazenar várias instru- ções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 622 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Em certos casos, uma ou mais dentre as unidades de memó- ria 624 podem ser acopladas ao processador 622, por exemplo. Em vá- rios aspectos, o microcontrolador 620 pode se comunicar através de um canal com fio ou sem fio, ou combinações dos mesmos.

[0248] Em certos casos, a fonte de alimentação 628 pode ser usada para fornecer energia ao microcontrolador 620, por exemplo. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode compreender uma ba- teria (ou "pacote de bateria" ou "fonte de energia"), como uma bateria de íons de Li, por exemplo. Em certos casos, o pacote de bateria pode ser configurado para ser montado de modo liberável a uma empunha- dura, a fim de fornecer energia ao instrumento cirúrgico 600. Várias células de bateria conectadas em série podem ser usadas como a fonte de energia 628. Em certos casos, a fonte de energia 628 pode ser substituível e/ou recarregável, por exemplo.

[0249] 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 622 é um dispositivo programável multiuso que aceita dados digitais como entrada, as processa de acordo com instruções arma- zenadas na sua memória, e fornece resultados como saída. Este é um exemplo de lógica digital sequencial, já que ele tem memória interna. Os processadores operam em números e símbolos representados no sistema binário de numerais.

[0250] Em um exemplo, o processador 622 pode ser qualquer pro- cessador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles co- nhecidos pelo nome comercial de ARM Cortex da Texas Instruments. Em certos casos, o microcontrolador 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 proces- sador ARM Cortex-M4F que compreende uma memória integrada do tipo flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não volátil, até 40 MHz, um buffer de busca antecipada para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, uma ROM interna car- regada com o software StellarisWare&, EEPROM de 2 KB, um ou mais módulos de PWM, um ou mais análogos de QEI, um ou mais ADCs de 12 bits com 12 canais de entrada analógica, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis para a folha de dados do produto. Outros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com o módulo 4410. Consequentemente, a presente divulgação não deve ser limitada nesse contexto.

[0251] 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 provenientes dos algoritmos ou programas de controle do instrumento ou ferramenta cirúrgica.

[0252] Em certos casos, um ou mais mecanismos e/ou sensores, por exemplo os sensores 630, podem ser empregados para alertar o processador 622 sobre as instruções de programa que devem ser usa- das em uma configuração específica. Por exemplo, os sensores 630 po- dem alertar o processador 622 para usar as instruções de programa as- sociadas ao disparo, fechamento e articulação do atuador de extremi- dade. Em certos casos, os sensores 630 podem compreender sensores de posição que podem ser usados para detectar a posição da chave 614, por exemplo. Consequentemente, o processador 622 pode usar as instruções de programa associadas ao disparo do membro de fecha- mento acoplado ao braço de aperto do atuador de extremidade medi- ante detecção, através dos sensores 630, por exemplo, que a chave 614 está na primeira posição 616; o processador 622 pode usar as instru- ções de programa associadas ao fechamento da bigorna mediante de- tecção 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.

[0253] A Figura 17 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico robótico 700 configurado para operar uma ferramenta cirúrgica descrita neste documento, de acordo com um aspecto dessa divulga- ção. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode ser programado ou con- figurado para controlar a translação distal/proximal de um membro de deslocamento, o deslocamento distal/proximal de um tubo de fecha- mento, a rotação do eixo de acionamento, e articulação, quer com um único tipo ou múltiplos enlaces de acionamento de articulação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 700 pode ser programado ou configu- rado para controlar individualmente um membro de disparo, um membro de fechamento, um membro de eixo de acionamento, ou um ou mais membros de articulação, ou combinações dos mesmos. O instrumento cirúrgico 700 compreende um circuito de controle 710 configurado para controlar membros de disparo acionados por motor, membros de fecha- mento, membros de eixo de acionamento, ou um ou mais membros de articulação, ou combinações dos mesmos.

[0254] Em um aspecto, o instrumento cirúrgico robótico 700 compre- ende um circuito de controle 710 configurado para controlar um braço de aperto 716 e um membro de fechamento 714, uma porção de um atuador de extremidade 702, uma lâmina ultrassônica 718 acoplada a um transdu- tor ultrassônico 719 excitado por um gerador ultrassônico 721, um eixo de acionamento 740, e um ou mais membros de articulação 742a, 742b atra- vés de uma pluralidade de motores 704a a 704e. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer retroinformação sobre a posição do membro de fechamento 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.

[0255] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode compreender um ou mais microcontroladores, microprocessadores ou outros processa- dores adequados para executar instruções que fazem com que o proces- sador 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 corre- lacionar a posição do membro de fechamento 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 do mem- bro de fechamento 714 em um momento específico (t) em relação a uma posição inicial ou o tempo (t) quando o membro de fechamento 714 está em uma posição específica em relação a uma posição inicial. O tempori- zador/contador 731 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos externos ou medir eventos externos.

[0256] 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 pelo braço de aperto 716. Outros programas de controle controlam a rota- ção do eixo de acionamento 740 e dos membros de articulação 742a, 742b.

[0257] 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 do 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 para acionar os motores 704a a 704e, conforme des- crito aqui. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser mo- tores elétricos CC (corrente contínua) com escova. Por exemplo, a veloci- dade dos motores 704a a 704e pode ser proporcional aos respectivos si- nais de acionamento do motor. Em alguns exemplos, os motores 704a a 704e podem ser motores elétricos CC sem escovas, e os respectivos si- nais de acionamento do motor podem compreender um sinal PWM forne- cido para um ou mais enrolamentos de estator dos motores 704a a 704e. Além disso, em alguns exemplos, os controladores de motor 708a a 708e podem ser omitidos e o circuito de controle 710 pode gerar diretamente os sinais de acionamento do motor.

[0258] Em um aspecto, o circuito de controle 710 pode operar inici- almente 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 ci- rúrgico robótico 700 durante a porção de circuito aberto do curso, o cir- cuito de controle 710 pode selecionar um programa de controle de dis- paro em uma configuração de circuito fechado. A resposta do instrumento pode incluir uma tradução da distância do membro de deslocamento du- rante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida a um dos motores 704a a 704e durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 710 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante uma porção do curso de circuito fe- chado, o circuito de controle 710 pode modular um dos motores 704a a 704e com base na translação dos dados que descrevem uma posição do membro de deslocamento em circuito fechado para transladar o membro de deslocamento a uma velocidade constante.

[0259] Em um aspecto, os motores 704a a 704e podem receber ener- gia 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 corrente principal alternada, uma bateria, um super capacitor, ou qualquer outra fonte de energia adequada. Os motores 704a a 704e podem ser mecani- camente acoplados a elementos mecânicos individuais móveis como o membro de fechamento 714, o braço de aperto 716, eixo de acionamento 740, articulação 742a, e a articulação 742b, através das respectivas trans- missões 706a a 706e. As transmissões 706a a 706e podem incluir uma ou mais engrenagens ou outros componentes de ligação para acoplar os mo- tores 704a a 704e aos elementos mecânicos móveis. Um sensor de posi- ção 734 pode detectar uma posição do membro de fechamento 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 posição do membro de fechamento 714. Em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pulsos ao circuito de controle 710 conforme o membro de fechamento 714 translade distalmente e proximalmente. O circuito de controle 710 pode rastrear os pulsos para determinar a posição do membro de fechamento

714. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, incluindo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de po- sição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento do membro de fechamento 714. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 734 pode ser omitido. Quando qualquer dos motores 704a a 704e seja um motor de passo, o circuito de controle 710 pode rastrear a posição do membro de fechamento 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 co- dificador para detectar a rotação do eixo de acionamento.

[0260] Em um aspecto, o circuito de controle 710 está configurado para acionar um membro de disparo, como a porção de membro de fechamento 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 transmis- são 706a que é acoplada ao membro de fechamento 714. A transmis- são 706a compreende elementos mecânicos móveis como elementos rotativos e um membro de disparo para controlar distalmente e proxi- malmente o movimento do membro de fechamento 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 segunda engrenagem de acionamento de faca. Um sensor de tor- que 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 o membro de fechamento

714. Um sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento 714 ao longo do curso de disparo ou da posição do membro de disparo como um sinal de retroinforma- ção 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 geo- métrico 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. Conforme o membro de fechamento 714 translada distalmente, o braço de aperto 716 se fecha em direção à lâmina ultrassônica 718.

[0261] Em um aspecto, o circuito de controle 710 está configurado para acionar um membro de fechamento, como a porção do braço de aperto 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 fornece um sinal de acionamento para o motor 704b. O eixo de aci- onamento de saída do motor 704b é acoplado a um sensor de torque 744b. O sensor de torque 744b é acoplado a uma transmissão 706b que é acoplada ao braço de aperto 716. A transmissão 706b compreende ele- mentos mecânicos móveis como elementos rotativos e um membro de fechamento para controlar o movimento do braço de aperto 716 a partir das posições aberta e fechada. Em um aspecto, o motor 704b é acoplado a um conjunto de engrenagem de fechamento, que inclui um conjunto de engrenagem de redução de fechamento que é suportado em engate en- grenado com a roda dentada de fechamento. O sensor de torque 744b fornece um sinal de retroinformação de força de fechamento para o cir- cuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de fechamento representa a força de fechamento aplicada ao braço de aperto 716. O sensor de posição 734 pode ser configurado para fornecer a posição do membro de fechamento como um sinal de retroinformação para o circuito de controle 710. Sensores adicionais 738 no atuador de extremidade 702 podem fornecer o sinal de retroinformação de força de fechamento para o circuito de controle 710. O braço de aperto articulável 716 é posicionada oposta à lâmina ultrassônica 718. Quando pronto para uso, o circuito de controle 710 pode fornecer um sinal de fechamento ao controle do motor 708b. Em resposta ao sinal de fechamento, o motor 704b avança um membro de fechamento para prender o tecido entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718.

[0262] Em um aspecto, o circuito de controle 710 está configurado para girar um membro de eixo de acionamento, como o eixo de aciona- mento 740, a fim de 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 acionamento de saída do motor 704c é acoplado a um sensor de torque 744c. O sensor de torque 744c é acoplado a uma transmissão 706c que é acoplada ao eixo 740. A transmissão 706c compreende ele- mentos mecânicos móveis, como elementos rotativos, para controlar a rotação do eixo de acionamento 740 no sentido horário ou no sentido anti-horário até e acima de 360º. Em um aspecto, o motor 704c é aco- plado ao conjunto de transmissão giratório, que inclui um segmento de engrenagem de tubo que é formado sobre a (ou fixado à) extremidade proximal do tubo de fechamento proximal para engate operável por um conjunto de engrenagem rotacional que é suportado operacionalmente na placa de montagem de ferramenta. O sensor de torque 744c fornece um sinal de retroinformação de força de rotação para o circuito de 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 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, como um codificador de eixo de aci- onamento, podem fornecer a posição rotacional do eixo de acionamento 740 para o circuito de controle 710.

[0263] Em um aspecto, o circuito de controle 710 está 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 aci- onamento de saída do motor 704d é acoplado a um sensor de torque 744d. O sensor de torque 744d é acoplado a uma transmissão 706d que é acoplada a um membro de articulação 742a. A transmissão 706d com- preende elementos mecânicos móveis, como elementos de articulação, para controlar a articulação do atuador de extremidade 702 + 65º. Em um aspecto, o motor 704d é acoplada a uma porca de articulação, que é as- sentada de modo giratório sobre a porção de extremidade proximal da porção de coluna distal e é acionada de modo giratória na mesma por um conjunto de engrenagem de articulação. O sensor de torque 744d fornece um sinal de retroinformação da força de articulação para o circuito de controle 710. O sinal de retroinformação da força de articulação repre- senta a força de articulação aplicada ao atuador de extremidade 702. Os sensores 738, como um codificador de articulação, pode fornecer a posi-

ção de articulação do atuador de extremidade 702 para o circuito de con- trole 710.

[0264] 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 crema- lheira), que são acionados pelos dois motores 708d, 708e. Quando o motor de disparo separado 704a é fornecido, cada ligação de articula- ção 742a, 742b pode ser antagonicamente acionada em relação à ou- tra ligação para fornecer um movimento de retenção resistivo e uma carga à cabeça quando ela não está se movendo e para fornecer um movimento de articulação quando a cabeça é articulada. Os membros de articulação 742a, 742b se fixam à cabeça em um raio fixo quando a cabeça é girada. Consequentemente, a vantagem mecânica do link de empurrar e puxar se altera quando a cabeça é girada. Esta altera- ção na vantagem mecânica pode ser mais pronunciada com outros sis- temas de acionamento da ligação de articulação.

[0265] Em um aspecto, o um ou mais motores 704a a 704e podem compreender um motor CC escovado com uma caixa de câmbio e li- gações 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 fecha- mento e o eixo de acionamento. Uma influência externa é uma influên- cia desmedida e imprevisível de coisas como tecido, corpos circundan- tes, e atrito no sistema físico. Essa influência externa pode ser cha- mada de arrasto, que age em oposição a um dos motores elétricos 704a a 704e. A influência externa, como o arrasto, pode fazer com que o funcionamento do sistema físico se desvie de uma operação dese- jada do sistema físico.

[0266] 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 posiciona- mento magnético giratório absoluto implementado como um sensor de posição magnético giratório de circuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Microsystems, AG. O sensor de posição 734 pode fazer interface com o circuito de controle 710 para fornecer um sis- tema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos localizados acima de um magneto e acoplado a um processador CORDIC, também conhecido como o método dígito por dí- gito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algo- ritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonomé- tricas que exigem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.

[0267] 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 funcio- nar com o instrumento cirúrgico robótico 700 para medir a vários parà- metros derivados como a distância de vão em relação ao tempo, a com- pressão do tecido em relação ao tempo, e deformação da bigorna em relação ao tempo. Os sensores 738 podem compreender um sensor magnético, um sensor de campo magnético, um medidor de esforço, uma célula de carga, um sensor de pressão, um sensor de força, um sensor de torque, um sensor indutivo como um sensor de corrente pa- rasita, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou qualquer outro sensor adequado para medir um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 702. Os sensores 738 podem incluir um ou mais sensores. Os sensores 738 podem estar localizados no braço de aperto 716 para determinar a localização de tecido com o uso de eletrodos segmentados. Os sensores de torque 744a a 744e podem ser configu- rados para detectar força como força de disparo, força de fechamento, e/ou força de articulação, entre outros. Consequentemente, o circuito de controle 710 pode detectar (1) a carga de fechamento experimentada pelo tubo de fechamento distal e sua posição, (2) o membro de disparo na cremalheira e sua posição, (3) qual porção da lâmina ultrassônica 718 tem tecido na mesma, e (4) a carga e a posição em ambas as hastes de articulação.

[0268] 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 pinçada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sen- sores 738 podem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718. Os sensores 738 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre o braço de aperto 716 e a lâmina ultrassônica 718 que é indicativa da espessura e/ou da completude do tecido situado en- tre os mesmos.

[0269] 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 e sensores de inércia, den- tre outros.

[0270] Em um aspecto, os sensores 738 podem ser configurados para medir as forças exercidas sobre o braço de aperto 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 738 po- dem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e o braço de pinça 716 para detectar as forças de fechamento aplicadas pelo tubo de fechamento ao braço de aperto 716. As forças exercidas sobre o braço de aperto 716 podem ser representativas da compressão do tecido expe- rimentada pela seção de tecido capturado entre o braço de aperto 716 ea lâmina ultrassônica 718. O um ou mais sensores 738 podem ser posicio- nados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fechamento para detectar as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 716 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 738 podem ser amostrados em tempo real durante uma opera- ção de preensão pelo processador do circuito de controle 710. O circuito de controle 710 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e analisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 716.

[0271] Em um aspecto, um sensor de corrente 736 pode ser usado para medir a corrente drenada por cada um dos motores 704a a 704e. A força necessária para avançar qualquer dos elementos mecânicos móveis como o membro de fechamento 714 corresponde à corrente dre- nada 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 instru- mento no software do controlador. Um membro de deslocamento pode ser atuado para mover o membro de fechamento 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, in- cluindo, mas não se limitando a, um controlador PID, retroinformação de estado, quadrático linear (LQOR) e/ou um controlador adaptável, por exemplo. O instrumento cirúrgico robótico 700 pode incluir uma fonte de energia para converter o sinal do controlador de retroinformação em uma entrada física como tensão do estojo, tensão PWM, tensão modu- lada por frequência, corrente, torque e/ou força, por exemplo. Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de série 15/636.829, intitulado CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNI- QUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de junho de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[0272] A Figura 18 ilustra um diagrama esquemático de um instru- mento cirúrgico 750 configurado para controlar a translação distal do mem- bro de deslocamento de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 750 é programado para controlar a translação distal do membro de deslocamento como o membro de fe- chamento 764. O instrumento cirúrgico 750 compreende um atuador de extremidade 752 que pode compreender um braço de aperto 766, um membro de fechamento 764 e uma lâmina ultrassônica 768 acoplada a um transdutor ultrassônico 769 acionado por um gerador ultrassônico 771.

[0273] A posição, movimento, deslocamento, e/ou a translação de um membro de deslocamento linear, como o membro de fechamento 764, po- dem ser medidas por um sistema de posicionamento absoluto, disposição de sensor, e um sensor de posição 784. Devido ao membro de fechamento 764 ser acoplado a um membro de acionamento longitudinalmente móvel, a posição do membro de fechamento 764 pode ser determinada mediante a medição da posição do membro de acionamento longitudinalmente mó- vel empregando o sensor de posição 784. Consequentemente, na descri- ção a seguir, a posição, deslocamento e/ou a translação do membro de fechamento 764 podem ser obtidas pelo sensor de posição 784, conforme descrito na presente invenção. Um circuito de controle 760 pode ser pro- gramado para controlar a translação do membro de deslocamento, como o membro de fechamento 764. O circuito de controle 760, em alguns exemplos, pode compreender um ou mais microcontroladores, micropro- cessadores, ou outros processadores adequados para executar instruções que fazem com que o processador ou processadores controlem o membro de deslocamento, por exemplo, o membro de fechamento 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 do membro de fechamento 764 conforme determinado pelo sensor de posição 784 com a saída do tempo- rizador/contador 781 de modo que o circuito de controle 760 possa deter- minar a posição do membro de fechamento 764 em um momento especí- fico (t) em relação a uma posição inicial. O temporizador/contador 781 pode ser configurado para medir o tempo decorrido, contar eventos exter- nos, 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, con- forme 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 elé-

trico CC sem escovas e o sinal de acionamento do motor 774 pode com- preender um sinal PWM fornecido para um ou mais enrolamentos de es- tator do motor 754. Além disso, em alguns exemplos, o controlador do mo- tor 758 pode ser omitido, e o circuito de controle 760 pode gerar o sinal de acionamento de motor 774 diretamente.

[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 ao membro de fechamento 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 ao membro de fechamento 764. Um sensor de posição 784 pode detectar uma posição do membro de fechamento 764. O sensor de posição 784 pode ser ou pode incluir qualquer tipo de sensor que seja capaz de gerar dados de posição que indicar uma posição do mem- bro de fechamento 764. Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode incluir um codificador configurado para fornecer uma série de pul- sos ao circuito de controle 760 conforme o membro de fechamento 764 translada distalmente e proximalmente. O circuito de controle 760 pode rastrear os pulsos para determinar a posição do membro de fechamento

764. Outros sensores de posição adequados podem ser usados, inclu- indo, por exemplo, um sensor de proximidade. Outros tipos de sensores de posição podem fornecer outros sinais que indiquem o movimento do membro de fechamento 764. Além disso, em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omitido. Quando o motor 754 é um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição do membro de fechamento 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.

[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 752 e adaptados para funcionar com o ins- trumento cirúrgico 750 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em relação ao tempo e tensão da bigorna em relação ao tempo. Os sen- sores 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 pa- rasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 752. Os sensores 788 po- dem incluir um ou mais sensores.

[0277] O um ou mais sensores 788 podem compreender um medi- dor de esforço como, por exemplo, um medidor de microesforço, con- figurado para medir a magnitude do esforço na bigorna 766 durante uma condição apertada. O medidor de tensão fornece um sinal elétrico cuja amplitude varia com a magnitude da tensão. Os sensores 788 po- dem compreender um sensor de pressão configurado para detectar uma pressão gerada pela presença de tecido comprimido entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768. Os sensores 788 podem ser configurados para detectar a impedância de uma seção de tecido situada entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 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 forças exercidas sobre o braço de aperto 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. Por exemplo, um ou mais sensores 788 podem estar em um ponto de interação entre o tubo de fechamento e o braço de pinça 766 para detectar as forças de fechamento aplicadas por um tubo de fecha- mento ao braço de aperto 766. As forças exercidas sobre o braço de aperto 766 podem ser representativas da compressão do tecido experimentada pela seção de tecido capturado entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768. O um ou mais sensores 788 podem ser posicionados em vários pontos de interação ao longo do sistema de acionamento de fecha- mento para detectar as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 766 pelo sistema de acionamento de fechamento. O um ou mais sensores 788 podem ser amostrados em tempo real durante uma operação de pre- ensão por um processador do circuito de controle 760. O circuito de con- trole 760 recebe medições de amostra em tempo real para fornecer e ana- lisar informações baseadas em tempo e avaliar, em tempo real, as forças de fechamento aplicadas ao braço de aperto 766.

[0279] Um sensor de corrente 786 pode ser empregado para medir a corrente drenada pelo motor 754. A força necessária para avançar o membro de fechamento 764 corresponde à corrente drenada pelo motor

754. A força é convertida em um sinal digital e fornecida ao circuito de controle 760.

[0280] 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 um mem- bro de fechamento 764 no atuador de extremidade 752 em ou próximo a uma velocidade alvo. O instrumento cirúrgico 750 pode incluir um controlador de retroinformação, que pode ser um ou qualquer dos con- troladores de retroinformação, incluindo, mas não se limitando a, um controlador 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.

[0281] O sistema de acionamento real do instrumento cirúrgico 750 está configurado para acionar o membro de deslocamento, o membro de corte ou o membro de fechamento 764, por um motor CC com esco- vas, com caixa de câmbio e ligações mecânicas a um sistema de arti- culação e/ou faca. Um outro exemplo é o motor elétrico 754 que opera o membro de deslocamento e o acionador de articulação, por exemplo, de um conjunto de eixo de acionamento intercambiável. Uma influência externa é uma influência desmedida e imprevisível de coisas como te- cido, corpos circundantes, e atrito no sistema físico. Essa influência ex- terna pode ser chamada de arrasto, que age em oposição ao motor elé- trico 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.

[0282] Vários aspectos exemplificadores são direcionados a um instrumento cirúrgico 750 que compreende um atuador de extremidade 752 com implementos cirúrgicos de vedação e de corte acionados por motor. Por exemplo, um motor 754 pode acionar um membro de des- locamento distal e proximalmente ao longo de um eixo geométrico lon- gitudinal do atuador de extremidade 752. O atuador de extremidade 752 pode compreender um braço de aperto articulável 766 e, quando configurado para o uso, uma lâmina ultrassônica 768 posicionada do lado oposto do braço de aperto 766. Um clínico pode segurar o tecido entre o braço de aperto 766 e a lâmina ultrassônica 768, conforme descrito na presente invenção. Quando pronto para usar o instrumento 750, o médico pode fornecer um sinal de disparo, por exemplo, pressi- onando um gatilho do instrumento 750. Em resposta ao sinal de dis- paro, o motor 754 pode acionar o membro de deslocamento distal- mente ao longo do eixo geométrico longitudinal do atuador de extremi- dade 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, o membro de fechamento 764 com um membro de corte posicionado em uma extre- midade distal, pode cortar o tecido entre a lâmina ultrassônica 7688 e o braço de aperto 766.

[0283] 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 o membro de fecha- mento 764, por exemplo, com base em uma ou mais condições do te- cido. O circuito de controle 760 pode ser programado para detectar di- reta ou indiretamente as condições do tecido, como espessura, con- forme descrito aqui. O circuito de controle 760 pode ser programado para selecionar um programa de controle com base nas condições do tecido. Um programa de controle pode descrever o movimento distal do membro de deslocamento. Diferentes programas de controle podem ser selecionados para tratar, melhor as diferentes condições de 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.

[0284] Em alguns exemplos, o circuito de controle 760 pode, inici- almente, operar o motor 754 em uma configuração de circuito aberto para uma primeira porção de circuito aberto de um curso do membro de deslocamento. Com base em uma resposta do instrumento 750 du- rante a porção de circuito aberto do curso, o circuito de controle 760 pode selecionar um programa de controle de disparo. A resposta do instrumento pode incluir uma distância de translação do membro de deslocamento durante a porção de circuito aberto, um tempo decorrido durante a porção de circuito aberto, a energia fornecida ao motor 754 durante a porção de circuito aberto, uma soma de larguras de pulso de um sinal de acionamento de motor, etc. Após a porção de circuito aberto, o circuito de controle 760 pode implementar o programa de controle de disparo selecionado para uma segunda porção do curso do membro de deslocamento. Por exemplo, durante a porção de circuito fechado do curso, o circuito de controle 760 pode modular o motor 754 com base nos dados de translação que descrevem uma posição do membro de deslocamento em uma maneira de circuito fechado para transladar o membro de deslocamento em uma velocidade constante. Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de sé- rie 15/720.852, intitulado SYSTEM AND METHODS FOR CONTROL- LING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT, depositado em 29 de setembro de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[0285] A Figura 19 é um diagrama esquemático de um instrumento cirúrgico 790 configurado para controlar várias funções de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico 790 é programado para controlar a translação distal de um membro de deslocamento como o membro de fechamento 764. O ins- trumento cirúrgico 790 compreende um atuador de extremidade 792 que pode compreender um braço de aperto 766, um membro de fecha- mento 764, e uma lâmina ultrassônica 768 que podem ser intercambi- ados com ou funcionar em conjunto com um ou mais eletrodos de RF 796 (mostrado em linha tracejada). A lâmina ultrassônica 768 é aco- plada a um transdutor ultrassônico 769 acionado por um gerador ul- trassônico 771.

[0286] Em um aspecto, os sensores 788 podem ser implementados como uma chave limite, dispositivo eletromecânico, chaves de estado sólido, dispositivos de efeito Hall, dispositivos de RM, dispositivos GMR, magnetômetros, entre outros. Em outras implementações, os sensores

638 podem ser chaves de estado sólido que operam sob a influência da luz, como os sensores ópticos, sensores de infravermelho, sensores de ultravioleta, dentre outros. Além disso, as chaves podem ser dispositi- vos de estado sólido como transístores (por exemplo, FET, FET de jun- ção, MOSFET, bipolar, e similares). Em outras implementações, os sen- sores 788 podem incluir chaves elétricas sem condutor, chaves ultras- sônicas, acelerômetros, sensores de inércia e, entre outros.

[0287] 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 cir- cuito integrado único, ASSOSSEQFT, disponível junto à Austria Mi- crosystems, AG. O sensor de posição 784 pode fazer interface com o circuito de controle 760 para fornecer um sistema de posicionamento absoluto. A posição pode incluir elementos de efeito Hall múltiplos lo- calizados acima de um magneto e acoplado a um processador COR- DIC, também conhecido como o método dígito por dígito e algoritmo de Volder, que é fornecido para implementar um algoritmo simples e eficiente para calcular funções hiperbólicas e trigonométricas que exi- gem apenas operações de adição, subtração, deslocamento de bits e tabela de pesquisa.

[0288] Em alguns exemplos, o sensor de posição 784 pode ser omi- tido. Quando o motor 754 é um motor de passo, o circuito de controle 760 pode rastrear a posição do membro de fechamento 764 ao agregar o nú- mero 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 instrumento.

[0289] 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 ins- trumento cirúrgico 790 para medir os vários parâmetros derivados, como distância de vão em relação ao tempo, compressão do tecido em relação ao tempo e tensão da bigorna em relação ao tempo. Os sen- sores 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 pa- rasitas, um sensor resistivo, um sensor capacitivo, um sensor óptico e/ou quaisquer outros sensores adequados para medição de um ou mais parâmetros do atuador de extremidade 792. Os sensores 788 po- dem incluir um ou mais sensores.

[0290] Uma fonte de energia de RF 794 é acoplada ao atuador de extremidade 792 e é aplicada ao eletrodo de RF 796 quando o eletrodo de RF 796 é fornecido no atuador de extremidade 792 no lugar da lâmina ultrassônica 768 ou para funcionar em conjunto com a lâmina ultrassô- nica 768. Por exemplo, a lâmina ultrassônica é feita de metal eletrica- mente condutivo e pode ser empregada como a trajetória de retorno para a corrente eletrocirúrgica de RF. O circuito de controle 760 controla o for- necimento da energia de RF ao eletrodo de RF 796.

[0291] Detalhes adicionais são divulgados no pedido de patente US nº de série 15/636.096, intitulado SURGICAL SYSTEM COUPLA- BLE 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. Hardware do gerador Algoritmos de controle de lâmina ultrassônica adaptáveis

[0292] Em vários aspectos, os dispositivos de energia ultrassônica inteligentes podem compreender algoritmos adaptáveis para controlar a operação da lâmina ultrassônica. Em um aspecto, os algoritmos de con- trole da lâmina ultrassônica adaptáveis são configurados para identificar o tipo de tecido e ajustar os parâmetros do dispositivo. Em um aspecto, os algoritmos de controle da lâmina ultrassônica são configurados para parametrizar o tipo de tecido. Um algoritmo para detectar a razão colá- geno/razão de tecido para ajustar a amplitude da ponta distal da lâmina ultrassônica é descrito na seção a seguir da presente divulgação. Vários aspectos dos dispositivos ultrassônicos inteligentes são aqui descritos em conexão com as Figuras 1 a 94, por exemplo. Consequentemente, a descrição a seguir dos algoritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis deve ser lida em conjunto com as Figuras 1 a 94 e a descri- ção associada aos mesmos.

Identificação do tipo de tecido e ajustes dos parâmetros do dispositivo

[0293] Em certos procedimentos cirúrgicos seria desejável usar al- goritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis. Em um as- pecto, os algoritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis po- dem ser usados para ajustar os parâmetros do dispositivo ultrassônico com base no tipo de tecido em contato com a lâmina ultrassônica. Em um aspecto, os parâmetros do dispositivo ultrassônico podem ser ajus- tados com base na localização do tecido dentro das garras do atuador de extremidade ultrassônico, por exemplo, a localização do tecido en- tre o braço de aperto e a lâmina ultrassônica. A impedância do trans- dutor ultrassônico pode ser usada para diferenciar a porcentagem do tecido que está situado na extremidade distal ou proximal do atuador de extremidade. As reações do dispositivo ultrassônico podem ser com base no tipo de tecido ou na compressibilidade do tecido. Em um outro aspecto, os parâmetros do dispositivo ultrassônico podem ser ajusta- dos com base no tipo de tecido identificado ou na parametrização. Por exemplo, a amplitude do deslocamento mecânico da ponta distal da lâmina ultrassônica pode ser ajustada com base na razão entre colá- geno e elastina no tecido detectada durante o procedimento de identi- ficação de tecido. A razão entre colágeno e elastina do tecido pode ser detectada com o uso de uma variedade de técnicas incluindo reflec- tância e emissividade de superfície no infravermelho (IR). A força apli- cada ao tecido pelo braço de aperto e/ou o curso do braço de aperto para produzir vão e compressão. A continuidade elétrica através de uma garra equipada com eletrodos pode ser usada para determinar a porcentagem da garra que é coberta com tecido.

[0294] A Figura 20 é um sistema 800 configurado para executar al- goritmos de controle de lâmina ultrassônica adaptáveis em uma rede de dados cirúrgicos que compreende um controlador central de comunica- ção modular, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação. Em um aspecto, o módulo gerador 240 é configurado para exe- cutar os algoritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis 802, conforme descrito aqui com referência às Figuras 53 a 105. Em um as- pecto, o dispositivo/instrumento 235 é configurado para executar os al- goritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis 804, conforme descrito aqui com referência às Figuras 53 a 105. Em um outro aspecto, tanto o dispositivo/instrumento 235 e o dispositivo/instrumento 235 são configurados para executar os algoritmos de controle da lâmina ultras- sônica adaptáveis 802, 804 conforme descrito na presente invenção com referência às Figuras 53 a 105.

[0295] O módulo gerador 240 pode compreender um estágio isolado de paciente em comunicação com um estágio não isolado por meio de um transformador de potência. Um enrolamento secundário do transformador de potência está contido no estágio isolado e pode compreender uma con- figuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento, de modo a entregar sinais de acionamento a diferentes ins- trumentos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico ultrassônico e um ins- trumento eletrocirúrgico de RF, e um instrumento cirúrgico multifuncional que inclui modos de energia ultrassônica e de RF que podem ser liberados sozinhos ou simultaneamente. Em particular, as saídas do sinal de acio- namento podem emitir um sinal de acionamento ultrassônico (por exem- plo, um sinal de acionamento quadrado médio da raiz (RMS) de 420 V para um instrumento cirúrgico ultrassônico 241, e as saídas do sinal de acionamento podem emitir um sinal de acionamento eletrocirúrgico de RF (por exemplo, um sinal de acionamento eletrocirúrgico de 100 V) para um instrumento eletrocirúrgico de RF 241. Aspectos do módulo gerador 240 são aqui descritos com referência às Figuras 21 a 28B.

[0296] O módulo gerador 240 ou o dispositivo/instrumento 235 ou ambos são acoplados à torre de controle modular 236 conectada a múl- tiplos dispositivos de sala de operação como, por exemplo, Instrumen- tos cirúrgicos inteligentes, robôs, e outros dispositivos computadoriza- dos localizados na sala de operação, conforme descrito com referência às Figuras 8 a 11, por exemplo.

[0297] A Figura 21 ilustra um exemplo de um gerador 900, que é uma forma de um gerador configurado para se acoplar a um instru- mento ultrassônico e configurado adicionalmente para executar algo- ritmos de controle da lâmina ultrassônica adaptáveis em uma rede de dados cirúrgicos compreendendo um controlador central de comunica- ção modular conforme mostrado na Figura 20. O gerador 900 está con- figurado para fornecer múltiplas modalidades de energia a um instru- mento cirúrgico. O gerador 900 fornece sinais ultrassônicos e de RF para fornecer energia a um instrumento cirúrgico, independentemente ou simultaneamente. Os sinais ultrassônicos e de RF podem ser for- necidos sozinhos ou em combinação e podem ser fornecidos simulta- neamente. Conforme indicado acima, ao menos uma saída de gerador pode fornecer múltiplas modalidades de energia (por exemplo, ultras- sônica, bipolar ou monopolar de RF, de eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outras) através de uma única porta, e esses sinais podem ser fornecidos separadamente ou simultaneamente ao atuador de extremidade para tratar tecido. O ge- rador 900 compreende um processador 902 acoplado a um gerador de forma de onda 904. O processador 902 e o gerador de forma de onda 904 são configurados para gerar diversas formas de onda de sinal com base em informações armazenadas em uma memória acoplada ao pro- cessador 902, não mostrada a título de clareza da divulgação. As in- formações digitais associadas com uma forma de onda são fornecidas ao gerador de forma de onda 904 que inclui um ou mais circuitos DAC para converter a entrada digital em uma saída analógica. A saída ana- lógica é alimentada a um amplificador 1106 para condicionamento e amplificação de sinal. A saída condicionada e amplificada do amplifi- cador 906 é acoplada a um transformador de potência 908. Os sinais são acoplados pelo transformador de potência 908 ao lado secundário, que é no lado de isolamento de paciente. Um primeiro sinal de uma primeira modalidade de energia é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os terminais identificados como ENERGIA: e RETORNO. Um se- gundo sinal de uma segunda modalidade de energia é acoplado por um capacitor 910 e é fornecido ao instrumento cirúrgico entre os termi- nais identificados como ENERGIA; e RETORNO. Será reconhecido que mais do que duas modalidades de energia podem ser emitidas e, portanto, o subscrito "n" pode ser usado para designar que até n ter- minais ENERGIA, podem ser fornecidos, em que n é um número inteiro positivo maior que 1. Também será reconhecido que até "n" trajetórias de retorno, RETORNO,r podem ser fornecidas sem que se afaste do escopo da presente divulgação.

[0298] Um segundo circuito de detecção de tensão 912 é acoplado através dos terminais identificados como ENERGIA: e a trajetória de RETORNO para medir a tensão de saída entre eles. Um segundo cir- cuito de detecção de tensão 924 é acoplado através dos terminais iden- tificados como ENERGIA, e a trajetória de RETORNO para medir a ten- são de saída entre eles. Um circuito de detecção de corrente 914 está disposto em série com a perna de RETORNO do lado secundário do transformador de potência 908 conforme mostrado para medir a cor- rente de saída para qualquer modalidade de energia. Se diferentes tra- jetórias de retorno são fornecidas para cada modalidade de energia, en- tão um circuito de detecção de corrente separado seria fornecido em cada perna de retorno. As saídas do primeiro e segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas aos respectivos transfor- madores de isolamento 916, 922 e a saída do circuito de detecção de corrente 914 é fornecida a outro transformador de isolamento 918. As saídas dos transformadores de isolamento 916, 928, 922 no lado primá- rio do transformador de potência 908 (lado não isolado do paciente) são fornecidas a um ou mais circuitos ADC 926. A saída digitalizada do cir- cuito ADC 926 é fornecida para o processador 902 para processamento adicional e computação. As tensões de saída e as informações de rea- limentação de corrente de saída podem ser empregadas para ajustar a tensão de saída e a corrente fornecida para o instrumento cirúrgico, e para computar a impedância de saída, entre outros parâmetros. As co- municações de entrada/saída entre o processador 902 e os circuitos isolados do paciente são fornecidos através de um circuito de interface

920. Os sensores podem, também, estar em comunicação elétrica com o processador 902 por meio do circuito de interface 920.

[0299] Em um aspecto, a impedância pode ser determinada pelo processador 902 dividindo-se a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 acoplado sobre os terminais identificados como ENER- GIAVRETORNO ou do segundo circuito de detecção de tensão 924 acoplado sobre os terminais identificados como ENERGIAz/RE- TORNO, pela saída do circuito de detecção de corrente 914 disposto em série com a perna de RETORNO do lado secundário do transfor- mador de potência 908. As saídas do primeiro e segundo circuitos de detecção de tensão 912, 924 são fornecidas para separar os isolamen- tos transformadores 916, 922 e a saída do circuito de detecção de cor- rente 914 é fornecida para um outro transformador de isolamento 916. As medições de detecção de tensão e corrente digitalizadas do circuito ADC 926 são fornecidas ao processador 902 para computar a impe- dância. Como um exemplo, a primeira modalidade de energia ENER- GIA: pode ser a energia ultrassônica e a segunda modalidade de ener- gia ENERGIA, pode ser a energia de RF. No entanto, além das moda- lidades de energia de RF ultrassônica e bipolar ou monopolar, outras modalidades de energia incluem eletroporação irreversível e/ou rever- sível e/ou energia de micro-ondas, entre outras. Além disso, embora o exemplo ilustrado na Figura 21 mostra uma única trajetória de retorno RETORNO que pode ser fornecida para duas ou mais modalidades de energia, em outros aspectos, várias trajetórias de retorno RETORNO, podem ser fornecidas para cada modalidade de energia ENERGIAr. Assim, como aqui descrito, a impedância do transdutor ultrassônico pode ser medida dividindo a saída do primeiro circuito de detecção de tensão 912 pelo circuito de detecção de corrente 914 e a impedância de tecido pode ser medida dividindo a saída do segundo circuito de detecção de tensão 924 pelo circuito de detecção de corrente 914.

[0300] Conforme mostrado na Figura 21, o gerador 900 compreen- dendo ao menos uma porta de saída pode incluir um transformador de potência 908 com uma única saída e com múltiplas derivações para for- necer potência sob a forma de uma ou mais modalidades de energia, como ultrassônica, RF bipolar ou monopolar, eletroporação irreversível e/ou reversível, e/ou energia de micro-ondas, entre outros, por exemplo ao atuador de extremidade dependendo do tipo de tratamento de tecido sendo executado. Por exemplo, o gerador 900 pode fornecer energia com maior tensão e menor corrente para conduzir um transdutor ultrassônico, com menor tensão e maior corrente para conduzir eletrodos de RF para vedar o tecido ou com uma forma de onda de coagulação para coagula- ção pontual usando eletrodos eletrocirúrgicos RF monopolar ou bipolar. A forma de onda de saída do gerador 900 pode ser orientada, chaveada ou filtrada para fornecer a frequência ao atuador de extremidade do ins- trumento cirúrgico. A conexão de um transdutor ultrassônico à saída do gerador 900 seria de preferência localizada entre a saída identificada como ENERGIA; e RETORNO, conforme mostrado na Figura 21. Em um exemplo, uma conexão de eletrodos bipolares de RF à saída do gerador 900 estaria preferencialmente situada entre a saída identificada como ENERGIA? e o RETORNO. No caso de saída monopolar, as conexões preferenciais seriam eletrodo ativo (por exemplo, feixe luminoso ou outra sonda) para a saída ENERGIA, e um bloco de retorno adequado conec- tada à saída RETORNO.

[0301] Detalhes adicionais são divulgados na publicação de pedido de patente US nº 2017/0086914 intitulada TECHNIQUES FOR OPERATING

GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, que foi publicada em 30 de março de 2017, que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

[0302] Conforme usado ao longo desta descrição, o termo "sem fio" e seus derivados podem ser usados para descrever circuitos, dispositivos, sistemas, métodos, técnicas, canais de comunicação etc., que podem co- municar dados através do uso de radiação eletromagnética modulada atra- vés de um meio não sólido. O termo não implica que os dispositivos asso- ciados não contêm quaisquer fios, embora em alguns aspectos eles po- dem não ter. O módulo de comunicação pode implementar qualquer de uma série de padrões ou protocolos de comunicação sem fio e com fio, incluindo, mas não se limitando a, Wi-Fi (família IEEE 802.11), WiMAX (fa- mília IEEE 802.16), IEEE 802.20, evolução de longo prazo (LTE, "long- term evolution"), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, derivados de Ethernet dos mes- mos, 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 pri- meiro módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de curto alcance como Wi-Fi e Bluetooth, e um segundo módulo de comunicação pode ser dedicado a comunicações sem fio de alcance mais longo como GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, e outros.

[0303] Como usado na presente invenção um processador ou uni- dade de processamento é um circuito eletrônico que executa operações em alguma fonte de dados externa, geralmente a memória ou algum outro fluxo de dados. O termo é usado na presente invenção para se referir ao processador central (unidade de processamento central) em um sistema ou sistemas de computador (especificamente sistemas em um chip (SoCs)) que combinam vários "processadores" especializados.

[0304] Como usado aqui, um sistema em um chip ou sistema no chip (SoC ou SOC) é um circuito integrado (também conhecido como um "IC" ou "chip") que integra todos os componentes de um computa- dor ou outros sistemas eletrônicos. Ele pode conter funções de sinais digitais, analógicos, mistos e, frequentemente, de radiofrequência — todos em um único substrato. Um SoC integra um microcontrolador (ou microprocessador) com periféricos avançados como unidade de pro- cessamento gráfico (GPU), módulo i-Fi, ou coprocessador. Um SoC pode ou não conter memória interna.

[0305] Como usado aqui, um microcontrolador ou controlador é um sistema que integra um microprocessador com circuitos periféricos e memória. Um microcontrolador (ou MCU para unidade do microcontro- lador) pode ser implementado como um computador pequeno em um único circuito Integrado. Pode ser similar a um SoC; um SoC pode in- cluir um microcontrolador como um de seus componentes. Um micro- controlador pode conter uma ou mais unidades de processamento de núcleo (CPUs) juntamente com memória e periféricos de entrada/saída programáveis. A memória do programa na forma de RAM ferroelétrica, NOR flash ou ROM OTP também é muitas vezes incluída no chip, bem como uma pequena quantidade de RAM. Os microcontroladores po- dem ser usados para aplicações integradas, em contraste com os mi- croprocessadores usados em computadores pessoais ou outras apli- cações de propósitos gerais que consiste em vários circuitos integra- dos distintos.

[0306] Como usado na presente invenção, o termo controlador ou mi- crocontrolador pode ser um dispositivo de chip ou IC (circuito integrado) independente que faz interface com um dispositivo periférico. Essa pode ser uma ligação entre duas partes de um computador ou um controlador em um dispositivo externo que gerencia a operação de (e conexão com) daquele dispositivo.

[0307] Qualquer dos processadores ou microcontrolador na pre- sente invenção pode ser qualquer implementado por qualquer proces- sador de núcleo único ou de múltiplos núcleos, como aqueles conheci- dos sob o nome comercial de ARM Cortex pela Texas Instruments. Em um aspecto, o processador pode ser um processador Core Cortex-M4F LM4F230H5QR ARM, disponível junto à Texas Instruments, por exem- plo, 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 StellarisWareGO, memória só de leitura programável e apagá- vel eletricamente (EEPROM) de 2 KB, um ou mais módulos de modula- ção 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, deta- lhes dos quais estão disponíveis para a folha de dados do produto.

[0308] Em um aspecto, o processador pode compreender um contro- lador de segurança que compreende duas famílias com base em contro- lador, como TMS570 e RM4x, conhecidas sob o nome comercial de Her- cules ARM Cortex R4, também pela Texas Instruments. O controlador de segurança pode ser configurado especificamente para as aplicações críti- cas 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.

[0309] Os dispositivos modulares incluem os módulos (conforme des- crito em conexão com Figuras 3 e 9, por exemplo) que são recebíveis den- tro de um controlador cirúrgico central e os dispositivos ou instrumentos cirúrgicos que podem ser conectados aos vários módulos a fim de conec- tar ou emparelhar com o controlador cirúrgico central correspondente. Os dispositivos modulares incluem, por exemplo, instrumentos cirúrgicos inte- ligentes, dispositivos de imageamento médicos, dispositivos de sucção/ir- rigação, evacuadores de fumaça, geradores de energia, ventiladores, in- sufladores e exibições. Os dispositivos modulares aqui descritos podem ser controlados por algoritmos de controle. Os algoritmos de controle po- dem ser executados no dispositivo modular em si, no controlador cirúrgico central ao qual o dispositivo modular específico está emparelhado, ou tanto no dispositivo modular quanto no controlador cirúrgico central (por exemplo, cirúrgico (por exemplo, através de uma arquitetura de computa- ção distribuída). Em algumas exemplificações, os algoritmos de controle dos dispositivos modulares controlam os dispositivos com base nos dados detectados pelo próprio dispositivo modular (isto é, por sensores em, sobre ou conectados ao dispositivo modular). Esses dados podem ser relaciona- dos ao paciente sendo operado (por exemplo, propriedades de tecido ou pressão de insuflação) ou ao dispositivo modular em si (por exemplo, a taxa na qual uma faca está sendo avançada, a corrente do motor, ou os níveis de energia). Por exemplo, um algoritmo de controle para um instru- mento de grampeamento e corte cirúrgico pode controlar a taxa na qual o motor do instrumento aciona sua faca através do tecido de acordo com a resistência encontrada pela faca à medida que ela avança.

[0310] A Figura 22 ilustra uma forma de um sistema cirúrgico 1000 que compreende um gerador 1100 e vários instrumentos cirúrgicos 1104, 1106 e 1108 usáveis com este, em que o instrumento cirúrgico 1104 é um instrumento cirúrgico ultrassônico, o instrumento cirúrgico 1106 é um instrumento eletrocirúrgico de RF, e o instrumento cirúrgico multifuncional 1108 é uma combinação de instrumento eletrocirúrgico ultrassônico/ RF. O gerador 1100 é configurável para uso com uma variedade de instru- mentos cirúrgicos. De acordo com várias formas, o gerador 1100 pode ser configurável para uso com instrumentos cirúrgicos diferentes de dife- rentes tipos, incluindo, por exemplo, os instrumentos cirúrgicos ultrassô- nicos 1104, os instrumentos eletrocirúrgicos de RF 1106 e os instrumen- tos cirúrgicos multifuncionais 1108 que integram energias ultrassônicas e de RF fornecidas simultaneamente a partir do gerador 1100. Embora na forma da Figura 22 o gerador 1100 seja mostrado separado dos instru- mentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 em uma forma, o gerador 1100 pode ser formado integralmente com quaisquer dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106 e 1108 para formar um sistema cirúrgico unitário. O gerador 1100 compreende um dispositivo de entrada 1110 situado em um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 1110 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programação do funcionamento do gerador 1100. O gerador 1100 pode ser configurado para comunicação com fio ou sem fio.

[0311] O gerador 1100 é configurado para acionar múltiplos instru- mentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108. O primeiro instrumento cirúrgico é um instrumento cirúrgico ultrassônico 1104 e compreende uma em- punhadura 1105 (HP), um transdutor ultrassônico 1120, um eixo de acionamento 1126 e um atuador de extremidade 1122. O atuador de extremidade 1122 compreende uma lâmina ultrassônica 1128 aco- plada acusticamente ao transdutor ultrassônico 1120 e um braço de aperto 1140. A empunhadura 1105 compreende um gatilho 1143 para operar o braço de aperto 1140 e uma combinação de botões de alter- nância 1134a, 1134b, 1134c para energizar e acionar a lâmina ultras- sônica 1128 ou outra função. Os botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c podem ser configurados para energizar o transdutor ultrassô- nico 1120 com o gerador 1100.

[0312] O gerador 1100 é também configurado para acionar um se- gundo instrumento cirúrgico 1106. O segundo instrumento cirúrgico 1106 é um instrumento eletrocirúrgico de RF e compreende uma em- punhadura 1107 (HP), um eixo de acionamento 1127 e um atuador de extremidade 1124. O atuador de extremidade 1124 compreende ele- trodos nos braços de aperto 1142a e 1142b e retorno através da por- ção de condutor elétrico do eixo de acionamento 1127. Os eletrodos são acoplados a, e energizados por, uma fonte de energia bipolar den- tro do gerador 1100. A empunhadura 1107 compreende um gatilho

[0313] 1145 para operar os braços de aperto 1142a, 1142b e um bo- tão de energia 1135 para atuar uma chave de energia para energizar os eletrodos no atuador de extremidade 1124.

[0314] O gerador 1100 é também configurado para acionar um ins- trumento cirúrgico multifuncional 1108. O instrumento cirúrgico multi- funcional 1108 compreende uma empunhadura 1109 (HP), um eixo de acionamento 1129 e um atuador de extremidade 1125. O atuador de extremidade 1125 compreende uma lâmina ultrassônica 1149 e um braço de aperto 1146. A lâmina ultrassônica 1149 é acoplada acusti- camente ao transdutor ultrassônico 1120. A empunhadura 1109 com- preende um gatilho 1147 para operar o braço de aperto 1146 e uma combinação de botões de alternância 1137a, 1137b, 1137c para ener- gizar e acionar a lâmina ultrassônica 1149 ou outra função. Os botões de alternância 1137a, 1137b, 1137c podem ser configurados para energizar o transdutor ultrassônico 1120 com o gerador 1100 e energi- zar a lâmina ultrassônica 1149 com uma fonte de energia bipolar tam- bém contida dentro do gerador 1100.

[0315] O gerador 1100 é configurável para uso com uma variedade de instrumentos cirúrgicos. De acordo com várias formas, o gerador 1100 pode ser configurável para uso com instrumentos cirúrgicos dife- rentes de diferentes tipos, incluindo, por exemplo, o instrumento cirúr- gico ultrassônico 1104, o instrumento cirúrgico de RF 1106 e o instru- mento cirúrgico multifuncional 1108 que integra energias ultrassônicas e de RF fornecidas simultaneamente a partir do gerador 1100. Embora na forma da Figura 22 o gerador 1100 seja mostrado separado dos instrumentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 em uma outra forma, o gera- dor 1100 pode ser formado integralmente com qualquer um dos instru- mentos cirúrgicos 1104, 1106, 1108 para formar um sistema cirúrgico unitário. Conforme discutido acima, o gerador 1100 compreende um dispositivo de entrada 1110 situado em um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 1110 pode compreender qual- quer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programa- ção do funcionamento do gerador 1100. O gerador 1100 pode também compreender um ou mais dispositivos de saída 1112. Outros aspectos de geradores para gerar digitalmente formas de onda de sinal elétrico e instrumentos cirúrgicos são descritos na publicação de patente US- 2017-0086914-A1, que está aqui incorporada a título de referência, em sua totalidade.

[0316] A Figura 23 é um atuador de extremidade 1122 do dispositivo ultrassônico exemplificador 1104, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O atuador de extremidade 1122 pode compre- ender uma lâmina 1128 que pode ser acoplado ao transdutor ultrassô- nico 1120 através de um guia de Ondas. Quando acionada pelo trans- dutor ultrassônico 1120, a lâmina 1128 pode vibrar e, quando colocada em contato com tecidos, pode cortar e/ou coagular os mesmos, con- forme descrito na presente invenção. De acordo com vários aspectos, e conforme ilustrado na Figura 23, o atuador de extremidade 1122 pode compreender também um braço de aperto 1140 que pode ser configu- rado para ação cooperativa com a lâmina 1128 do atuador de extremi- dade 1122. Com a lâmina 1128, o braço de aperto 1140 pode compre- ender um conjunto de garras. O braço de aperto 1140 pode ser conec- tado de forma articulada em uma extremidade distal de um eixo de aci- onamento 1126 da porção instrumental 1104. O braço de aperto 1140 pode incluir um bloco de tecido do braço de aperto 1163, o qual pode ser formado de Teflon& ou outro material de baixo atrito adequado. O bloco 1163 pode ser montado para cooperação com a lâmina 1128, com movimento pivotante do braço de aperto 1140 que posiciona o bloco de aperto 1163 em uma relação substancialmente paralela a, e em contato com, a lâmina 1128. Para essa construção, uma porção tecidual a ser apertada pode ficar presa entre o bloco para tecido 1163 e a lâmina

1128. O bloco de tecido 1163 pode ser dotado de uma configuração semelhante a dente de serra incluindo uma pluralidade de dentes de preensão 1161 axialmente espaçados e que se estendem proximal- mente para melhorar a preensão do tecido em cooperação com a lâmina

1128. O braço de aperto 1140 pode fazer a transição da posição aberta mostrada na Figura 23 para uma posição fechada (com o braço de aperto 1140 em contato com ou próximo à lâmina 1128) de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a empunhadura 1105 pode compre- ender um gatilho de fechamento de garra. Quando acionado por um clí- nico, o gatilho de fechamento de garra pode girar braço de aperto 1140 de qualquer maneira adequada.

[0317] O gerador 1100 pode ser ativado para fornecer o sinal de aci- onamento ao transdutor ultrassônico 1120 de qualquer maneira ade- quada. Por exemplo, o gerador 1100 pode compreender uma chave de pedal 1430 (Figura 24) acoplada ao gerador 1100 por meio de um cabo de chave de pedal 1432. Um clínico pode ativar o transdutor ultrassônico 1120 e, desse modo, o transdutor ultrassônico 1120 e a lâmina 1128, pressionando a chave de pedal 1430. Além disso, ou em vez da chave de pedal 1430, alguns aspectos do dispositivo ultrassônico 1104 podem usar uma ou mais chaves posicionadas na empunhadura 1105 que, quando ativadas, podem fazer com que o gerador 1100 ative o transdutor ultrassônico 1120. Em um aspecto, por exemplo, as uma ou mais chaves podem compreender um par de botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c (Figura 22), por exemplo, para determinar um modo de operação do dispositivo 1104. Quando o botão de alternância 1134a é pressionado, por exemplo, o gerador ultrassônico 1100 pode fornecer um sinal de aci- onamento máximo ao transdutor 1120, fazendo com que o mesmo pro- duza um máximo de saída de energia ultrassônica. Pressionar o botão de alternância 1134b pode fazer com que o gerador ultrassônico 1100 forneça um sinal de acionamento selecionável pelo usuário ao transdutor ultrassônico 1120, fazendo com que este produza menos que a máxima saída de energia ultrassônica. O dispositivo 1104 adicional ou alternati- vamente pode compreender uma segunda chave para, por exemplo, in- dicar uma posição de um gatilho de fechamento de garra para operar as garras através do braço de aperto 1140 do atuador de extremidade 1122. Além disso, em alguns aspectos, o gerador ultrassônico 1100 pode ser ativado com base na posição do gatilho de fechamento da garra, (por exemplo, conforme o clínico pressiona o gatilho de fechamento da garra para fechar através do braço de aperto 1140, pode ser aplicada uma energia ultrassônica).

[0318] Adicional ou alternativamente, as uma ou mais chaves po- dem compreender um botão de alternância 1134c que, quando pressio- nado, faz com que o gerador 1100 forneça uma saída em pulsos (Figura 22). Os pulsos podem ser fornecidos a qualquer frequência e agrupa- mento adequados, por exemplo. Em certos aspectos, o nível de potên- cia dos pulsos pode consistir nos níveis de potência associados aos bo- tões de alternância 1134a, 1134b (máximo, menos que máximo), por exemplo.

[0319] Será reconhecido que um dispositivo 1104 pode compreender qualquer combinação dos botões de alternância 1134a, 1134b, 1134c (Fi- gura 22). Por exemplo, o dispositivo 1104 poderia ser configurado de modo a ter apenas dois botões de alternância: um botão de alternância 1134a para produzir um máximo de saída de energia ultrassônica e um botão de alternância 1134c para produzir uma saída pulsada, seja no nível de po- tência máximo ou menor que o máximo. Desse modo, a configuração de saída do sinal de acionamento do gerador 1100 poderia ser cinco sinais contínuos, ou qualquer número discreto de sinais pulsados individuais (1, 2, 3, 4 ou 5). Em certos aspetos, a configuração específica de sinal de acionamento pode ser controlada com base, por exemplo, nas configura- ções de EEPROM no gerador 1100 e/ou seleções do nível de potência pelo usuário.

[0320] Em certos aspectos, uma chave de duas posições pode ser oferecida como alternativa a um botão de alternância 1134c (Figura 22). Por exemplo, um dispositivo 1104 pode incluir um botão de alternância 1134a para produzir uma saída contínua em um nível de potência máximo e um botão de alternância de duas posições 1134b. Em uma primeira po- sição predeterminada, o botão de alternância 1134b pode produzir uma saída contínua em um nível de potência menor que o máximo, e em uma segunda posição de detenção, o botão de alternância 1134b pode produzir uma saída em pulsos (por exemplo, em um nível de potência máximo ou menor que o máximo, dependendo da configuração da EEPROM).

[0321] Em alguns aspectos, o atuador de extremidade eletrocirúrgico de RF 1124, 1125 (Figura 22) pode compreender também um par de ele- trodos. Os eletrodos podem estar em comunicação com o gerador 1100, por exemplo, através de um cabo. Os eletrodos podem ser usados, por exemplo, para medir uma impedância de uma porção tecidual presente entre o braço de aperto 1142a, 1146 e a lâmina 1142b, 1149. O gerador 1100 pode fornecer um sinal (por exemplo, um sinal não terapêutico) aos eletrodos. A impedância da porção de tecido pode ser encontrada, por exemplo, pelo monitoramento da corrente, tensão, etc. do sinal.

[0322] Em vários aspectos, o gerador 1100 pode compreender vá- rios elementos funcionais separados, como módulos e/ou blocos, con- forme mostrado na Figura 24, um diagrama do sistema cirúrgico 1000 da Figura 22. Diferentes módulos ou elementos funcionais podem ser configurados para acionar diferentes tipos de dispositivos cirúrgicos 1104, 1106, 1108. Por exemplo, um módulo gerador ultrassônico pode acionar um dispositivo ultrassônico, como o instrumento ultrassônico

1104. Um módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode acionar o dispo- sitivo eletrocirúrgico 1106. Os módulos podem gerar os respectivos si- nais de acionamento para acionar os dispositivos cirúrgicos 1104, 1106,

1108. Em vários aspectos, cada um dentre o módulo gerador ultrassô- nico e/ou o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode ser formado in- tegralmente com o gerador 1100. Alternativamente, um ou mais dos mó- dulos podem ser fornecidos como um módulo de circuito separado ele- tricamente acoplado ao gerador 1100. (Os módulos são mostrados em linha tracejada para ilustrar essa opção.) Além disso, em alguns aspec-

tos o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode ser formado integral- mente com o módulo gerador ultrassônico, ou vice-versa.

[0323] De acordo com os aspectos descritos, o módulo gerador ultras- sônico pode produzir um ou mais sinais de acionamento com tensões, cor- rentes e frequências específicas (por exemplo, 55.500 ciclos por segundo, ou Hz). O sinal ou sinais de acionamento pode ser fornecido ao dispositivo ultrassônico 1104 e especificamente ao transdutor 1120, o qual pode ope- rar, por exemplo, conforme descrito acima. Em um aspecto, o gerador 1100 pode ser configurado para produzir um sinal de acionamento de uma tensão, corrente e/ou sinal de saída de frequência específicos que podem ser executados com alta resolução, exatidão e repetitividade.

[0324] De acordo com os aspectos descritos, o módulo gerador para eletrocirurgia/RF pode gerar um ou mais sinais de acionamento com potência de saída suficiente para executar eletrocirurgia bipolar com o uso de energia de radiofrequência (RF). Em aplicações de ele- trocirurgia bipolar, o sinal de acionamento pode ser fornecido, por exemplo, aos eletrodos do dispositivo eletrocirúrgico 1106, por exem- plo, conforme descrito acima. Consequentemente, o gerador 1100 pode ser configurado para propósitos terapêuticos mediante a aplica- ção, ao tecido, de energia elétrica suficiente para tratamento do dito tecido (por exemplo, coagulação, cauterização, soldagem de tecidos, etc.).

[0325] O gerador 1100 pode compreender um dispositivo de en- trada 2150 (Figura 27B) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de entrada 2150 pode com- preender qualquer dispositivo adequado que gere sinais adequados para programação do funcionamento do gerador 1100. Em operação, o usuário pode programar ou, de outro modo, controlar a operação do ge- rador 1100 com o uso do dispositivo de entrada 2150. O dispositivo de entrada 2150 pode compreender qualquer dispositivo adequado que gere sinais que possam ser usados pelo gerador (por exemplo, por um ou mais processadores contidos no gerador) para controlar o funciona- mento do gerador 1100 (por exemplo, o funcionamento do módulo ge- rador ultrassônico e/ou do módulo gerador para eletrocirurgia/RF). Em vários aspectos, o dispositivo de entrada 2150 inclui um ou mais dentre botões, chaves, controles giratórios, teclado, teclado numérico, monitor com tela sensível ao toque, dispositivo apontador e conexão remota a um computador de uso geral ou dedicado. Em outros aspectos, disposi- tivo de entrada 2150 pode compreender uma interface de usuário ade- quada, como uma ou mais telas de interface de usuário exibidas em um monitor com tela sensível ao toque, por exemplo. Consequentemente, por meio do dispositivo de entrada 2150, o usuário pode ajustar ou pro- gramar vários parâmetros operacionais do gerador, como corrente (!I), tensão (V), frequência (f) e/ou período (T) de um ou mais sinais de aci- onamento gerados pelo módulo gerador ultrassônico e/ou pelo módulo gerador para eletrocirurgia/RF.

[0326] O gerador 1100 pode compreender um dispositivo de saída 2140 (Figura 27B) situado, por exemplo, sobre um painel frontal do console do gerador 1100. O dispositivo de saída 2140 inclui um ou mais dispositivos para fornecer ao usuário uma retroinformação sen- sorial. Esses dispositivos podem compreender, por exemplo, dispositi- vos 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).

[0327] Embora certos módulos e/ou blocos do gerador 1100 pos- sam ser descritos a título de exemplo, deve-se considerar que pode-se usar um número maior ou menor de módulos e/ou blocos e, ainda assim, estar no escopo dos aspectos. Adicionalmente, embora vários aspectos possam ser descritos em termos de módulos e/ou blocos para facilitar a descrição, estes módulos e/ou blocos podem ser implementados por um ou mais componentes de hardware, por exemplo, processadores, pro- cessadores de sinal digital (DSPs), dispositivos de lógica programável (PLDs), circuitos integrados específicos da aplicação (ASICs), circuitos, registros e/ou componentes de software, por exemplo, programas, sub- rotinas, lógicas e/ou combinações de componentes de hardware e sof- tware.

[0328] Em um aspecto, o módulo de acionamento do gerador ultras- sônico e o módulo de acionamento para eletrocirurgia/RF 1110 (Figura 22) podem compreender uma ou mais aplicações integradas, implementadas como firmware, software, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Os módulos podem compreender vários módulos executáveis, como sof- tware, programas, dados, acionadores e interfaces de programa de apli- cativos (API, de "application program interfaces"), entre outros. O firmware pode estar armazenado em memória não volátil (NVM, de "non-volatile memory"), como em memória só de leitura (ROM) com máscara de bits, ou memória flash. Em várias implementações, o armazenamento do fir- mware na ROM pode preservar a memória flash. A NVM pode compreen- der outros tipos de memória incluindo, por exemplo, ROM programável (PROM, de "programmable ROM"), ROM programável apagável (EPROM, de "erasable programmable ROM"), ROM programável eletricamente apa- gável (EEPROM, de "electrically erasable programmable ROM"), ou bat- tery backed random-memória de acesso aleatório (RAM, de "random-ac- cess memory") como RAM dinâmica (DRAM, de "dynamic RAM"), DRAM com dupla taxa de dados (DDRAM, de "Double-Data-Rate DRAM"), e/ou DRAM síncrona (SDRAM, de "synchronous DRAM").

[0329] Em um aspecto, os módulos compreendem um componente de hardware implementado como um processador para execução de instruções de programa para monitoramento de várias características mensuráveis dos dispositivos 1104, 1106, 1108 e gerando um sinal ou sinais de acionamento de saída correspondente para a operação dos dispositivos 1104, 1106, 1108. Em aspectos nos quais o gerador 1100 é usado em conjunto com o dispositivo 1104, o sinal de acionamento pode acionar o transdutor ultrassônico 1120 nos modos cirúrgicos de corte e/ou coagulação. As características elétricas do dispositivo 1104 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 1100 e/ou serem fornecidas como retroinfor- mação ao usuário. Em aspectos nos quais o gerador 1100 é usado em conjunto com o dispositivo 1106, o sinal de acionamento pode fornecer energia elétrica (por exemplo, energia de RF) ao atuador de extremi- dade 1124 nos modos de corte, coagulação e/ou dessecação. As ca- racterísticas elétricas do dispositivo 1106 e/ou do tecido podem ser medidas e usadas para controlar os aspectos operacionais do gerador 1100 e/ou serem fornecidas como retroinformação ao usuário. Em vá- rios aspectos, conforme anteriormente discutido, os componentes de hardware podem ser implementados como PSD, PLD, ASIC, circuitos e/ou registros. Em um aspecto, o processador pode ser configurado para armazenar e executar instruções de programa de software para computador, de modo a gerar os sinais de saída de função de passo para acionamento de vários componentes dos dispositivos 1104, 1106, 1108, como o transdutor ultrassônico 1120 e os atuadores de extremi- dade 1122, 1124, 1125.

[0330] Um sistema ultrassônico eletromecânico inclui um transdutor ultrassônico, um guia de onda, e uma lâmina ultrassônica. O sistema ul- trassônico eletromecânico tem uma frequência de ressonância inicial defi- nida pelas propriedades físicas do transdutor ultrassônico, o guia de on- das, e a lâmina ultrassônica. O transdutor ultrassônico é excitado por um sinal de tensão V, (t) e corrente |, (t) alternada igual à frequência de res- sonância do sistema ultrassônico eletromecânico. Quando o sistema ul- trassônico eletromecânico está em ressonância, a diferença de fase entre os sinais de tensão Va(t) e corrente lg (t) é zero. Dito de outra forma, na ressonância a impedância indutiva é igual à impedância capacitiva. Con- forme a lâmina ultrassônica aquece, a conformidade da lâmina ultrassô- nica (modelada como uma capacitância equivalente) faz com que a fre- quência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico se deslo- que. Dessa forma, a impedância indutiva já não é igual à impedância ca- pacitiva causando uma diferença entre a frequência de acionamento e a frequência de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico. O sis- tema está agora operando "fora de ressonância". A diferença entre a fre- quência de acionamento e a frequência de ressonância é manifestada como uma diferença de fase entre os sinais de tensão Va(t) e corrente la(t) aplicados ao transdutor ultrassônico. Os circuitos eletrônicos do gerador podem facilmente monitorar a diferença de fase entre os sinais de tensão Val(t) e corrente la(t) e podem continuamente ajustar a frequência de acio- namento até que a diferença de fase seja mais uma vez igual a zero. Nesse ponto, a nova frequência de acionamento é igual à frequência de ressonância do novo sistema ultrassônico eletromecânico. A mudança na fase e/ou frequência pode ser usada como uma medição indireta da tem- peratura da lâmina ultrassônica.

[0331] Conforme mostrado na Figura 25, as propriedades eletrome- cânicas do transdutor ultrassônico podem ser modeladas como um cir- cuito equivalente que compreende uma primeira ramificação que tem uma capacitância estática e uma segunda ramificação "em movimento" que tem uma indutância, resistência e capacitância conectadas em série que definem as propriedades eletromecânicas de um ressonador. Os geradores ultrassônicos conhecidos podem incluir um indutor de sinto- nia para cancelar a capacitância estática a uma frequência de resso- nância de modo que substancialmente toda a corrente do sinal de acio- namento do gerador flua para a ramificação em movimento. Consequen- temente, mediante o uso de um indutor de sintonia, a corrente do sinal de acionamento do gerador representa a corrente da ramificação em movimento, e o gerador é dessa forma capaz de controlar seu sinal de acionamento para manter a frequência de ressonância do transdutor ul- trassônico. O indutor de sintonia pode também transformar a plotagem da impedância de fase do transdutor ultrassônico para otimizar as ca- pacidades de travamento de frequência do gerador. Entretanto, o indu- tor de sintonia precisa ser combinado com a capacitância estática espe- cífica de um transdutor ultrassônico na frequência de ressonância ope- racional. Em outras palavras, um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente precisa de um indutor de sintonia.

[0332] A Figura 25 ilustra um circuito equivalente 1500 de um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, de acordo com um aspecto. O circuito 1500 compreende uma primeira ramificação "de movimento" tendo, conectadas em série, indutância Ls, resistência Rs; e capacitância Cs que definem as propriedades eletro- mecânicas do ressonador, e uma segunda ramificação capacitiva tendo uma capacitância estática Co. A corrente de acionamento /a(t) pode ser recebida de um gerador a uma tensão de acionamento Va(t), com a corrente de movimento /m(t) fluindo através da primeira ramifi- cação e a corrente /4(t)-Im(t) que flui através da ramificação capacitiva. O controle das propriedades eletromecânicas do transdutor ultrassô- nico pode ser obtido controlando-se adequadamente /4(t) e Va(t). Con- forme explicado acima, as arquiteturas de gerador convencionais po- dem incluir um indutor de sintonia Lt (mostrado em linha tracejada na Figura 25) para cancelar, em um circuito de ressonância paralelo, a capacitância estática Co em uma frequência de ressonância, de modo que substancialmente toda a saída de corrente do gerador /1(t) flua através da ramificação de movimento. Desse modo, o controle da cor- rente da ramificação de movimento /m(t) é obtido mediante o controle da saída de corrente do gerador /14(t). O indutor de sintonia L: é espe- cífico para a capacitância estática Co de um transdutor ultrassônico, porém, e um transdutor ultrassônico diferente tendo uma capacitância estática diferente exige um indutor de sintonia diferente Lt. Além disso, como o indutor de sintonia L: correlaciona-se ao valor nominal da ca- pacitância estática Co em uma única frequência de ressonância, o con- trole acurado da corrente de ramificação de movimento /n(t) é garan- tido apenas naquela frequência. Conforme a frequência se desloca para baixo com a temperatura do transdutor, o controle exato da cor- rente da ramificação de movimento fica comprometido.

[0333] Os vários aspectos do gerador 1100 podem não contar com um indutor de sintonia Lt para monitorar a corrente de ramificação de mo- vimento /m(t). Em vez disso, o gerador 1100 pode usar o valor medido da capacitância estática Co entre aplicações de potência para um dispositivo cirúrgico ultrassônico 1104 específico (juntamente com dados de retroin- formação de tensão do sinal de acionamento e de corrente) para deter- minar os valores da corrente de ramificação de movimento /m(t) em uma base dinâmica e contínua (por exemplo, em tempo real). Essas formas do gerador 1100 são, portanto, capazes de fornecer sintonia virtual para simular um sistema que é sintonizado ou ressonante com qualquer valor de capacitância estática Co em qualquer frequência, e não apenas em uma única frequência de ressonância imposta por um valor nominal da capacitância estática Co.

[0334] A Figura 26 é um diagrama de blocos simplificado de um aspecto do gerador 1100, para fornecer a sintonia sem indutor, con- forme descrito acima, entre outros benefícios. As Figuras 27A a 27C ilustram uma arquitetura do gerador 1100 da Figura 26, de acordo com um aspecto. Com referência à Figura 26, o gerador 1100 pode com- preender um estágio isolado do paciente 1520 em comunicação com um estágio não isolado 1540 por meio de um transformador de potên- cia 1560. Um enrolamento secundário 1580 do transformador de po- tência 1560 está contido no estágio isolado 1520 e pode compreender uma configuração com derivação (por exemplo, uma configuração com derivação central ou com derivação não central) para definir as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b, 1600c, de modo a fornecer sinais de acionamento de saída a diferentes dispositivos cirúrgicos, como um dispositivo cirúrgico ultrassônico 1104 e um dispositivo ele- trocirúrgico 1106. Em particular, as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 420 V RMS) a um instrumento ultrassônico 1104, e as saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c podem fornecer um sinal de acionamento (por exemplo, um sinal de acionamento a 100 V RMS) a um dispositivo eletrocirúrgico 1106, com a saída 1600b correspondendo à derivação central do trans- formador de potência 1560. O estágio não isolado 1540 pode compre- ender um amplificador de potência 1620 que tem uma saída conectada a um enrolamento primário 1640 do transformador de potência 1560. Em certos aspectos, o amplificador de potência 1620 pode compreen- der um amplificador do tipo push-pull, por exemplo.

O estágio não iso- lado 1540 pode compreender, ainda, um dispositivo lógico programá- vel 1660 para fornecer uma saída digital a um conversor de digital para analógico (DAC) 1680 que, por sua vez, fornece um sinal analógico correspondente a uma entrada do amplificador de potência 1620. Em certos aspectos, o dispositivo lógico programável 1660 pode compre- ender um arranjo de portas programável em campo (FPGA - field-pro- grammable gate array), por exemplo.

O dispositivo lógico programável 1660, pelo fato de controlar a entrada do amplificador de potência 1620 através do DAC 1680 pode, portanto, controlar qualquer dentre um certo número de parâmetros (por exemplo, frequência, formato de onda, amplitude do formato de onda) de sinais de acionamento apare- cendo nas saídas de sinal de acionamento 1600a, 1600b e 1600c. Em certos aspectos e conforme discutido abaixo, o dispositivo lógico pro- gramável 1660, em conjunto com um processador (por exemplo, o pro- cessador 1740 discutido abaixo), pode implementar um certo número de algoritmos de controle baseados em processamento de sinal digital (DSP) e/ou outros algoritmos de controle para parâmetros de controle dos sinais de acionamento fornecidos pelo gerador 1100.

[0335] A potência pode ser fornecida a um trilho de alimentação do amplificador de potência 1620 por um regulador de modo de chave 1700. Em certos aspectos, o regulador de modo de chave 1700 pode compre- ender um regulador ajustável de antagônico, por exemplo. Conforme dis- cutido acima, o estágio não isolado 1540 pode compreender, ainda, um processador 1740 que, em um aspecto pode compreender um processa- dor DSP como um ADSP-21469 SHARC DSP, disponível junto à Analog Devices, Norwood, Mass., EUA, por exemplo. Em certos aspectos, o pro- cessador 1740 pode controlar a operação do conversor de potência de modo de chave 1700 responsivo a dados de retroinformação da tensão recebidos do amplificador de potência 1620 pelo processador 1740 por meio de um conversor analógico-para-digital (DAC) 1760. Em um as- pecto, por exemplo, o processador 1740 pode receber como entrada, através do ADC 1760, o envelope de forma de onda de um sinal (por exemplo, um sinal de RF) sendo amplificado pelo amplificador de potên- cia 1620. O processador 1740 pode então controlar o regulador de modo de chave 1700 (por exemplo, através de uma saída modulada de largura de pulso (PWM - pulse-width modulated) de modo que a tensão de trilho provida ao amplificador de potência 1620 siga o envelope forma de onda do sinal amplificado. Modulando-se dinamicamente a tensão do trilho do amplificador de potência 1620 com base no envelope de forma de onda, a eficiência do amplificador de potência 1620 pode ser significativamente aprimorada em relação um esquema de amplificador com tensão de trilho fixa. O processador 1740 pode ser configurado para comunicação com fio ou sem fio.

[0336] Em certos aspectos e conforme discutido em detalhes adici- onais em conexão com as Figuras 28A a 28B, o dispositivo lógico pro- gramável 1660, em conjunto com o processador 1740, pode implemen- tar um esquema de controle com sintetizador digital direto (DDS) para controlar o formato de onda, a frequência e/ou a amplitude do forneci- mento de sinais de acionamento pelo gerador 1100. Em um aspecto, por exemplo, o dispositivo lógico programável 1660 pode implementar um algoritmo de controle de DDS 2680 (Figura 28A) mediante a recu- peração de amostras de formato de onda armazenado em uma tabela de pesquisa (LUT) atualizada dinamicamente, como uma RAM LUT que pode ser integrada em um FPGA. Esse algoritmo de controle é particu- larmente útil para aplicações ultrassônicas nas quais um transdutor ul- trassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, pode ser acionado por uma corrente senoidal limpa em sua frequência de ressonância. como outras frequências podem excitar ressonâncias parasíticas, minimizar ou reduzir a distorção total da corrente da ramificação de movimento pode correspondentemente minimizar ou reduzir os efeitos indesejáveis da ressonância. Como a forma de onda de uma saída de sinal de acio- namento pelo gerador 1100 sofre o impacto de várias fontes de distor- ção presentes no circuito de acionamento de saída (por exemplo, o transformador de potência 1560, o amplificador de potência 1620), da- dos de retroinformação sobre tensão e corrente com base no sinal de acionamento podem ser fornecidos a um algoritmo, como um algoritmo para controle de erros implementado pelo processador 1740, que com- pensa a distorção mediante a adequada pré-distorção ou modificação das amostras de forma de onda armazenadas na LUT de maneira dinâ-

mica e contínua (por exemplo, em tempo real). Em um aspecto, a quan- tidade ou o grau de pré-distorção aplicada às amostras da LUT pode ser baseada no erro entre uma corrente da ramificação de movimento com- putadorizada e um forma de onda de corrente desejado, em que o erro é determinado em uma base de amostra por amostra. Dessa maneira, as amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do circuito de acionamento, podem resultar em um sinal de acionamento da ramificação de movimento que tem a forma de onda desejada (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassô- nico. Em tais aspectos, as amostras de forma de onda de LUT não irão, portanto, representar a formata de onda desejada do sinal de aciona- mento, mas sim a forma de onda que é necessária para produzir, por fim, a forma de onda desejada do sinal de acionamento da ramificação de movimento, quando são levados em conta os efeitos de distorção.

[0337] O estágio não isolado 1540 pode compreender adicionalmente um ADC 1780 e um ADC 1800 acoplados à saída do transformador de potência 1560 por meio dos respectivos transformadores de isolamento, 1820 e 1840, para respectivamente amostrar a tensão e a corrente de si- nais de acionamento emitidos pelo gerador 1100. Em certos aspectos, os ADCs 1780 e 1800 podem ser configurados para amostragem em altas velocidades (por exemplo, 80 Msps) para possibilitar a sobreamostragem dos sinais de acionamento. Em um aspecto, por exemplo, a velocidade de amostragem dos ADCs 1780 e 1800 pode possibilitar uma sobreamostra- gem de aproximadamente 200X (dependendo da frequência de aciona- mento) dos sinais de acionamento. Em certos aspectos, as operações de amostragem dos ADCs 1780, 1800 podem ser executadas por um único ADC recebendo tensão de entrada e sinais de corrente por meio de um multiplexador bidirecional. O uso de amostragem em alta velocidade nos aspectos do gerador 1100 pode possibilitar, entre outras coisas, cálculo da corrente complexa que flui através da ramificação de movimento (que pode ser usada em certos aspectos para implementar o controle de for- mato de onda baseado em DDS descrito acima), filtragem digital acurada dos sinais amostrados, e cálculo do consumo real de energia com um alto grau de precisão. A saída dos dados de retroinformação sobre tensão e corrente pelos ADCs 1780 e 1800 pode ser recebida e processada (por exemplo, buffering do tipo FIFO, multiplexação) pelo dispositivo lógico pro- gramável 1660 e armazenada em memória de dados para subsequente recuperação, por exemplo, pelo processador 1740. Conforme observado acima, os dados de retroinformação sobre tensão e corrente podem ser usados como entrada para um algoritmo para pré-distorção ou modifica- ção de amostras de formato de onda na LUT, de maneira dinâmica e con- tínua. Em certos aspectos, isso pode requerer que cada par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente armazenado seja indexado com base em, ou de outro modo associado a, uma correspondente amostra da LUT que foi fornecida pelo dispositivo lógico programável 1660 quando o par de dados de retroinformação sobre tensão e corrente foi capturado. À sincronização das amostras da LUT com os dados de retroinformação so- bre tensão e corrente dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção.

[0338] Em certos aspectos, os dados de retroinformação de tensão e corrente podem ser usados para controlar a frequência e/ou a ampli- tude (por exemplo, amplitude de corrente) dos sinais de acionamento. Em um aspecto, por exemplo, os dados de retroinformação de tensão e corrente podem ser usados para determinar a fase da impedância, por exemplo, a diferença de fase entre os sinais de acionamento de tensão e corrente. A frequência do sinal de acionamento pode, então, ser con- trolada para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0º), minimizando ou reduzindo assim os efeitos da distorção harmônica e, correspondentemente, acentuando a acurácia da medição de fase da impedância. A determinação da impedância de fase e um sinal de con- trole da frequência podem ser implementados no processador 1740, por exemplo, com o sinal de controle da frequência sendo fornecido como entrada a um algoritmo de controle de DDS implementado pelo disposi- tivo lógico programável 1660.

[0339] A fase da impedância pode ser determinada através da aná- lise de Fourier. Em um aspecto, a diferença de fase entre os sinais de acionamento da tensão do gerador V,(t) e da corrente do gerador /g(t) pode ser determinada com o uso da transformada rápida de Fourier (FFT) ou da transformada discreta de Fourier (DFT) conforme exposto a seguir: V,(t) = A, cos(2nfot + q.) 17(t) = A, cos(2nfot + q.) 1 = (6 = fo + 8 + fo) exp (j2ns Le) Tfo 1400 = B(6G = fo) + 56 + fo) exp (j2ns 22) 2 27fo

[0340] A avaliação da transformada de Fourier na frequência do sinu- soide produz: Vo) = 560) expGiv1) argV(fo) = fo) = 2500) exp(ip2) arg (fo) = q

[0341] Outras abordagens incluem estimativa ponderada de qua- drados mínimos, filtragem Kalman e técnicas baseadas em espaço e vetor. Virtualmente todo o processamento em uma técnica de FFT ou DFT pode ser executado no domínio digital com o auxílio do ADC de alta velocidade de dois canais, 1780, 1800, por exemplo. Em uma téc- nica, as amostras de sinais digitais dos sinais de tensão e corrente são transformadas de Fourier com uma FFT ou uma DFT. O ângulo de fase q em qualquer ponto no tempo pode ser calculado por:

q=2n7nft+qo, Onde f é o ângulo de fase, q é a frequência, t é o tempo, e q. é a fase emt=o.

[0342] Uma outra técnica para determinar a diferença de fase entre os sinais de tensão V,(t) e corrente /7(t) é o método de passagem por zero ("zero-crossing") e produz resultados altamente precisos. Para si- nais de tensão V,(t) e corrente /7(t) tendo a mesma frequência, cada pas- sagem por zero de negativo para positivo do sinal de tensão V,a(t) aciona o início de um pulso, enquanto cada passagem por zero de negativo para positivo do sinal de corrente /7(t) aciona o final do pulso. O resultado é um trem de pulsos com uma largura de pulso proporcional ao ângulo de fase entre o sinal de tensão e o sinal de corrente. Em um aspecto, o trem de pulsos pode ser passado através de um filtro de média para produzir uma medida da diferença de fase. Além disso, se as passagens por zero de positivo para negativo também forem usadas de uma maneira similar, e a média dos resultados calculada, quaisquer efeitos de componentes DC e harmônicos podem ser reduzidos. Em uma implementação, os sinais analógicos de tensão Va(t) e corrente /7(t) são convertidos em sinais digi- tais que são altos se o sinal analógico for positivo e baixos se o sinal analógico for negativo. As estimativas de fase de alta acurácia exigem transições bruscas entre altas e baixas. Em um aspecto, um disparador Schmitt juntamente com uma rede de estabilização RC podem ser usa- dos para converter os sinais analógicos em sinais digitais. Em outros as- pectos, um circuito flip-fliop RS disparado pela borda e auxiliares pode ser usado. Em ainda outro aspecto, a técnica de passagem por zero pode usar uma porta exclusiva OR (XOR).

[0343] Outras técnicas para determinação da diferença de fase entre os sinais de tensão e corrente incluem figuras Lissajous e monitoramento da imagem; métodos como o método de três voltímetros, o método "cros- sed-coil", os métodos de voltímetro vetorial e impedância vetorial; e o uso de instrumentos de fase padrões, malha de captura de fase ("pbhase-locked loops") e outras técnicas conforme descrito em Phase Measurement, Peter O'Shea, 2000 CRC Press LLC, <http://Awww.engnetbase.com>, que está aqui incorporado a título de referência.

[0344] Em outro aspecto, por exemplo, os dados de retroinformação da corrente podem ser monitorados de modo a manter a amplitude de corrente do sinal de acionamento em um ponto de ajuste da amplitude de corrente. O ponto de ajuste da amplitude de corrente pode ser especifi- cado diretamente ou determinado indiretamente com base nos pontos de ajuste especificados para amplitude de tensão e potência. Em certos as- pectos, o controle da amplitude de corrente pode ser implementado pelo algoritmo de controle, como um algoritmo de controle proporcional-inte- gral-derivado (PID), no processador 1740. As variáveis controladas pelo algoritmo de controle para controlar adequadamente a amplitude de cor- rente do sinal de acionamento podem incluir, por exemplo, a alteração de escala das amostras de forma de onda da LUT armazenada no disposi- tivo lógico programável 1660 e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 1680 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 1620) por meio de um DAC 1860.

[0345] O estágio não isolado 1540 pode conter, ainda, um processa- dor 1900 para proporcionar, entre outras coisas, a funcionalidade da in- terface de usuário (UI). Em um aspecto, o processador 1900 pode com- preender um processador Atmel AT91 SAM9263 com um núcleo ARM 926EJ-S, disponível junto à Atmel Corporation, de San Jose, Califórnia, EUA, por exemplo. Exemplos de funcionalidade de UI suportados pelo processador 1900 podem incluir retroinformação audível e visual do usu- ário, comunicação com dispositivos periféricos (por exemplo, através de uma interface de barramento serial universal (USB)), comunicação com a chave de pedal 1430, comunicação com um dispositivo de entrada 2150 (por exemplo, uma tela sensível ao toque) e comunicação com um dispositivo de saída 2140 (por exemplo, um alto-falante). O processador 1900 pode comunicar-se com o processador 1740 e o dispositivo lógico programável (por exemplo, via barramentos de interface serial para peri- féricos (SPI)). Embora o processador 1900 possa primariamente suportar funcionalidade de UI, o mesmo pode também coordenar-se com o pro- cessador 1740 para implementar mitigação de riscos em certos aspectos. Por exemplo, o processador 1900 pode ser programado para monitorar vários aspectos das entradas pelo usuário e/ou outras entradas (por exemplo, entradas de tela sensível ao toque 2150, entradas de chave a pedal 1430, entradas do sensor de temperatura 2160) e pode desabilitar a saída de acionamento do gerador 1100 quando uma condição de erro é detectada.

[0346] Em certos aspectos, tanto o processador 1740 (Figura 26, 27A) como o processador 1900 (Figura 26, 27B) podem determinar e monitorar o estado operacional do gerador 1100. Para o processador 1740, o estado operacional do gerador 1100 pode determinar, por exemplo, quais proces- sos de controle e/ou diagnóstico são implementados pelo processador

1740. Para o processador 1900, o estado operacional do gerador 1100 pode determinar, por exemplo, quais elementos de uma interface de usu- ário (por exemplo, telas de monitor, sons) são apresentados a um usuário. Os processadores 1740 e 1900 podem manter independentemente o es- tado operacional atual do gerador 1100, bem como reconhecer e avaliar possíveis transições para fora do estado operacional atual. O processador 1740 pode funcionar como o mestre nessa relação, e pode determinar quando devem ocorrer as transições entre estados operacionais. O pro- cessador 1900 pode estar ciente das transições válidas entre estados ope- racionais, e pode confirmar se uma determinada transição é adequada. Por exemplo, quando o processador 1740 instrui o processador 1900 a transicionar para um estado específico, o processador 1900 pode verificar que a transição solicitada é válida. Caso uma transição solicitada entre estados seja determinada como inválida pelo processador 1900, o proces- sador 1900 pode fazer com que o gerador 1100 entre em um modo de falha.

[0347] O estágio não isolado 1540 pode compreender, ainda, um controlador 1960 (Figuras 26, 27B) para monitorar os dispositivos de entrada 2150 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo usado para ligar e desligar o gerador 1100, uma tela capacitiva sensível ao toque). Em certos aspectos, o controlador 1960 pode compreender ao menos um processador e/ou outro dispositivo controlador em comunicação com o processador 1900. Em um aspecto, por exemplo, o controlador 1960 pode compreender um processador (por exemplo, um controlador Mega168 de 8 bits disponível junto à Atmel) configurado para monitorar as entradas fornecidas pelo usuário através de um ou mais sensores de toque capacitivos. Em um aspecto, o controlador 1960 pode compreen- der um controlador de tela sensível ao toque (por exemplo, um contro- lador de tela sensível ao toque QT5480 disponível junto à Atmel) para controlar e gerenciar a captura de dados de toque provenientes de uma tela capacitiva sensível ao toque.

[0348] Em certos aspectos, quando o gerador 1100 está em um es- tado "desligado", o controlador 1960 pode continuar a receber energia operacional (por exemplo, através de uma linha de uma fonte de alimen- tação do gerador 1100, como a fonte de alimentação 2110 (Figura 26) discutida abaixo). Dessa maneira, o controlador 1960 pode continuar a monitorar um dispositivo de entrada 2150 (por exemplo, um sensor de toque capacitivo situado sobre um painel frontal do gerador 1100) para ligar e desligar o gerador 1100. Quando o gerador 1100 está no estado desligado, o controlador 1960 pode despertar a fonte de alimentação (por exemplo, possibilitar o funcionamento de um ou mais conversores de ten- são CC/CC 2130 (Figura 26) da fonte de alimentação 2110), se for de- tectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 por um usuário. O controlador 1960 pode, portanto, iniciar uma sequência para fazer a transição do gerador 1100 para um estado "ligado". Por outro lado, o controlador 1960 pode iniciar uma sequência para fazer a transi- ção do gerador 1100 para o estado desligado se for detectada a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150, quando o gerador 1100 es- tiver no estado ligado. Em certos aspectos, por exemplo, o controlador 1960 pode relatar a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 ao processador 1900 que, por sua vez, implementa a sequência de pro- cesso necessária para transicionar o gerador 1100 ao estado desligado. Nesses aspectos, o controlador 1960 pode não ter qualquer capacidade independente para causar a remoção da potência do gerador 1100, após seu estado ligado ter sido estabelecido.

[0349] Em certos aspectos, o controlador 1960 pode fazer com que o gerador 1100 ofereça retroinformação audível ou outra retroinforma- ção sensorial para alertar o usuário de que foi iniciada uma sequência de ligar ou desligar. Esse tipo de alerta pode ser fornecido no início de uma sequência de ligar ou desligar, e antes do início de outros proces- sos associados à sequência.

[0350] Em certos aspectos, o estágio isolado 1520 pode compre- ender um circuito de interface de instrumento 1980 para, por exemplo, oferecer uma interface de comunicação entre um circuito de controle de um dispositivo cirúrgico (por exemplo, um circuito de controle que compreende chaves de cabo) e componentes do estágio não isolado 1540, como o dispositivo lógico programável 1660, o processador 1740 e/ou o processador 1900. O circuito de interface de instrumento 1980 pode trocar informações com componentes do estágio não isolado 1540 por meio de um link de comunicação que mantém um grau ade- quado de isolamento elétrico entre os estágios 1520 e 1540 como, por exemplo, um link de comunicação baseado em infravermelho (IV). À potência pode ser fornecida ao circuito de interface do instrumento

1980 com o uso de, por exemplo, um regulador de tensão de baixa queda alimentado por um transformador de isolamento acionado a par- tir do estágio não isolado 1540.

[0351] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender um dispositivo lógico programável 2000 (por exemplo, um FPGA) em comunicação com um circuito condicionador de sinal 2020 (Figura 26 e Figura 27C). O circuito condicionador de sinal 2020 pode ser configurado para receber um sinal periódico do dispositivo lógico progra- mável 2000 (por exemplo, uma onda quadrada de 2 kHz) para gerar um sinal de interrogação bipolar que tem uma frequência idêntica. O sinal de interrogação pode ser gerado, por exemplo, usando-se uma fonte de cor- rente bipolar alimentada por um amplificador diferencial. O sinal de inter- rogação pode ser comunicado a um circuito de controle do dispositivo cirúrgico (por exemplo, mediante o uso de um par condutor em um cabo que conecta o gerador 1100 ao dispositivo cirúrgico) e monitorado para determinar um estado ou configuração do circuito de controle. O circuito de controle pode compreender inúmeras chaves, resistores e/ou diodos para modificar uma ou mais características (por exemplo, amplitude, re- tificação) do sinal de interrogação de modo que um estado ou configura- ção do circuito de controle seja discernível, de modo inequívoco, com base nessa uma ou mais características. Em um aspecto, por exemplo, o circuito condicionador de sinal 2020 pode compreender um ADC para geração de amostras de um sinal de tensão aparecendo entre entradas do circuito de controle, resultando da passagem do sinal de interrogação através do mesmo. O dispositivo lógico programável 2000 (ou um com- ponente do estágio não isolado 1540) pode, então, determinar o estado ou a configuração do circuito de controle com base nas amostras de ADC.

[0352] Em um aspecto, o circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender uma primeira interface de circuito de dados 2040 para possibilitar a troca de informações entre o dispositivo lógico programável

2000 (ou outro elemento do circuito de interface de instrumento 1980) e um primeiro circuito de dados disposto em, ou de outro modo associado a, um dispositivo cirúrgico. Em certos aspectos, por exemplo, um primeiro circuito de dados 2060 pode estar disposto em um fio integralmente fi- xado a uma empunhadura do dispositivo cirúrgico, ou em um adaptador para fazer a interface entre um tipo ou modelo específico de dispositivo cirúrgico e o gerador 1100. Em certos aspectos, o primeiro circuito de dados pode compreender um dispositivo de armazenamento não volátil, como um dispositivo de memória só de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM). Em certos aspectos e novamente com referência à Figura 26, a primeira interface de circuito de dados 2040 pode ser im- plementada separadamente do dispositivo lógico programável 2000 e compreende um conjunto de circuitos adequado (por exemplo, dispositi- vos lógicos distintos, um processador) para possibilitar a comunicação entre o dispositivo lógico programável 2000 e o primeiro circuito de da- dos. Em outros aspectos, a primeira interface de circuito de dados 2040 pode ser integral com o dispositivo lógico programável 2000.

[0353] Em certos aspectos, o primeiro circuito de dados 2060 pode armazenar informações relacionadas ao dispositivo cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informações podem incluir, por exem- plo, um número de modelo, um número serial, um número de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Essas informações podem ser lidas pelo circuito de in- terface do instrumento 1980 (por exemplo, pelo dispositivo lógico pro- gramável 2000), transferidas para um componente do estágio não iso- lado 1540 (por exemplo, para o dispositivo lógico programável 1660, processador 1740 e/ou processador 1900) para apresentação a um usu- ário por meio de um dispositivo de saída 2140 e/ou para controlar uma função ou operação do gerador 1100. Adicionalmente, qualquer tipo de informação pode ser comunicada para o primeiro circuito de dados 2060 para armazenamento no mesmo através da primeira interface do circuito de dados 2040 (por exemplo, usando o dispositivo lógico programável 2000). Essas informações podem compreender, por exemplo, um nú- mero atualizado de operações nas quais o dispositivo cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso.

[0354] Conforme discutido anteriormente, um instrumento cirúrgico pode ser removível de uma empunhadura (por exemplo, o instrumento 1106 pode ser removível da empunhadura 1107) para promover a inter- cambiabilidade e/ou a descartabilidade do instrumento. Nesses casos, geradores conhecidos podem ser limitados em sua capacidade para re- conhecer configurações de instrumento específicas sendo usadas, bem como para otimizar os processos de controle e diagnóstico conforme necessário. A adição de circuitos de dados legíveis a instrumentos de dispositivo cirúrgico para resolver essa questão é problemática de um ponto de vista de compatibilidade, porém. Por exemplo, pode ser pouco prático projetar um dispositivo cirúrgico para que permaneça compatível com versões anteriores de geradores desprovidos da indispensável fun- cionalidade de leitura de dados devido a, por exemplo, diferentes es- quemas de sinalização, complexidade do design e custo. Outros aspec- tos dos instrumentos contemplam essas preocupações mediante o uso de circuitos de dados que podem ser implementados em instrumentos cirúrgicos existentes, economicamente e com mínimas alterações de design para preservar a compatibilidade dos dispositivos cirúrgicos com as plataformas de gerador atuais.

[0355] Adicionalmente, aspectos do gerador 1100 podem possibilitar comunicação com circuitos de dados baseados em instrumento. Por exemplo, o gerador 1100 pode ser configurado para se comunicar com um segundo circuito de dados (por exemplo, um circuito de dados) contidos em um instrumento (por exemplo, instrumento 1104, 1106, ou 1108) de um dispositivo cirúrgico. O circuito de interface de instrumento 1980 pode compreender uma segunda interface de circuito de dados 2100 para pos- sibilitar essa comunicação. Em um aspecto, a segunda interface de circuito de dados 2100 pode compreender uma interface digital triestado, embora também possam ser utilizadas outras interfaces. Em certos aspectos, o segundo circuito de dados pode ser geralmente qualquer circuito para transmissão e/ou recepção de dados. Em um aspecto, por exemplo, o se- gundo circuito de dados pode armazenar informações relacionadas ao ins- trumento cirúrgico específico com o qual está associado. Essas informa- ções podem incluir, por exemplo, um número de modelo, um número se- rial, um número de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado, e/ou quaisquer outros tipos de informações. Adicional ou alternativamente, qualquer tipo de informação pode ser comunicado ao segundo circuito de dados para armazenamento no mesmo através da segunda interface de circuito de dados 2100 (por exemplo, usando-se o dispositivo lógico pro- gramável 2000). Essas informações podem compreender, por exemplo, um número atualizado de operações nas quais o instrumento cirúrgico foi usado e/ou a datas e/ou horários de seu uso. Em certos aspectos, o se- gundo circuito de dados pode transmitir dados capturados por um ou mais sensores (por exemplo, um sensor de temperatura baseado em instru- mento). Em certos aspectos, o segundo circuito de dados pode receber dados do gerador 1100 e fornecer uma indicação ao usuário (por exemplo, uma indicação por LED ou outra indicação visível) com base nos dados recebidos.

[0356] Em certos aspectos, o segundo circuito de dados e a se- gunda interface de circuito de dados 2100 podem ser configurados de modo que a comunicação entre o dispositivo lógico programável 2000 e o segundo circuito de dados possa ser obtida sem a necessidade de proporcionar condutores adicionais para esse propósito (por exemplo, condutores dedicados de um cabo conectando uma empunhadura ao gerador 1100). Em um aspecto, por exemplo, as informações podem ser comunicadas de e para o segundo circuito de dados com o uso de um esquema de comunicação por barramento de um fio, implementado na fiação existente, como um dos condutores utilizados transmitindo sinais de interrogação provenientes do circuito condicionador de sinal 2020 para um circuito de controle em um cabo. Dessa maneira, são minimi- zadas ou reduzidas as alterações ou modificações ao design do dispo- sitivo cirúrgico que possam, de outro modo, ser necessárias. Além disso, devido ao fato de que diferentes tipos de comunicações podem ser implementados em um canal físico comum (com ou sem separação de banda de frequência), a presença de um segundo circuito de dados pode ser "invisível" a geradores que não têm a indispensável funciona- lidade de leitura de dados, o que, portanto, permite a retrocompatibili- dade do instrumento de dispositivo cirúrgico.

[0357] Em certos aspectos, o estágio isolado 1520 pode compreen- der ao menos um capacitor de bloqueio 2960-1 (Figura 27C) conectado à saída do sinal de acionamento 1600b, para impedir a passagem de corrente contínua para um paciente. Um único capacitor de bloqueio pode ser necessário para estar de acordo com os regulamentos e pa- drões médicos, por exemplo. Embora falhas em designs com um só ca- pacitor sejam relativamente incomuns, esse tipo de falha pode, ainda assim, ter consequências negativas. Em um aspecto, um segundo ca- pacitor de bloqueio 2960-2 pode ser colocado em série com o capacitor de bloqueio 2960-1, com fuga de corrente de um ponto entre os capaci- tores de bloqueio 2960-1 e 2960-2 sendo monitorados, por exemplo, por um ADC 2980 para amostragem de uma tensão induzida pela corrente de fuga. As amostras podem ser recebidas pelo dispositivo lógico pro- gramável 2000, por exemplo. Com base nas alterações da corrente de fuga (conforme indicado pelas amostras de tensão no aspecto da Figura 26), o gerador 1100 pode determinar quando ao menos um dentre os capacitores de bloqueio 2960-1 e 2960-2 falhou. Consequentemente, o aspecto da Figura 26 pode fornecer um benefício em relação a designs com somente um capacitor, tendo um único ponto de falha.

[0358] Em certos aspectos, o estágio não isolado 1540 pode com- preender uma fonte de alimentação 2110 para saída de energia em CC com tensão e corrente adequadas. A fonte de alimentação pode compre- ender, por exemplo, uma fonte de alimentação de 400 W para fornecer uma tensão do sistema de 48 VDC. Conforme discutido acima, a fonte de alimentação 2110 pode compreender adicionalmente um ou mais con- versores de tensão CC/CC 2130 para receber a saída da fonte de alimen- tação para gerar saídas de CC nas tensões e correntes exigidas pelos vários componentes do gerador 1100. Conforme discutido acima em re- lação ao controlador 1960, um ou mais dentre os conversores de tensão CC/CC 2130 podem receber uma entrada do controlador 1960 quando a ativação do dispositivo de entrada "liga/desliga" 2150 por um usuário é detectada pelo controlador 1960, para permitir o funcionamento ou o des- pertar dos conversores de tensão CC/CC 2130.

[0359] As Figuras 28A e 28B ilustram certos aspectos funcionais e es- truturais de um aspecto do gerador 1100. A retroinformação indicando sa- ída de corrente e tensão do enrolamento secundário 1580 do transforma- dor de potência 1560 é recebida pelos ADCs 1780 e 1800, respectiva- mente. Conforme mostrado, os ADCs 1780 e 1800 podem ser implemen- tados sob a forma de um ADC de 2 canais e podem tomar amostras dos sinais de retroinformação a uma alta velocidade (por exemplo, 80 Msps) para possibilitar a sobreamostragem (por exemplo, aproximadamente 200x de sobreamostragem) dos sinais de acionamento. Os sinais de re- troinformação de corrente e tensão podem ser adequadamente condicio- nados no domínio analógico (por exemplo, amplificados, filtrados) antes do processamento pelos ADCs 1780 e 1800. As amostras de retroinformação de corrente e tensão dos ADCs 1780 e 1800 podem ser individualmente registradas (buffered) e subsequentemente multiplexadas ou intercaladas em um único fluxo de dados no interior do bloco 2120 do dispositivo lógico programável 1660. No aspecto das Figuras 28A e 28B, o dispositivo lógico programável 1660 compreende um FPGA.

[0360] As amostras de retroinformação de corrente e tensão multi- plexadas podem ser recebidas por uma porta paralela de captura de da- dos (PDAP) implementada no interior do bloco 2144 do processador

1740. O PDAP pode compreender uma unidade de empacotamento para implementar quaisquer dentre as inúmeras metodologias para correlação das amostras de retroinformação multiplexadas com um endereço de me- mória. Em um aspecto, por exemplo, as amostras de retroinformação cor- respondentes a uma saída de amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 1660 podem ser armazenadas em um ou mais ende- reços de memória que estão correlacionados ou indexados ao endereço da LUT na amostra de LUT. Em um outro aspecto, as amostras de re- troinformação correspondentes a uma amostra de LUT específica pelo dispositivo lógico programável 1660 podem ser armazenadas, junta- mente com o endereço de LUT da amostra de LUT, em uma localização de memória em comum. De qualquer modo, as amostras de retroinfor- mação podem ser armazenadas de modo que o endereço da amostra de LUT a partir da qual se originou um conjunto específico de amostras de retroinformação possa ser subsequentemente determinado. Conforme discutido acima, a sincronização dos endereços das amostras de LUT e das amostras de retroinformação dessa maneira contribui para a correta temporização e estabilidade do algoritmo pré-distorção. Um controlador de acesso direto à memória (DMA) implementado no bloco 2166 do pro- cessador 1740 pode armazenar as amostras de retroinformação (e quais- quer LUT de dados de endereço da amostra, onde aplicável) em uma localização de memória designada 2180 do processador 1740 (por exem- plo, RAM interna).

[0361] O bloco 2200 do processador 1740 pode implementar um algoritmo de pré-distorção para pré-distorcer ou modificar as amostras de LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 1660 de ma- neira dinâmica e contínua. Conforme discutido acima, a pré-distorção das amostras de LUT pode compensar por várias fontes de distorção presentes no circuito de acionamento de saída do gerador 1100. As amostras da LUT pré-distorcidas, quando processadas através do cir- cuito de acionamento resultarão, portanto, em um sinal de aciona- mento tendo o formato de onda desejado (por exemplo, senoidal) para acionar de maneira ótima o transdutor ultrassônico.

[0362] No bloco 2220 do algoritmo de pré-distorção, é determinada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultras- sônico. A corrente da ramificação de movimento pode ser determinada com o uso da lei de corrente de Kirchoff com base, por exemplo, nas amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas no lo- cal da memória 2180 (que, quando dimensionada adequadamente, pode ser representativa de lg e Vg no modelo da Figura 25 discutido acima), um valor da capacitância estática do transdutor ultrassônico Co (medida ou conhecida a priori) e um valor conhecido da frequência de acionamento. Pode ser determinada uma amostra de corrente da ra- mificação de movimento para cada conjunto de amostras de retroinfor- mação de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra de LUT.

[0363] No bloco 2240 do algoritmo de pré-distorção, cada amostra de corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 2220 é comparada a uma amostra de uma forma de onda da corrente desejada para determinar uma diferença, ou erro de amplitude da amostra, entre as amostras comparadas. Para essa determinação, a amostra com a forma de onda da corrente desejada pode ser fornecida, por exemplo, de uma LUT 2260 de formas de onda contendo amostras de amplitude para um ciclo de uma forma de onda da corrente desejada. A amostra especí- fica do formato de onda da corrente da LUT 2260 usada para a compa- ração pode ser determinada pelo endereço da amostra da LUT associado à amostra de corrente da ramificação de movimento usada na compara- ção. Conforme necessário, a entrada da corrente da ramificação de mo- vimento no bloco 2240 pode ser sincronizada com a entrada de seu en- dereço da amostra da LUT associada no bloco 2240. As amostras da LUT armazenadas no dispositivo lógico programável 1660 e as amostras da LUT armazenadas na LUT de formatos de onda 2260 podem, por- tanto, ser iguais em termos de número. Em certos aspectos, a forma de onda da corrente desejada, representado pelas amostras de LUT arma- zenadas na LUT de formatos de onda 2260 pode ser uma onda senoidal fundamental. Outros formatos de onda podem ser desejáveis. Por exem- plo, contempla-se que poderia ser utilizada uma onda senoidal funda- mental para acionar o movimento longitudinal principal de um transdutor ultrassônico, sobreposta a um ou mais outros sinais de acionamento em outras frequências, como uma ultrassônica de terceira ordem para acio- nar ao menos duas ressonâncias mecânicas de modo a obter vibrações benéficas em modo transversal ou outros modos.

[0364] Cada valor do erro de amplitude da amostra determinado no bloco 2240 pode ser transmitido para a LUT do dispositivo lógico progra- mável 1660 (mostrado no bloco 2280 na Figura 28A) juntamente com uma indicação de seu endereço de LUT associado. Com base no valor da amostra de erro de amplitude e seu endereço associado (e, opcional- mente, os valores da amostra de erro de amplitude para o mesmo ende- reço de LUT anteriormente recebido), a LUT 2280 (ou outro bloco de con- trole do dispositivo lógico programável 1660) pode pré-distorcer ou modi- ficar o valor da amostra de LUT armazenada no endereço de LUT, de modo que a amostra de erro de amplitude seja reduzida ou minimizada. Deve-se compreender que essa pré-distorção ou modificação de cada amostra de LUT de um modo iterativo ao longo da faixa de endereços de LUT fará com que o formato de onda da corrente de saída do gerador se iguale ou se adapte ao formato de onda da corrente desejado, represen- tado pelas amostras da LUT 2260 de formatos de onda.

[0365] As medições de amplitude de corrente e tensão, as medi- ções de potência e as medições de impedância podem ser determina- das no bloco 2300 do processador 1740, com base nas amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na localização de memória 2180. Antes da determinação dessas quantidades, as amos- tras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certos aspectos, processadas através de um filtro 2320 adequado para remover o ruído resultante, por exemplo, do processo de captura de dados e dos componentes harmônicos induzidos. As amostras de tensão e corrente filtradas podem, portanto, representar substancial- mente a frequência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador. Em certos aspectos, o filtro 2320 pode ser um filtro de resposta ao impulso finita (FIR - finite impulse response) aplicado no domínio da frequência. Esses aspectos podem usar a transformada rápida de Fou- rier (FFT) dos sinais de saída de corrente e tensão do sinal de aciona- mento. Em certos aspectos, o espectro de frequência resultante pode ser utilizado para proporcionar funcionalidades adicionais ao gerador. Em um aspecto, por exemplo, a razão entre o componente harmônico de segunda e/ou terceira ordem em relação ao componente de frequên- cia fundamental pode ser utilizado como indicador de diagnóstico.

[0366] No bloco 2340 (Figura 28B), um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicado a um tamanho de amostra das amostras de retroinformação da corrente representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para gerar uma medição lms represen- tando a corrente de saída do sinal de acionamento. [0367] No bloco 2360, um cálculo de valor quadrático médio (RMS) pode ser aplicado a um tamanho de amostra das amostras de retroinformação da tensão representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição Vrms representando a tensão de saída do sinal de acionamento.

[0367] No bloco 2380, as amostras de retroinformação de corrente e tensão podem ser multiplicadas ponto por ponto, e um cálculo de média é aplicado às amostras representando um número integral de ciclos do sinal de acionamento, para determinar uma medição P, da potência de saída real do gerador.

[0368] No bloco 2400, a medição P. da potência de saída aparente do gerador pode ser determinada como o produto Vrms'lrms-

[0369] No bloco 2420, a medição Zm da magnitude da impedância de carga pode ser determinada como o quociente Vrms/lrms.

[0370] Em certos aspectos, as quantidades lrms, Vrms, Pr, Pa € Zm determinadas nos blocos 2340, 2360, 2380, 2400 e 2420, podem ser utilizadas pelo gerador 1100 para implementar quaisquer dentre vários processos de controle e/ou diagnósticos. Em certos aspectos, qualquer dessas quantidades pode ser comunicada a um usuário por meio, por exemplo, de um dispositivo de saída 2140 integral ao gerador 1100, ou um dispositivo de saída 2140 conectado ao gerador 1100 através de uma interface de comunicação adequada (por exemplo, uma interface USB). Os vários processos de diagnóstico podem incluir, sem limita- ção, integridade do cabo, integridade do instrumento, integridade da fixação instrumento, sobrecarga do instrumento, proximidade de so- brecarga do instrumento, falha no travamento da frequência, condição de excesso de tensão, condição de excesso de corrente, condição de excesso de potência, falha no sensor de tensão, falha no sensor de corrente, falha na indicação por áudio, falha na indicação visual, con- dição de curto-circuito, falha no fornecimento de potência, ou falha no capacitor de bloqueio, por exemplo.

[0371] O bloco 2440 do processador 1740 pode implementar um algoritmo de controle de fases para determinar e controlar a fase da impedância de uma carga elétrica (por exemplo, o transdutor ultrassô- nico) conduzida pelo gerador 1100. Conforme discutido acima, ao con- trolar a frequência do sinal de acionamento para minimizar ou reduzir a diferença entre a fase da impedância determinada e um ponto de ajuste da fase da impedância (por exemplo, 0º), os efeitos de distorção harmônica podem ser minimizados ou reduzidos, sendo aumentada a exatidão na medição de fase.

[0372] O algoritmo de controle de fases recebe como entrada as amostras de retroinformação de corrente e tensão armazenadas na lo- calização de memória 2180. Antes de seu uso no algoritmo de controle de fases, as amostras de retroinformação podem ser adequadamente dimensionadas e, em certos aspectos, processadas através de um fil- tro adequado 2460 (que pode ser idêntico ao filtro 2320) para remover o ruído resultante do processo de captura de dados e dos componen- tes harmônicos induzidos, por exemplo. As amostras de tensão e cor- rente filtradas podem, portanto, representar substancialmente a fre- quência fundamental do sinal de saída do acionamento do gerador.

[0373] No bloco 2480 do algoritmo de controle de fases, é determi- nada a corrente através da ramificação de movimento do transdutor ultras- sônico. Essa determinação pode ser idêntica àquela descrita acima em conexão com o bloco 2220 do algoritmo de pré-distorção. Assim, a saída do bloco 2480 pode ser, para cada conjunto de amostras de retroinforma- ção de corrente e tensão armazenado associado a uma amostra de LUT, uma amostra de corrente da ramificação de movimento.

[0374] No bloco 2500 do algoritmo de controle de fases, a fase da impedância é determinada com base na entrada sincronizada de amostras da corrente da ramificação de movimento determinada no bloco 2480 e correspondente a amostras de retroinformação da ten- são. Em certos aspectos, a fase da impedância é determinada como a média entre a fase da impedância medida na borda de subida dos for- matos de onda e a fase da impedância medida na borda de descida dos formatos de onda.

[0375] No bloco 2520 do algoritmo de controle de fases, o valor da fase da impedância determinado no bloco 2220 é comparado ao ponto de ajuste da fase 2540 para determinar uma diferença, ou erro de fase, entre os valores comparados.

[0376] No bloco 2560 (Figura 28A) do algoritmo de controle de fa- ses, com base em um valor do erro de fase determinado no bloco 2520 e na magnitude de impedância determinada no bloco 2420, é determi- nada uma saída de frequência para controlar a frequência do sinal de acionamento. O valor da saída de frequência pode ser continuamente ajustado pelo bloco 2560 e transferido para um bloco de controle DDS 2680 (discutido abaixo) de modo a manter a fase da impedância deter- minada no bloco 2500 do ponto de ajuste da fase (por exemplo, erro de fase zero). Em certos aspectos, a fase da impedância pode ser re- gulada para um ponto de ajuste de fase de 0º. Dessa maneira, qual- quer distorção harmônica estará centralizada em redor da crista do for- mato de onda da tensão, acentuando a acurácia da determinação da impedância de fase.

[0377] O bloco 2580 do processador 1740 pode implementar um al- goritmo para modulação da amplitude de corrente do sinal de aciona- mento, de modo a controlar a corrente, a tensão e a potência do sinal de acionamento, de acordo com pontos de ajuste especificados pelo usuário, ou de acordo com requisitos especificados por outros processos ou algo- ritmos implementados pelo gerador 1100. O controle dessas quantidades pode ser executado, por exemplo, mediante o dimensionamento das amostras de LUT na LUT 2280, e/ou mediante o ajuste da tensão de saída em escala total do DAC 1680 (que fornece a entrada ao amplificador de potência 1620) por meio de um DAC 1860. O bloco 2600 (que pode ser implementado como um controlador PID em certos aspectos) pode rece- ber como entrada amostras de retroinformação da corrente (que podem ser adequadamente dimensionadas e filtradas) provenientes da localiza- ção de memória 2180. As amostras de retroinformação da corrente podem ser comparadas ao valor de "demanda por corrente" la determinado pela variável controlada (por exemplo, corrente, tensão ou potência) para de- terminar se o sinal de acionamento está fornecendo a corrente necessária. Em aspectos nos quais a corrente do sinal de acionamento é a variável de controle, a demanda por corrente la pode ser especificada diretamente por um ponto de ajuste da corrente 2620A (ls,). Por exemplo, um valor RMS dos dados de retroinformação da corrente (determinado como no bloco 2340) pode ser comparado ao ponto de ajuste da corrente RMS ls, espe- cificado pelo usuário para determinar a ação adequada para o controlador. Se, por exemplo, os dados de retroinformação da corrente indicam um va- lor de RMS menor que o ponto de ajuste da corrente ls., o dimensiona- mento da LUT e/ou tensão de saída em escala total do DAC 1680 pode ser ajustada pelo bloco 2600, de modo que seja aumentada a corrente do sinal de acionamento. Por outro lado, o bloco 2600 pode ajustar um dimen- sionamento da LUT e/ou a tensão de saída em escala total do DAC 1680 para diminuir a corrente do sinal de acionamento quando os dados de re- troinformação da corrente indicam um valor RMS maior que o ponto de ajuste da corrente |lsp.

[0378] Em aspectos nos quais a tensão do sinal de acionamento é a variável de controle, o lag de demanda de corrente pode ser especifi- cado indiretamente, por exemplo, com base na corrente necessária para manter um valor de referência de tensão desejado 2620B (Vsp) dada a magnitude de impedância de carga Zm medida no bloco 2420 (por exem- Plo, la = Vsp/Zm). Da mesma forma, em aspectos em que a potência do sinal do inversor é a variável de controle, o la da demanda de corrente pode ser especificado indiretamente, por exemplo, com base na cor- rente necessária para manter um ponto de ajuste de potência desejado 2620C (Psp) dada a tensão Vrms medida nos blocos 2360 (por exemplo, la = Psp/Vrms).

[0379] O bloco 2680 (Figura 28A) pode implementar um algoritmo de controle DDS para controlar o sinal de acionamento mediante a re- cuperação de amostras da LUT armazenadas na LUT 2280. Em certos aspectos, o algoritmo de controle DDS pode ser um algoritmo de osci- lador numericamente controlado (NCO, de "numerically-controlled osci- Ilator") para gerar amostras de um formato de onda a uma taxa de tem- porização fixa com o uso de uma técnica de saltar pontos (localizações na memória). O algoritmo NCO pode implementar um acumulador de fase, ou conversor de frequência para fase, que funciona como um apontador de endereço para recuperação de amostras de LUT da LUT

2280. Em um aspecto, o acumulador de fase pode ser um acumulador de fase com tamanho do passo D, módulo N, onde D é um número in- teiro positivo representando um valor de controle da frequência, e Né o número de amostras de LUT na LUT 2280. Um valor de controle da fre- quência D=1, por exemplo, pode fazer com que o acumulador de fase aponte sequencialmente para cada endereço da LUT 2280, resultando em uma saída de forma de onda que replica a forma de onda armaze- nada na LUT 2280. Quando D>1, o acumulador de fase pode saltar en- dereços na LUT 2280, resultando em uma saída de forma de onda que tem uma frequência mais alta. Consequentemente, a frequência do for- mato de onda gerado pelo algoritmo de controle DDS pode, portanto, ser controlado variando-se adequadamente o valor de controle da fre- quência. Em certos aspectos, o valor de controle da frequência pode ser determinado com base na saída do algoritmo de controle de fases im-

plementado no bloco 2440. A saída do bloco 2680 pode fornecer a en- trada de DAC 1680 que, por sua vez, fornece um sinal analógico corres- pondente a uma entrada do amplificador de potência 1620.

[0380] O bloco 2700 do processador 1740 pode implementar um al- goritmo de controle do conversor de modo da chave para modular dinami- camente a tensão do trilho do amplificador de potência 1620 com base no envelope de forma de onda do sinal sendo amplificado, melhorando assim a eficiência do amplificador de potência 1620. Em certos aspectos, as ca- racterísticas do envelope de forma de onda podem ser determinadas me- diante o monitoramento de um ou mais sinais contidos no amplificador de potência 1620. Em um aspecto, por exemplo, as características do enve- lope de formato de onda podem ser determinadas por monitoramento da mínima de uma tensão de drenagem (por exemplo, uma tensão de drena- gem MOSFET) que é modulada de acordo com o envelope do sinal ampli- ficado. Um sinal de tensão da mínima pode ser gerado, por exemplo, por um detector de mínima da tensão acoplado à tensão de drenagem. O sinal de tensão da mínima pode ser amostrado pelo ADC 1760, com as amos- tras de tensão da mínima de saída sendo recebidas no bloco 2720 do al- goritmo de controle do conversor de modo de chaveamento. Com base nos valores das amostras de tensão da mínima, o bloco 2740 pode con- trolar uma saída de sinal PWM por um gerador de PWM 2760 que, por sua vez, controla a tensão do trilho fornecida ao amplificador de potência 1620 pelo regulador de modo de chaveamento 1700. Em certos aspectos, con- tanto que os valores das amostras de tensão da mínima sejam menores que uma entrada-alvo para a mínima 2780 no bloco 2720, a tensão no trilho pode ser modulada de acordo com o envelope de forma de onda, conforme caracterizado pelas amostras de tensão da mínima. Quando as amostras de tensão da mínima indicam baixos níveis de potência do en- velope, por exemplo, o bloco 2740 pode causar uma baixa tensão no trilho a ser fornecida ao amplificador de potência 1620, com a tensão total do trilho sendo fornecida somente quando as amostras de tensão da mínima indicam níveis máximos de potência do envelope. Quando as amostras de tensão da mínima caem abaixo do alvo para a mínima 2780, o bloco 2740 pode fazer com que a tensão do trilho seja mantida em um valor mínimo adequado para garantir o funcionamento adequado do amplificador de po- tência 1620.

[0381] A Figura 29 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito elétrico 2900, adequado para acionar um transdutor ultrassônico, como o transdutor ultrassônico 1120, de acordo com ao menos um as- pecto da presente divulgação. O circuito elétrico 2900 compreende um multiplexador analógico 2980. O multiplexador analógico 2980 multiplexa vários sinais dos canais a montante SCL-A, SDA-A, como circuito de con- trole ultrassônico, de bateria e de controle de potência. Um sensor de cor- rente 2982 está acoplado em série à perna de retorno ou de aterramento do circuito de fonte de alimentação para medir a corrente fornecida pela fonte de alimentação. Um sensor de temperatura 2984 de transístor de efeito de campo (FET) fornece a temperatura ambiente. Um temporizador de vigilância de modulação por largura de pulso (PWM) 2988 gera auto- maticamente uma reinicialização do sistema se o programa principal dei- xar de repará-lo periodicamente. Ele é fornecido para reiniciar automatica- mente o circuito elétrico 2900 quando ele trava ou congela devido a uma falha de software ou hardware. Será reconhecido que o circuito elétrico 2900 pode ser configurado como um circuito acionador de RF para acionar o transdutor ultrassônico ou para acionar os eletrodos de RF como o cir- cuito elétrico 3600 mostrado na Figura 36, por exemplo. Consequente- mente, com referência agora novamente à Figura 29, o circuito elétrico 2900 pode ser utilizado para acionar de forma intercambiável os transdu- tores ultrassônicos e os eletrodos de RF. Se acionados simultaneamente, circuitos de filtro podem ser fornecidos nos primeiros circuitos de estágio correspondentes 3404 (Figura 34) para selecionar tanto a forma de onda ultrassônica quanto a forma de onda de RF. Essas técnicas de filtragem são descritas na publicação da patente US nº US-2017-0086910-A1, de propriedade comum, intitulado TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLO- GIES FOR COMBINED GENERATOR, que está aqui integralmente incor- porado a título de referência.

[0382] Um circuito de acionamento 2986 fornece saídas de energia ultrassônica à esquerda e à direita. Um sinal digital que representa a forma de onda de sinal é fornecido às entradas SCL-A, SDA-A do mul- tiplexador analógico 2980 a partir de um circuito de controle, como o circuito de controle 3200 (Figura 32). Um conversor de digital para ana- lógico (DAC) 2990 converte a entrada digital em uma saída analógica para gerar um circuito de modulação por largura de pulso PWM 2992 acoplado a um oscilador 2994. O circuito de modulação por largura de pulso 2992 fornece um primeiro sinal para um primeiro circuito de aci- onamento de porta 2996a acoplado a um primeiro estágio de saída do transistor 2998a para acionar uma primeira saída de energia ultrassô- nica (esquerda). O circuito de modulação por largura de pulso 2992 também fornece um segundo sinal para um segundo circuito de acio- namento de porta 2996b acoplado a um segundo estágio de saída do transistor 2998b para acionar uma segunda saída de energia ultrassô- nica (direita). Um sensor de tensão 2999 é acoplado entre os terminais de saída ultrassônicos esquerdo/direito para medir a tensão de saída. O circuito de acionamento 2986, o primeiro e o segundo circuitos de acionamento 2996a, 2996b, e o primeiro e o segundo estágios de saída do transístor 2998a, 2998b definem um primeiro circuito amplificador de estágio. Em funcionamento, o circuito de controle 3200 (Figura 32) gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 43) que emprega circuitos como os circuitos de síntese direta digital (DDS) 4100, 4200 (Figuras 41 e 42). O DAC 2990 recebe a forma de onda digital 4300 e a converte em uma forma de onda analógica, que é recebida e amplificada pelo primeiro circuito amplificador de estágio.

[0383] A Figura 30 é um diagrama esquemático do transformador 3000 acoplado ao circuito elétrico 2900 mostrado na Figura 29, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Os terminais de en- trada ultrassônicos esquerdo/direito (enrolamento primário) do transforma- dor 3000 estão acoplados eletricamente aos terminais de saída ultrassô- nicos esquerdo/direito do circuito elétrico 2900. O enrolamento secundário do transformador 3000 está acoplado aos eletrodos positivo e negativo 3074a, 3074b. Os eletrodos positivo e negativo 3074a, 3074b do transfor- mador 3000 são acoplados ao terminal positivo (Pilha 1) e ao terminal ne- gativo (Pilha 2) do transdutor ultrassônico. Em um aspecto, o transforma- dor 3000 tem uma razão de voltas de n1:n2 de 1:50.

[0384] A Figura 31 é um diagrama esquemático do transformador 3000 mostrado na Figura 30 acoplado a um circuito de teste 3165, de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito de teste 3165 está acoplado aos eletrodos positivo e negativo 3074a, 3074b. Uma chave 3167 é colocada em série com uma carga de indutor/capa- citor/resistor (LCR) que simula a carga de um transdutor ultrassônico.

[0385] A Figura 32 é um diagrama esquemático de um circuito de controle 3200, como o circuito de controle 3212, de acordo com ao me- nos um aspecto da presente divulgação. O circuito de controle 3200 está situado no interior de um compartimento do conjunto de bateria. O con- junto de bateria é a fonte de alimentação para uma variedade de fontes de alimentação locais 3215. O circuito de controle compreende um pro- cessador principal 3214 acoplado por meio de um mestre de interface 3218 a vários circuitos a jusante por meio das saídas SCL-A e SDA-A, SCL-B e SDA-B, SCL-C e SDA-C, por exemplo. Em um aspecto, o mes- tre de interface 3218 é uma interface serial de propósito geral, como uma interface serial IPC. O processador principal 3214 também é confi-

gurado para acionar as chaves 3224 através de entrada/saída para pro- pósitos gerais (GPIO) 3220, uma tela 3226 (por exemplo, uma tela de LCD), e vários indicadores 3228 através de GPIO 3222. Um processa- dor de vigilância 3216 é fornecido para controlar o processador principal

3214. Uma chave 3230 é fornecida em série com uma bateria 3211 para ativar o circuito de controle 3212 mediante a inserção do conjunto de bateria em um conjunto de empunhadura de um instrumento cirúrgico.

[0386] Em um aspecto, o processador principal 3214 está acoplado ao circuito elétrico 2900 (Figura 29) por meio de terminais de saída SCL- A/SDA-A. O processador principal 3214 compreende uma memória para armazenar tabelas de sinais de acionamento ou formas de ondas digita- lizados que são transmitidos ao circuito elétrico 2900 para acionar o transdutor ultrassônico 1120, por exemplo. Em outros aspectos, o pro- cessador principal 3214 pode gerar uma forma de onda digital e transmiti- la ao circuito elétrico 2900 ou pode armazenar a forma de onda digital para transmissão posterior ao circuito elétrico 2900. O processador prin- cipal 3214 pode fornecer também acionamento por RF por meio de ter- minais de saída SCL-B/SDA-B e vários sensores (por exemplo, sensores de efeito Hall, sensores de fluido magneto-reológico (MRF), etc.) por meio de terminais de saída SCL-C/SDA-C. Em um aspecto, o processador principal 3214 é configurado para detectar a presença de circuito de aci- onamento ultrassônico e/ou circuito de acionamento por RF para habilitar o software adequado e a funcionalidade de interface de usuário.

[0387] Em um aspecto, o processador principal 3214 pode ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em ao menos um exemplo, o LM4F230H5QR da Texas Instruments é um núcleo processador ARM Cortex-M4F que compreende uma me- mória integrada de memória flash de ciclo único de 256 KB, ou outra memória não-volátil, até 40 MHz, um buffer de transferência para oti-

mizar o desempenho acima de 40 MHz, uma memória de acesso ale- atório seriada de ciclo único de 32 KB (SRAM), 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), um ou mais análogos de entrada do codificador de quadratura (QED), um ou mais conversores analógico para digital (ADC) de 12 bitscom 12 canais de entrada analógicos, dentre outros recursos que são pronta- mente disponíveis na folha de dados do produto. Outros processado- res podem ser facilmente substituídos e, consequentemente, a pre- sente divulgação não deve ser limitada neste contexto.

[0388] A Figura 33 mostra um diagrama de blocos de circuito sim- plificado que ilustra um outro circuito elétrico 3300 contido no interior de um instrumento cirúrgico ultrassônico modular 3334, de acordo com um aspecto da presente divulgação. O circuito elétrico 3300 inclui um pro- cessador 3302, um clock 3330, uma memória 3326, uma fonte de ali- mentação 3304 (por exemplo, uma bateria), uma chave 3306, como uma chave de energia de transístor de efeito de campo de óxido metá- lico semicondutor (MOSFET), um circuito de acionamento 3308 (PLL), um transformador 3310, um circuito de suavização de sinal 3312 (tam- bém chamado de um circuito de correspondência e pode ser, por exem- plo, um circuito de tanque), um circuito de detecção 3314, um transdutor 1120, e um conjunto de eixo de acionamento (por exemplo, conjunto de eixo de acionamento 1126, 1129) compreendendo um guia de ondas de transmissão ultrassônica que termina em uma lâmina ultrassônica (por exemplo, lâmina ultrassônica 1128, 1149) que pode ser chamada, na presente invenção, simplesmente de guia de ondas.

[0389] Uma característica da presente divulgação que interrompe a dependência da energia de entrada de alta tensão (120 VAC) (uma ca- racterística de dispositivos de corte ultrassônicos gerais) é a utilização de chaveamento de baixa tensão ao longo de todo o processo de for- mação de onda e a amplificação do sinal de acionamento apenas dire- tamente antes do estágio do transformador. Por essa razão, em um as- pecto da presente divulgação, a energia é derivada de apenas uma ba- teria, ou um grupo de baterias, pequena o suficiente para se encaixar no interior de um conjunto de empunhadura. A tecnologia de bateria do estado da técnica fornece baterias potentes de alguns centímetros de altura e largura e alguns milímetros de profundidade. Pela combinação das características da presente divulgação para fornecer um dispositivo ultrassônico autocontido e autoalimentado, pode-se obter uma redução do custo de produção.

[0390] A saída da fonte de alimentação 3304 é alimentada ao pro- cessador 3302 e o energiza. O processador 3302 recebe e envia sinais e, conforme será descrito abaixo, funciona de acordo com uma lógica personalizada ou de acordo com programas de computador que são executados pelo processador 3302. Conforme discutido acima, o cir- cuito elétrico 3300 pode também incluir uma memória 3326, de prefe- rência, uma memória de acesso aleatório (RAM) que armazena instru- ções e dados legíveis por computador.

[0391] A saída da fonte de alimentação 3304 também é direcionada à chave 3306 tendo um ciclo de trabalho controlado pelo processador

3302. Ao controlar o tempo de permanência da chave 3306, o proces- sador 3302 é capaz de determinar a quantidade total de energia que é, por fim, fornecida ao transdutor 1120. Em um aspecto, a chave 3306 é um MOSFET, embora outras configurações de chave e chaveamento também sejam adaptáveis. A saída da chave 3306 é alimentada a um circuito de acionamento 3308 que contém, por exemplo, um circuito de detecção de fase para fase bloqueada (PLL) e/ou um filtro passa baixa e/ou um oscilador controlado por tensão. A saída da chave 3306 é amostrada pelo processador 3302 para determinar a tensão e a corrente do sinal de saída (Vi e lw, respectivamente). Esses valores são utiliza- dos em uma arquitetura de retroinformação para ajustar a modulação por largura de pulso da chave 3306. Por exemplo, o ciclo de trabalho da chave 3306 pode variar de cerca de 20% a cerca de 80%, dependendo da saída desejada e real da chave 3306.

[0392] O circuito de acionamento 3308, que recebe o sinal da chave 3306, inclui um circuito oscilatório que transforma a saída da chave 3306 em um sinal elétrico tendo uma frequência ultrassônica, por exemplo, de 55 kHz (VCO). Conforme explicado acima, uma versão suavizada dessa forma de onda ultrassônica é, por fim, alimentada ao transdutor ultrassô- nico 1120 para produzir uma onda senoidal ressonante ao longo do guia de ondas de transmissão ultrassônica.

[0393] Na saída do circuito de acionamento 3308 existe um transfor- mador 3310 que é capaz de elevar o(s) sinal(is) de baixa tensão para uma tensão mais alta. Observa-se que o chaveamento a montante, antes do transformador 3310, é realizado em baixas tensões (por exemplo, acio- nado por bateria), algo que, até o momento, não era possível para dispo- sitivos ultrassônicos de corte e vedação. Isto ocorre, ao menos parcial- mente, pelo fato de que o dispositivo vantajosamente utiliza dispositivos de chaveamento MOSFET de baixa resistência. As chaves MOSFET de baixa resistência são vantajosas, uma vez que produzem menores perdas de chaveamento e menos calor que um dispositivo MOSFET tradicional e possibilitam maior corrente para passagem. Portanto, o estágio de chave- amento (pré-transformador) pode ser caracterizado como de baixa ten- são/alta corrente. Para garantir a menor resistência do(s) MOSFET(s) do amplificador, o(s) MOSFET(s) é(são) executado(s), por exemplo, a 10 V. Nesse caso, uma fonte de alimentação de 10 VDC separada pode ser uti- lizada para alimentar a porta MOSFET, o que garante que o MOSFET es- teja totalmente ligado e que uma resistência razoavelmente baixa seja atin- gida. Em um aspecto da presente divulgação, o transformador 3310 eleva a tensão da bateria para 120 V de valor quadrático médio (RMS). Os trans- formadores são conhecidos na técnica e, portanto, não são aqui explica- dos em detalhe.

[0394] Nas configurações descritas do circuito, a degradação do componente de circuito pode afetar negativamente o desempenho de circuito do circuito. Um fator que afeta diretamente o desempenho do componente é o calor. Os circuitos conhecidos em geral monitoram as temperaturas de chaveamento (ou seja, as temperaturas do MOSFET). Entretanto, devido aos avanços tecnológicos nos projetos de MOSFET e devido à correspondente redução no tamanho, as temperaturas de MOSFET não são mais um indicador válido de cargas e de calor do circuito. Por este motivo, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação, um circuito de detecção 3314 detecta a temperatura do transformador 3310. Essa detecção de temperatura é vantajosa, pois o transformador 3310 é operado na sua temperatura máxima ou muito próximo a ela, durante o uso do dispositivo. A temperatura adici- onal fará com que o material do núcleo, por exemplo, a ferrita, se rompa e um dano permanente pode ocorrer. A presente divulgação pode responder a uma temperatura máxima do transformador 3310, por exemplo, reduzindo a energia de acionamento no transformador 3310, sinalizando o usuário, desligando a energia, pulsando a energia ou por meio de outras respostas apropriadas.

[0395] Em um aspecto da presente divulgação, o processador 3302 está acoplado de forma comunicativa ao atuador de extremidade (por exemplo, 1122, 1125) que é utilizado para colocar o material em contato físico com a lâmina ultrassônica (por exemplo, 1128, 1149). São fornecidos sensores que medem, no atuador de extremidade, um valor de força de aperto (existente dentro uma faixa conhecida) e, com base no valor da força de aperto recebida, o processador 3302 altera a tensão de movimento Vm. Uma vez que os altos valores de força,

combinados com uma taxa de movimento definida, podem resultar em altas temperaturas da lâmina, um sensor de temperatura 3332 pode ser acoplado de forma comunicativa ao processador 3302, em que o processador 3302 é operável para receber e interpretar um sinal que indica uma temperatura atual da lâmina a partir do sensor de tempera- tura 3336 e para determinar uma frequência alvo de movimento da lâ- mina com base na temperatura recebida. Em um outro aspecto, sen- sores de força, como manômetros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados ao gatilho (por exemplo, 1143, 1147) para medir a força aplicada ao gatilho pelo usuário. Em um outro as- pecto, sensores de força, como manômetros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados a um botão da chave de modo que a intensidade do deslocamento corresponda à força aplicada pelo usuário ao botão de chave.

[0396] De acordo com ao menos um aspecto da presente divulga- ção, a porção PLL do circuito de acionamento 3308, que é acoplada ao processador 3302, é capaz de determinar uma frequência de movimento do guia de ondas e comunicar essa frequência ao processador 3302. O processador 3302 armazena o valor dessa frequência na memória 3326 quando o dispositivo é desligado. Ao ler o relógio 3330, o processador 3302 é capaz de determinar um tempo decorrido depois que o disposi- tivo é desligado e recuperar a última frequência de movimento do guia de ondas caso o tempo decorrido seja menor que um valor predetermi- nado. O dispositivo pode, então, iniciar na última frequência, que, pre- sumivelmente, é a frequência ideal para a carga de corrente. Instrumento cirúrgico de mão modular acionado por bateria com cir- cuitos geradores de múltiplos estágios

[0397] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um ins- trumento cirúrgico de mão modular alimentado por bateria com circuitos geradores de multiestágios. É divulgado um instrumento cirúrgico que in- clui um conjunto de bateria, um conjunto de empunhadura, e um conjunto de eixo de acionamento, em que o conjunto de bateria e o conjunto de eixo de acionamento são configurados para mecânica e eletricamente conectar o conjunto de empunhadura. O conjunto de bateria inclui um circuito de controle configurado para gerar uma forma de onda digital. O conjunto de empunhadura inclui um primeiro circuito de estágio configurado para rece- ber a forma de onda digital, converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica e amplificar a forma de onda analógica. O con- junto de eixo de acionamento inclui um segundo circuito de estágio aco- plado ao primeiro circuito de estágio para receber, amplificar e aplicar a forma de onda analógica a uma carga.

[0398] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um instrumento cirúrgico, que compreende: um conjunto de bateria, que compreende um circuito de controle que compreende uma bateria, uma memória acoplado à bateria, e um processador acoplado à memória e à bateria, em que o processador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um con- junto de empunhadura que compreende um primeiro circuito de estágio acoplado ao processador, em que o primeiro circuito de estágio compre- ende um conversor digital para analógico (DAC) e um primeiro circuito de estágio amplificador, em que o DAC é configurado para receber a forma de onda digital e converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, em que o primeiro circuito amplificador de estágio é configurado para receber e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de acionamento que compreende um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito amplificador de estágio para receber a forma de onda analógica, amplificar a forma de onda analógica, e aplicar a forma de onda analógica a uma carga; em que o conjunto de bateria e o conjunto de eixo de acionamento são configurados para se conectarem mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.

[0399] A carga pode compreender qualquer um dentre um transdutor ultrassônico, um eletrodo ou um sensor, ou quaisquer combinações dos mesmos. O primeiro circuito de estágio pode compreender um primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico e um primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência. O circuito de con- trole pode ser configurado para acionar o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico e o primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência, independentemente ou simultaneamente. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser confi- gurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio circuito de acio- namento ultrassônico. O segundo circuito de estágio de acionamento ul- trassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassô- nico. O primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência de primeiro estágio pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de alta frequência. O segundo circuito de es- tágio de acionamento de alta frequência pode ser configurado para se aco- plar a um eletrodo.

[0400] O primeiro circuito de estágio pode compreender um pri- meiro circuito de estágio de acionamento de sensor. O primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor pode ser configurado a um se- gundo circuito de estágio de acionamento. O segundo circuito de está- gio de acionamento de sensor pode ser configurado para se acoplar a um sensor.

[0401] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um ins- trumento cirúrgico, que compreende: um conjunto de bateria, que com- preende um circuito de controle que compreende uma bateria, uma me- mória acoplado à bateria, e um processador acoplado à memória e à ba- teria, em que o processador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um conjunto de empunhadura que compreende um primeiro cir-

cuito de estágio comum acoplado ao processador, em que o primeiro cir- cuito de estágio comum compreende um conversor digital para analógico (DAC) e um primeiro circuito amplificador de estágio comum, em que o DAC é configurado para receber a forma de onda digital e converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, em que o pri- meiro circuito amplificador de estágio comum é configurado para receber e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de aciona- mento que compreende um segundo circuito de estágio acoplado ao pri- meiro circuito amplificador de estágio comum para receber a forma de onda analógica, amplificar a forma de onda analógica, e aplicar a forma de onda analógica a uma carga; em que o conjunto de bateria e o con- junto de eixo de acionamento são configurados para se conectarem me- cânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.

[0402] A carga pode compreender qualquer um dentre um trans- dutor ultrassônico, um eletrodo ou um sensor, ou quaisquer combina- ções dos mesmos. O primeiro circuito de estágio comum pode ser con- figurado para acionar circuitos ultrassônicos, de alta frequência, ou sensores. O primeiro circuito estágio de acionamento comum pode ser configurado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de acio- namento ultrassônico, um segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência, ou um segundo circuito de estágio de acionamento de sensor. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassônico, o segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência é con- figurado para se acoplar a um eletrodo, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor é configurado para se acoplar a um sensor.

[0403] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um instrumento cirúrgico, que compreende: um circuito de controle que compreende uma memória acoplada a um processador, em que o pro-

cessador é configurado para gerar uma forma de onda digital; um con- junto de empunhadura que compreende um primeiro circuito de estágio comum acoplado ao processador, o primeiro circuito de estágio comum configurado para receber a forma de onda digital, converter a forma de onda digital em uma forma de onda analógica, e amplificar a forma de onda analógica; e um conjunto de eixo de acionamento que compre- ende um segundo circuito de estágio acoplado ao primeiro circuito de estágio comum para receber e amplificar a forma de onda analógica; em que o conjunto de eixo de acionamento é configurado para se co- nectar mecânica e eletricamente ao conjunto de empunhadura.

[0404] O primeiro circuito de estágio comum pode ser configurado para acionar circuitos ultrassônicos, de alta frequência, ou sensores. O primeiro circuito estágio de acionamento comum pode ser configu- rado para se acoplar a um segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico, um segundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência, ou um segundo circuito de estágio de acionamento de sen- sor. O segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico pode ser configurado para se acoplar a um transdutor ultrassônico, o se- gundo circuito de estágio de acionamento de alta frequência é configu- rado para se acoplar a um eletrodo, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor é configurado para se acoplar a um sensor.

[0405] A Figura 34 ilustra um circuito gerador 3400 dividido em um primeiro circuito de estágio 3404 e um segundo circuito de estágio 3406, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 aqui descritos podem compreender um circuito gerador 3400 dividido em múltiplos estágios. Por exemplo, os instrumentos cirúrgicos do sis- tema cirúrgico 1000 podem compreender o circuito gerador 3400 divi- dido em ao menos dois circuitos: o primeiro circuito de estágio 3404 e o segundo circuito de estágio 3406 de amplificação permitindo a ope- ração de energia de RF apenas, energia ultrassônica apenas, e/ou uma combinação de energia de RF e energia ultrassônica. Um con- junto de eixo de acionamento modular 3414 de combinação ser alimen- tado pelo primeiro circuito de estágio comum 3404 localizado em um conjunto de empunhadura 3412 e o segundo circuito de estágio modu- lar 3406 integral com o conjunto de eixo de acionamento modular 3414. Como anteriormente discutido nesta descrição em conexão com os ins- trumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, um conjunto de bateria 3410 e o conjunto de eixo de acionamento 3414 são configurados para mecanicamente e eletricamente se conectarem ao conjunto de empu- nhadura 3412. O conjunto de atuador de extremidade é configurado para mecânica e eletricamente se conectar ao conjunto de eixo de aci- onamento 3414.

[0406] Voltando-se agora para a Figura 34, o circuito gerador 3400 é dividido em múltiplos estágios localizados em múltiplos conjuntos modula- res de um instrumento cirúrgico, como os instrumentos cirúrgicos do sis- tema cirúrgico 1000 aqui descritos. Em um aspecto, um circuito de controle de estágio 3402 pode estar situado no conjunto de bateria 3410 do instru- mento cirúrgico. O circuito de controle de estágio 3402 é um circuito de controle 3200 conforme descrito em conexão com a Figura 32. O circuito de controle 3200 compreende um processador 3214, que inclui memória interna 3217 (Figura 34) (por exemplo, memória volátil e não volátil), e é eletricamente acoplado a uma bateria 3211. A bateria 3211 fornece ener- gia para o primeiro circuito de estágio 3404, o segundo circuito de estágio 3406, e um terceiro circuito de estágio 3408, respectivamente. Conforme anteriormente discutido, o circuito de controle 3200 gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 43) com o uso de circuitos e técnicas descritas em conexão com as Figuras 41 e 42. Novamente com referência à Figura 34, a forma de onda digital 4300 pode ser configurada para acionar um transdutor ultrassônico, eletrodos de alta frequência (por exemplo, RF), ou uma combinação dos mesmos, independentemente ou simultaneamente. Se acionados simultaneamente, circuitos de filtro podem ser fornecidos nos primeiros circuitos de estágio correspondentes 3404 para selecionar tanto a forma de onda ultrassônica quanto a forma de onda de RF. Essas técnicas de filtragem são descritas na publicação da patente US nº US- 2017-0086910-A1, de propriedade comum, intitulado TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR, que está aqui integralmente incorporado a título de referência.

[0407] Os primeiros circuitos de estágio 3404 (por exemplo, o primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420, o primeiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422, e o primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424) estão localizados em um conjunto de em- punhadura 3412 do instrumento cirúrgico. O circuito de controle 3200 for- nece o sinal de acionamento ultrassônico para o primeiro circuito de está- gio de acionamento ultrassônico 3420 através das saídas SCL-A, SDA-A do circuito de controle 3200. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420 é descrito em detalhes em conexão com a Figura 29. O circuito de controle 3200 fornece o sinal de acionamento RF para o pri- meiro circuito de estágio de acionamento de RF 3422 através das saídas SCL-B, SDA-B do circuito de controle 3200. O primeiro circuito de estágio de acionamento RF 3422 é descrito em detalhes em conexão com a Figura

36. O circuito de controle 3200 fornece o sinal de acionamento do sensor ao primeiro circuito de estágio de acionamento do sensor 3424 através das saídas SCL-C, SDA-C do circuito de controle 3200. Em geral, cada um dentre os primeiros circuitos de estágio 3404 inclui um conversor digital para analógico (DAC) e uma primeira seção de amplificador de estágio para acionar os segundos circuitos de estágio 3406. As saídas dos primei- ros circuitos de estágio 3404 são fornecidas para as entradas dos segun- dos circuitos de estágio 3406.

[0408] O circuito de controle 3200 é configurado para detectar quais módulos são plugados no circuito de controle 3200. Por exemplo, o circuito de controle 3200 é configurado para detectar se o primeiro circuito de es- tágio de acionamento ultrassônico 3420, o primeiro circuito estágio de aci- onamento de RF 3422, ou o primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424 situado no conjunto de empunhadura 3412 está conectado ao conjunto de bateria 3410. Da mesma forma, cada um dentre os primei- ros circuitos de estágio 3404 pode detectar quais segundos circuitos de estágio 3406 estão conectados ao mesmo e qual informação é fornecida de volta ao circuito de controle 3200 para determinar que tipo de forma de onda de sinal gerar. De modo similar, cada um dentre os segundos circui- tos de estágio 3406 pode detectar quais terceiros circuitos de estágio 3408 ou componentes estão conectados ao mesmo e qual informação é forne- cida de volta ao circuito de controle 3200 para determinar que tipo de forma de onda de sinal gerar.

[0409] Em um aspecto, os segundos circuitos de estágio 3406 (por exemplo, o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432, e o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434) estão lo- calizados no conjunto de eixo de acionamento 3414 do instrumento ci- rúrgico. O primeiro circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3420 fornece um sinal para o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 através de saídas US-esquerda/US-direta. O se- gundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 é descrito em detalhes em conexão com as Figuras 30 e 31. Além de um transfor- mador (Figuras 30 e 31), o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 também pode incluir filtro, amplificador, e circuitos de condicionamento de sinal. O primeiro circuito de estágio de acionamento de corrente (RF) de alta frequência 3422 fornece um sinal para o se-

gundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 através das saí- das de RF-esquerda/RF direita. Além de um transformador e capacito- res de bloqueio, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 também pode incluir filtro, amplificador, e circuitos de condiciona- mento de sinal. O primeiro circuito de estágio de acionamento de sensor 3424 fornece um sinal para o segundo circuito de estágio de aciona- mento de sensor 3434 através de saídas sensor-1/sensor-2. O segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434 pode incluir filtro, amplificador, e circuitos de condicionamento de sinal dependendo do tipo de sensor. As saídas dos segundos circuitos de estágio 3406 são fornecidas para as entradas dos terceiros circuitos de estágio 3408.

[0410] Em um aspecto, os terceiros circuitos de estágio 3408 (por exemplo, o transdutor ultrassônico 1120, os eletrodos de RF 3074a, 3074b, e os sensores 3440) podem estar situados em vários conjuntos 3416 dos Instrumentos cirúrgicos. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430 fornece um sinal de aciona- mento à pilha piezoelétrica do transdutor ultrassônico 1120. Em um as- pecto, o transdutor ultrassônico 1120 está localizado no conjunto de transdutor ultrassônico do instrumento cirúrgico. Em outros aspectos, en- tretanto, o transdutor ultrassônico 1120 pode estar situado no conjunto de empunhadura 3412, no conjunto de eixo de acionamento 3414 ou no atuador de extremidade. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432 fornece um sinal de acionamento aos ele- trodos de RF 3074a, 3074b, que estão geralmente localizados na porção de atuador de extremidade do instrumento cirúrgico. Em um aspecto, o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434 fornece um sinal de acionamento a vários sensores 3440 localizados no instrumento cirúrgico.

[0411] A Figura 35 ilustra um circuito gerador 3500 dividido em múlti- plos estágios em que um primeiro circuito de estágio 3504 é comum para o segundo circuito de estágio 3506, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, os instrumentos cirúrgicos do sis- tema cirúrgico 1000 aqui descritos podem compreender circuito gerador 3500 dividido em múltiplos estágios. Por exemplo, os instrumentos cirúrgi- cos do sistema cirúrgico 1000 podem compreender o circuito gerador 3500 dividido em ao menos dois circuitos: o primeiro circuito de estágio 3504 e o segundo circuito de estágio 3506 de amplificação permitindo a operação de energia de alta frequência RF apenas, energia ultrassônica apenas, e/ou uma combinação de energia de RF e energia ultrassônica. Um con- junto de eixo de acionamento modular 3514 de combinação ser alimen- tado pelo primeiro circuito de estágio comum 3504 localizado em um con- junto de empunhadura 3512 e o segundo circuito de estágio modular 3506 integral com o conjunto de eixo de acionamento modular 3514. Como an- teriormente discutido nesta descrição em conexão com os instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, um conjunto de bateria 3510 e o con- junto de eixo de acionamento 3514 são configurados para mecanicamente e eletricamente se conectarem ao conjunto de empunhadura 3512. O con- junto de atuador de extremidade é configurado para mecânica e eletrica- mente se conectar ao conjunto de eixo de acionamento 3514.

[0412] Conforme mostrado no exemplo da Figura 35, a porção do conjunto de bateria 3510 do instrumento cirúrgico compreende um pri- meiro circuito de controle 3502, que inclui o circuito de controle 3200 anteriormente descrito. O conjunto de empunhadura 3512, que se co- necta ao conjunto de bateria 3510, compreende um primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420. Conforme anteriormente dis- cutido, o primeiro circuito de estágio de acionamento 3420 é configu- rado para acionar a corrente ultrassônica de alta frequência (RF), e cargas de sensor. A saída do primeiro circuito de estágio de aciona- mento comum 3420 pode acionar qualquer um dos segundos circuitos de estágio 3506 como o segundo circuito de estágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de corrente de alta frequência (RF) 3432, e/ou o segundo circuito de es- tágio de acionamento de sensor 3434. O primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420 detecta qual segundo circuito de estágio 3506 está situado no conjunto de eixo de acionamento 3514 quando o conjunto de eixo de acionamento 3514 é conectado ao conjunto de empunhadura 3512. Após o conjunto de eixo de acionamento 3514 ser conectado ao conjunto de empunhadura 3512, o primeiro circuito de estágio de acionamento comum 3420 determina qual dentre os segun- dos circuitos de estágio 3506 (por exemplo, o segundo circuito de es- tágio de acionamento ultrassônico 3430, o segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3432, e/ou o segundo circuito de estágio de acionamento de sensor 3434) está situado no conjunto de eixo de aci- onamento 3514. As informações são fornecidas ao circuito de controle 3200 localizado no conjunto de empunhadura 3512 para fornecer uma forma de onda digital adequada 4300 (Figura 43) ao segundo circuito de estágio 3506 para acionar a carga adequada, por exemplo, ultras- sônica, RF ou sensor. Será entendido que circuitos de identificação podem ser incluídos em vários conjuntos 3516 no terceiro circuito de estágio 3508 como o transdutor ultrassônico 1120, os eletrodos 3074a, 3074b, ou os sensores 3440. Dessa forma, quando um terceiro circuito de estágio 3508 é conectado a um segundo circuito de estágio 3506, o segundo circuito de estágio 3506 reconhece o tipo de carga que é necessária com base na informação de identificação.

[0413] A Figura 36 é um diagrama esquemático de um aspecto de um circuito elétrico 3600 configurado para acionar uma corrente de alta frequência (RF), de acordo com ao menos um aspecto da presente di- vulgação. O circuito elétrico 3600 compreende um multiplexador analó- gico 3680. O multiplexador analógico 3680 multiplexa vários sinais a partir dos canais a montante SCL-A, SDA-A como circuitos de RF, de bateria e de controle de energia. Um sensor de corrente 3682 está aco- plado em série à perna de retorno ou de aterramento do circuito de fonte de alimentação para medir a corrente fornecida pela fonte de alimenta- ção. Um sensor de temperatura 3684 de transístor de efeito de campo (FET) fornece a temperatura ambiente. Um temporizador de vigilância de modulação por largura de pulso (PWM) 3688 gera automaticamente uma reinicialização do sistema se o programa principal deixar de repará- lo periodicamente. Ele é fornecido para reiniciar automaticamente o cir- cuito elétrico 3600 quando ele trava ou congela devido a uma falha de software ou hardware. Será reconhecido que o circuito elétrico 3600 pode ser configurado para acionar eletrodos de RF ou para acionar o transdutor ultrassônico 1120 conforme descrito em conexão com a Fi- gura 29, por exemplo. Consequentemente, com referência agora nova- mente à Figura 36, o circuito elétrico 3600 pode ser utilizado para acio- nar tanto eletrodos ultrassônicos quanto de RF de forma intercambiável.

[0414] Um circuito de acionamento 3686 fornece saídas de energia de RF à esquerda e à direita. Um sinal digital que representa a forma de onda de sinal é fornecido às entradas SCL-A, SDA-A do multiplexador analógico 3680 a partir de um circuito de controle, como o circuito de controle 3200 (Figura 32). Um conversor de digital para analógico (DAC) 3690 converte a entrada digital em uma saída analógica para gerar um circuito de modulação por largura de pulso (PWM) 3692 acoplado a um oscilador 3694. O circuito de modulação por largura de pulso 3692 for- nece um primeiro sinal para um primeiro circuito de acionamento de porta 3696a acoplado a um primeiro estágio de saída do transístor 3698a para acionar uma primeira saída de energia de RF+ (esquerda). O circuito de modulação por largura de pulso 3692 também fornece um segundo sinal para um segundo circuito de acionamento de porta 3696b acoplado a um segundo estágio de saída do transístor 3698b para acionar uma segunda saída de energia de RF- (direita). Um sensor de tensão 3699 está aco- plado entre os terminais de saída de RF à esquerda/RF para medir a tensão de saída. O circuito de acionamento 3686, o primeiro e o segundo circuitos de acionamento 3696a, 3696b, e o primeiro e o segundo está- gios de saída do transístor 3698a, 3698b definem um primeiro circuito amplificador de estágio. Em funcionamento, o circuito de controle 3200 (Figura 32) gera uma forma de onda digital 4300 (Figura 43) que emprega circuitos como os circuitos de síntese direta digital (DDS) 4100, 4200 (Fi- guras 41 e 42). O DAC 3690 recebe a forma de onda digital 4300 e a converte em uma forma de onda analógica, que é recebida e amplificada pelo primeiro circuito amplificador de estágio.

[0415] A Figura 37 é um diagrama esquemático do transformador 3700 acoplado ao circuito elétrico 3600 mostrado na Figura 36, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Os termi- nais de entrada RF+/RF (enrolamento primário) do transformador 3700 estão acoplados eletricamente aos terminais de saída RF esquerdo/RF do circuito elétrico 3600. Um lado do enrolamento secundário está aco- plado em série ao primeiro e ao segundo capacitor de bloqueio 3706,

3708. O segundo capacitor de bloqueio está acoplado ao terminal po- sitivo do segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3774a. O outro lado do enrolamento secundário está acoplado ao terminal nega- tivo do segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3774b. À saída positiva do segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3774a é acoplada à lâmina ultrassônica e o segundo terminal terra ne- gativo do segundo circuito de estágio de acionamento de RF 3774b é acoplado a um tubo externo. Em um aspecto, o transformador tem uma razão de voltas de n1:n2 de 1:50.

[0416] A Figura 38 é um diagrama esquemático de um circuito 3800 compreendendo fontes de alimentação separadas para circuitos de acio- namento/energia de alta potência e circuitos de baixa potência, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação.

A fonte de alimenta- ção 3812 inclui uma bateria primária compreendendo a primeira e a se- gunda baterias primárias 3815, 3817 (por exemplo, baterias de íons de Li) que estão conectadas ao circuito 3800 por uma chave 3818 e uma bateria secundária compreendendo uma bateria secundária 3820 que está conec- tada ao circuito por uma chave 3823 quando a fonte de alimentação 3812 é inserida no conjunto de bateria.

A bateria secundária 3820 é uma bateria de prevenção de queda que tem componentes resistentes a esterilização por radiação gama ou outra radiação.

Por exemplo, uma fonte de alimen- tação chaveada 3827 e um circuito de carga opcional no interior do con- junto de bateria podem ser incorporados para permitir que a bateria secun- dária 3820 reduza a queda de tensão das baterias primárias 3815, 3817. Isso garante células totalmente carregadas no início de uma cirurgia que são fáceis de introduzir no campo estéril.

As baterias primárias 3815, 3817 podem ser usadas para alimentar os circuitos de controle do motor 3826 e os circuitos de energia 3832 diretamente.

Os circuitos de controle de motor 3826 são configurados para controlar um motor, como o motor 3829. À fonte de alimentação/bateria 3812 pode compreender um conjunto de ba- teria do tipo dupla incluindo baterias primárias de íons de Li 3815, 3817 e baterias secundárias de NIMH 3820 com células de energia dedicadas 3820 para controlar os circuitos eletrônicos da empunhadura 3830 a partir das células de energia dedicadas 3815, 3817 para operar os circuitos de controle do motor 3826 e os circuitos de energia 3832. Neste caso o cir- cuito 3810 se alimenta das baterias secundárias 3820 envolvidas no acio- namento dos circuitos eletrônicos da empunhadura 3830 quando as bate- rias primárias 3815, 3817 envolvidas no acionamento dos circuitos de energia 3832 e/ou circuitos de controle de motor 3826 estão baixando.

Em um aspecto diferente, o circuito 3810 pode incluir um diodo de sentido único que não possibilita que a corrente flua na direção oposta (por exem-

plo, a partir das baterias envolvidas no acionamento da energia e/ou cir- cuitos de controle do motor para as baterias envolvidas no acionamento dos circuitos eletrônicos).

[0417] Adicionalmente, pode ser fornecido um circuito de carga passível de exposição à radiação gama que inclui uma fonte de alimen- tação chaveada 3827 utilizando diodos e componentes de tubo de vá- cuo para minimizar a queda de tensão em um nível predeterminado. Com a inclusão de uma mínima queda de tensão que é uma divisão das tensões de NiMH (3 células de NiMH), a fonte de alimentação cha- veada 3827 poderia ser eliminada. Adicionalmente, pode ser fornecido um sistema modular em que os componentes reforçados contra radia- ção estão situados em um módulo, tornando o módulo esterilizável por esterilização por radiação. Outros componentes não reforçados contra radiação podem estar incluídos em outros componentes modulares e conexões feitas entre os componentes modulares, de modo que o com- ponente opere junto como se os componentes estivessem situados juntos na mesma placa de circuito. Se apenas duas células de NIMH forem desejadas, a fonte de alimentação chaveada 3827 baseada em diodos e tubos de vácuo possibilita o circuito eletrônico esterilizável no interior da bateria primária descartável.

[0418] Com referência agora à Figura 39, é mostrado um circuito de controle 3900 para operação de um circuito gerador de RF alimentado pela bateria 3901 para uso com um instrumento cirúrgico 3902, de acordo com um ao menos um aspecto da presente divulgação. O instrumento cirúrgico é configurado tanto para utilizar vibração ultrassônica quanto corrente de alta frequência para realizar tratamentos cirúrgicos de coa- gulação/corte em tecido vivo, e utiliza corrente de alta frequência para realizar um tratamento de coagulação cirúrgica em tecido vivo.

[0419] A Figura 39 ilustra o circuito de controle 3900 que permite que um sistema gerador duplo alterne entre as modalidades de energia do circuito gerador de RF 3902 e do circuito gerador ultrassônico 3920 para um instrumento cirúrgico do sistema cirúrgico 1000. Em um aspecto, um limiar de corrente em um sinal de RF é detectado. Quando a impedância do tecido for baixa, a corrente de alta frequência através do tecido é alta quando a energia de RF for utilizada como a fonte para o tratamento do tecido. De acordo com um aspecto, um indicador visual 3912 ou luz situ- ado no instrumento cirúrgico do sistema cirúrgico 1000 pode ser configu- rado para estar em um estado ligado durante esse período de alta cor- rente. Quando a corrente cai abaixo de um limiar, o indicador visual 3912 entra em um estado desligado. Consequentemente, um fototransístor 3914 pode ser configurado para detectar a transição de um estado ligado para um estado desligado e desativar a energia de RF, conforme mos- trado no circuito de controle 3900 mostrado na Figura 39. Portanto, quando o botão de energia é liberado e uma chave de energia 3926 é aberta, o circuito de controle 3900 é reinicializado e ambos os circuitos de RF e de gerador ultrassônico 3902, 3920 são mantidos desligados.

[0420] Com referência à Figura 39, em um aspecto, é fornecido um método de gerenciamento de um circuito gerador de RF 3902 e de um circuito gerador de ultrassom 3920. O circuito gerador de RF 3902 e/ou o circuito gerador de ultrassom 3920 podem estar situados no conjunto de empunhadura 1109, no conjunto de transdutor ultrassônico/gerador de RF 1120, no conjunto de bateria, no conjunto de eixo de acionamento 1129 e/ou no bocal, do instrumento eletrocirúrgico multifuncional 1108, por exemplo. O circuito de controle 3900 é mantido em um estado reiniciali- zado se a chave de energia 3926 estiver desligada (por exemplo, aberta). Dessa forma, quando a chave de energia 3926 estiver aberta, o circuito de controle 3900 é reinicializado e ambos os circuitos geradores de RF e ul- trassônico 3902, 3920 são desligados. Quando a chave de energia 3926 é pressionada e a chave de energia 3926 é engatada (por exemplo, fe- chada), a energia de RF é distribuída ao tecido e o indicador visual 3912 operado por um transformador de aumento de detecção de corrente 3904 ficará aceso enquanto a impedância de tecido estiver baixa. A luz do indi- cador visual 3912 fornece um sinal logico para manter o circuito gerador ultrassônico 3920 no estado desligado. Uma vez que a impedância de te- cido aumenta além de um limiar e a corrente de alta frequência através do tecido diminui abaixo de um limiar, o indicador visual 3912 desliga e luz passa para um estado desligado. Um sinal lógico gerado por essa transi- ção desliga o relé 3908, por meio do que o circuito gerador de RF 3902 é desligado e o circuito gerador ultrassônico 3920 é ligado, para concluir o ciclo de coagulação e corte.

[0421] Ainda com referência à Figura 39, em um aspecto, a configu- ração do circuito gerador duplo emprega o circuito gerador de RF 3902 on-board, o qual é alimentado pela bateria 3901, para uma modalidade, e um segundo circuito gerador de ultrassom 3920 on-board, que pode estar incluído no conjunto de empunhadura 1109, no conjunto de bateria, no conjunto de eixo de acionamento 1129, no bocal e/ou no conjunto de transdutor ultrassônico/gerador de RF 1120 do instrumento circuito mul- tifuncional 1108, por exemplo. O circuito gerador ultrassônico 3920 tam- bém é operado por bateria 3901. Em vários aspectos, o circuito gerador de RF 3902 e o circuito gerador ultrassônico 3920 podem ser um compo- nente do conjunto de empunhadura 1109 integrado ou separável. De acordo com vários aspectos, ter os circuitos geradores de RF/ultrassôni- cos duplos 3902, 3920 como parte do conjunto de empunhadura 1109 pode eliminar a necessidade de fiação complicada. Os circuitos gerado- res de RF/ultrassônicos 3902, 3920 podem ser configurados para forne- cer as capacidades totais de um gerador existente, enquanto se utilizam as capacidades de um sistema gerador sem fio simultaneamente.

[0422] Qualquer tipo de sistema pode ter controles separados para as modalidades que não estão se comunicando entre si. O cirurgião ativa a energia de RF e ultrassônica separadamente e a seu critério.

Uma outra abordagem seria fornecer esquemas de comunicação com- pletamente integrados que compartilham botões, estados do tecido, pa- râmetros operacionais do instrumento (como sistema de fechamento por garra, forças, etc.) e algoritmos para gerenciar o tratamento de te- cido. Diversas combinações dessa integração podem ser implementa- das para fornecer o nível adequado de funcionamento e desempenho.

[0423] Conforme discutido acima, em um aspecto, o circuito de con- trole 3900 inclui um circuito gerador de RF 3902 alimentado pela bateria 3901 que compreende uma bateria como uma fonte de energia. Conforme mostrado, o circuito gerador de RF 3902 está acoplado a duas superfícies eletricamente condutivas aqui chamadas de eletrodos 3906a, 3906b (isto é, eletrodo ativo 3906a e eletrodo de retorno 3906b) e é configurado para acionar os eletrodos 3906a, 3906b com energia de RF (por exemplo, cor- rente de alta frequência). Um primeiro enrolamento 3910a do transforma- dor de elevação 3904 é conectado em série com um polo do circuito gera- dor de RF bipolar 3902 e o eletrodo de retorno 3906b. Em um aspecto, o primeiro enrolamento 3910a e o eletrodo de retorno 3906b são conectados ao polo negativo do circuito gerador de RF bipolar 3902. O outro polo do circuito gerador de RF bipolar 3902 é conectado ao eletrodo ativo 3906a através de um contato de chave 3909 do relé 3908, ou qualquer dispositivo de chaveamento eletromagnético adequado compreendendo uma arma- dura que é movida por um eletromagneto 3936 para operar o contato de chave 3909. O contato de chave 3909 é fechado quando o eletromagneto 3936 é energizado e o contato de chave 3909 é aberto quando o eletro- magneto 3936 é desenergizado. Quando o contato de chave é fechado, a corrente de RF flui através do tecido condutivo (não mostrado) situado en- tre os eletrodos 3906a, 3906b. Será reconhecido que, em um aspecto, o eletrodo ativo 3906a é conectado ao polo positivo do circuito gerador de RF bipolar 3902.

[0424] Um circuito indicador visual 3905 compreende o transforma- dor de elevação 3904, um resistor em série R2 e um indicador visual

3912. O indicador visual 3912 pode ser adaptado para uso com o ins- trumento cirúrgico 1108 e outros sistemas e ferramentas eletrocirúrgi- cos, como aqueles aqui descritos. O primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação 3904 está conectado em série ao eletrodo de retorno 3906b e o segundo enrolamento 3910b do transformador de elevação 3904 está conectado em série ao resistor R2 e ao indicador visual 3912 compreendendo uma lâmpada de neon do tipo NE-2, por exemplo.

[0425] Em funcionamento, quando o contato de chave 3909 do relé 3908 é aberto, o eletrodo ativo 3906a é desconectado do polo positivo do circuito gerador de RF bipolar 3902 e nenhuma corrente flui através do tecido, do eletrodo de retorno 3906b e do primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação 3904. Consequentemente, o in- dicador visual 3912 não é energizado e não emite luz. Quando o con- tato de chave 3909 do relé 3908 é fechado, o eletrodo ativo 3906a é conectado ao polo positivo do circuito gerador de RF bipolar 3902, pos- sibilitando que a corrente flua através do tecido, do eletrodo de retorno 3906b e do primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação 3904 para funcionar sobre o tecido, por exemplo, cortar e cauterizar o tecido.

[0426] Uma primeira corrente flui através do primeiro enrolamento 3910a em função da impedância do tecido situado entre os eletrodos ativo e de retorno 3906a, 3906b fornecendo uma primeira tensão atra- vés do primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação 3904. Uma segunda tensão elevada é induzida através do segundo enrola- mento 3910b do transformador de elevação 3904. A tensão secundária aparece através do resistor R2 e energiza o indicador visual 3912, fa- zendo com que a lâmpada de neon acenda quando a corrente através do tecido é maior que um limiar predeterminado. Será reconhecido que o circuito e os valores de componente são ilustrativos e não limitados a eles. Quando o contato de chave 3909 do relé 3908 é fechado, a cor- rente flui através do tecido e o indicador visual 3912 é ligado.

[0427] Referindo-se agora à porção da chave de energia 3926 do circuito de controle 3900, quando a chave de energia 3926 está na posição aberta, uma lógica alta é aplicada à entrada de um primeiro inversor 3928 e uma lógica baixa é aplicada a uma das duas entradas da porta AND 3932. Dessa forma, a saída da porta AND 3932 é baixa e um transístor 3934 é desligado para impedir que a corrente flua atra- vés do enrolamento do eletromagneto 3936. Com o eletromagneto 3936 no estado desenergizado, o contato de chave 3909 do relé 3908 permanece aberto e impede que a corrente flua através dos eletrodos 3906a, 3906b. A saída de lógica baixa do primeiro inversor 3928 tam- bém é aplicada a um segundo inversor 3930, levando a saída para o estado lógico alto e reinicializando um "flip-flop" 3918 (por exemplo, um "flip-flop" do tipo D). Nesse momento, a saída Q fica baixa para desligar o circuito gerador de ultrassom 3920 e a saída Q ficaaltaeé aplicada à outra entrada da porta AND 3932.

[0428] Quando o usuário pressiona a chave de energia 3926 na em- punhadura do instrumento para aplicar energia ao tecido entre os ele- trodos 3906a, 3906b, a chave de energia 3926 se fecha e aplica uma lógica baixa na entrada do primeiro inversor 3928, que aplica uma lógica alta na outra entrada da porta AND 3932 fazendo com que a saída da porta AND 3932 passe para o nível alto e ligue o transístor 3934. No estado ligado, o transístor 3934 conduz e reduz a corrente através do enrolamento do eletromagneto 3936 para energizar o eletromagneto 3936 e fechar o contato de chave 3909 do relé 3908. Conforme discutido acima, quando o contato de chave 3909 é fechado, a corrente pode fluir através dos eletrodos 3906a, 3906b e do primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação 3904 quando o tecido está situado entre os eletrodos 3906a, 3906b.

[0429] Conforme discutido acima, a magnitude da corrente que flui através dos eletrodos 3906a, 3906b depende da impedância do tecido si- tuado entre os eletrodos 3906a, 3906b. Inicialmente, a impedância de te- cido é baixa e a magnitude da corrente é alta através do tecido e do pri- meiro enrolamento 3910a. Consequentemente, uma tensão aplicada ao segundo enrolamento 3910b é alta o suficiente para ligar o indicador visual

3912. A luz emitida pelo indicador visual 3912 liga o fototransístor 3914, o que reduz a entrada de um inversor 3916 e faz com que a saída do inversor 3916 passe para o nível alto. Uma entrada alta aplicada ao CLK do flip- flop 3918 não tem efeito sobre o Q ou sobre as saídas Q do flip-flop 3918 e a saída Q permanece baixa e a saída Q permanece alta. Consequen- temente, enquanto o indicador visual 3912 permanece energizado, o cir- cuito gerador de ultrassom 3920 é desligado e o transdutor ultrassônico 3922 e uma lâmina ultrassônica 3924 do instrumento eletrocirúrgico multi- funcional não são ativados.

[0430] Conforme o tecido entre os eletrodos 3906a, 3906b seca devido ao calor gerado pela corrente que flui através do tecido, a im- pedância do tecido aumenta e a corrente através dele diminui. Quando a corrente através do primeiro enrolamento 3910a diminui, uma tensão através do segundo enrolamento 3910b também diminui e quando uma tensão cai abaixo de um limiar mínimo exigido para operar o indicador visual 3912, o indicador visual 3912 e o fototransístor 3914 desligam. Quando o fototransístor 3914 desliga, uma lógica alta é aplicada à en- trada do inversor 3916 e uma lógica baixa é aplicada à entrada CLK do flip-flop 3918 para registrar uma lógica alta à saída Q e uma lógica baixa à saída Q . A lógica alta na saída Q liga o circuito gerador de ultrassom 3920 para ativar o transdutor ultrassônico 3922 e a lâmina ultrassônica 3924 para iniciar o corte do tecido localizado entre os ele- trodos 3906a, 3906a. Simultaneamente ou quase simultaneamente com a ligação do circuito gerador de ultrassom 3920, a saída Q do flip-flop 3918 fica baixa e faz com que a saída da porta AND 3932 fique baixa e desligue o transístor 3934, desenergizando assim o eletromag- neto 3936 e abrindo o contato de chave 3909 do relé 3908 para cortar o fluxo de corrente através dos eletrodos 3906a, 3906b.

[0431] Enquanto o contato de chave 3909 do relé 3908 estiver aberto, nenhuma corrente flui através dos eletrodos 3906a, 3906b, do tecido e do primeiro enrolamento 3910a do transformador de elevação

3904. Portanto, nenhuma tensão é desenvolvida através do segundo enrolamento 3910b e nenhuma corrente flui através do indicador visual

3912.

[0432] O estado do Q e as saídas Q do flip-flop 3918 permanecem os mesmos enquanto o usuário pressiona a chave de energia 3926 na empunhadura do instrumento para manter a chave de energia 3926 fe- chada. Dessa forma, a lâmina ultrassônica 3924 permanece ativada e continua a cortar o tecido entre as garras do atuador de extremidade, enquanto nenhuma corrente flui através dos eletrodos 3906a, 3906b a partir do circuito gerador de RF bipolar 3902. Quando o usuário libera a chave de energia 3926 na empunhadura do instrumento, a chave de energia 3926 se abre e a saída do primeiro inversor 3928 passa para o nível baixo e a saída do segundo inversor 3930 passa para o nível alto para reinicializar o flip-flop 3918 fazendo com que a saída Q passe para o nível baixo e desligue o circuito gerador de ultrassom 3920. Ao mesmo tempo, a saída Q para o nível alto e o circuito está agora em um estado desligado e pronto para que o usuário atue a chave de energia 3926 na empunhadura do instrumento para fechar a chave de energia 3926, apli- car corrente ao tecido situado entre os eletrodos 3906a, 3906b, e repetir o ciclo de aplicação de energia de RF ao tecido e energia ultrassônica ao tecido, conforme descrito acima.

[0433] A Figura 40 ilustra um diagrama de um sistema cirúrgico 4000, que representa um aspecto do sistema cirúrgico 1000, que compreende um sistema de retroinformação para uso com qualquer um dos Instrumen- tos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, que pode incluir ou implementar muitas das características descritas na presente invenção. O sistema ci- rúrgico 4000 pode incluir um gerador 4002 acoplado a um instrumento ci- rúrgico que inclui um atuador de extremidade 4006, que pode ser ativado quando um médico opera um gatilho 4010. Em vários aspectos, o atuador de extremidade 4006 pode incluir uma lâmina ultrassônica para aplicar vi- bração ultrassônica para realizar tratamentos cirúrgicos de coagula- ção/corte em tecido vivo. Em outros aspectos, o atuador de extremidade 4006 pode incluir elementos eletricamente condutivos acoplados a uma fonte de energia de corrente eletrocirúrgica de alta frequência para realizar tratamentos cirúrgicos de coagulação ou vedação em tecido vivo e uma faca mecânica com uma borda afiada ou uma lâmina ultrassônica para realizar tratamentos de corte em tecido vivo. Quando o gatilho 4010 é atu- ado, um sensor de força 4012 pode gerar um sinal que indica a quantidade de força que é aplicada ao gatilho 4010. Além de, ou em vez de, um sensor de força 4012, o instrumento cirúrgico pode incluir um sensor de posição 4013, que pode gerar um sinal indicando a posição do gatilho 4010 (por exemplo, quão longe o gatilho foi pressionado ou de outro modo atuado). Em um aspecto, o sensor de posição 4013 pode ser um sensor posicio- nado com a bainha tubular externa ou um membro de atuação tubular re- ciprocante situado no interior da bainha tubular externa do instrumento ci- rúrgico. Em um aspecto, o sensor pode ser um sensor de efeito Hall ou qualquer transdutor adequado que varia sua tensão de saída em resposta a um campo magnético. O sensor de efeito Hall pode ser utilizado para aplicações de chaveamento por proximidade, posicionamento, detecção de velocidade e detecção de corrente. Em um aspecto, o sensor de efeito

Hall funciona como um transdutor analógico, retornando diretamente uma tensão. Com um campo magnético conhecido, sua distância da placa de Hall pode ser determinada.

[0434] Um circuito de controle 4008 pode receber os sinais dos sen- sores 4012 e/ou 4013. O circuito de controle 4008 pode incluir quaisquer componentes de circuito analógico ou digital adequados. O circuito de con- trole 4008 pode também se comunicar com o gerador 4002 e/ou com o transdutor 4004 para modular a energia fornecida ao atuador de extremi- dade 4006 e/ou o nível do gerador ou a amplitude da lâmina ultrassônica do atuador de extremidade 4006 com base na força aplicada ao gatilho 4010 e/ou na posição do gatilho 4010 e/ou na posição da bainha tubular externa descrita acima em relação a um membro de atuação tubular reci- procante situado no interior da bainha tubular externa (por exemplo, con- forme medido por uma combinação de sensor de efeito Hall e magneto). Por exemplo, quanto mais força é aplicada ao gatilho 4010, mais energia e/ou maior amplitude de lâmina ultrassônica pode ser fornecida ao atuador de extremidade 4006. De acordo com vários aspectos, o sensor de força 4012 pode ser substituído por uma chave de múltiplas posições.

[0435] De acordo com vários aspectos, o atuador de extremidade 4006 pode incluir uma garra ou mecanismo de preensão. Quando o gatilho 4010 é inicialmente acionado, o mecanismo de travamento pode fechar, prender o tecido entre um braço de aperto e o atuador de extremidade

4006. Conforme a força aplicada ao gatilho aumenta (por exemplo, con- forme detectado pelo sensor de força 4012), o circuito de controle 4008 pode aumentar a energia fornecida ao atuador de extremidade 4006 pelo transdutor 4004 e/ou o nível de gerador ou a amplitude de lâmina ultras- sônica gerada no atuador de extremidade 4006. Em um aspecto, a posição do gatilho, conforme detectada pelo sensor de posição 4013 ou a posição da garra ou do braço de garra, conforme detectada pelo sensor de posição 4013 (por exemplo, com um sensor de efeito Hall), podem ser utilizada pelo circuito de controle 4008 para definir a energia e/ou a amplitude do atuador de extremidade 4006. Por exemplo, conforme o gatilho é movi- mentado adicionalmente em direção a uma posição completamente atu- ada, ou a garra ou o braço de garra se move adicionalmente em direção à lâmina ultrassônica (ou atuador de extremidade 4006), a energia e/ou am- plitude do atuador de extremidade 4006 podem ser aumentadas.

[0436] De acordo com vários aspectos, o instrumento cirúrgico do sistema cirúrgico 4000 pode também incluir um ou mais dispositivos de retroinformação para indicar a quantidade de energia fornecida ao atua- dor de extremidade 4006. Por exemplo, um alto-falante 4014 pode emitir um sinal indicativo da energia do atuador de extremidade. De acordo com vários aspectos, o alto-falante 4014 pode emitir uma série de sons de pulso, onde a frequência dos sons indica a energia. Em adição a, ou em vez do alto-falante 4014, o instrumento cirúrgico pode incluir uma tela visual 4016. A tela visual 4016 pode indicar o atuador de extremidade de acordo com qualquer método adequado. Por exemplo, a tela visual 4016 pode incluir uma série de LEDs, em que a energia do atuador de extre- midade é indicada pelo número de LEDs iluminados. O alto-falante 4014 e/ou a tela visual 4016 podem ser acionados pelo circuito de controle

4008. De acordo com vários aspectos, o instrumento cirúrgico pode in- cluir um dispositivo de catraca conectado ao gatilho 4010. O dispositivo de catraca pode gerar um som audível quanto mais força é aplicada ao gatilho 4010, fornecendo uma indicação indireta de energia do atuador de extremidade. O instrumento cirúrgico pode incluir outros recursos que podem aumentar a segurança. Por exemplo, o circuito de controle 4008 pode ser configurado para impedir que a energia seja fornecida ao atua- dor de extremidade 4006 além do limiar predeterminado. Além disso, o circuito de controle 4008 pode implementar um atraso entre o tempo em que uma alteração na energia do atuador de extremidade é indicada (por exemplo, pelo alto-falante 4014 ou tela 4016) e o tempo em que a altera- ção na energia do atuador de extremidade é fornecida. Dessa forma, um médico pode ter ampla ciência de que o nível de energia ultrassônica que deve ser fornecida ao atuador de extremidade 4006 está prestes a mu- dar.

[0437] Em um aspecto, o gerador 1000 é configurado para gerar di- gitalmente a forma de onda de sinal elétrico de tal forma que o desejado, usando um número predeterminado de pontos de fase armazenados em uma tabela de consulta, digitalize a forma de onda. Os pontos de fase podem ser armazenados em uma tabela definida em uma memória, um arranjo de portas programável em campo (FPGA) ou qualquer memória não volátil adequada. A Figura 41 ilustra um aspecto de uma arquitetura fundamental para um circuito de síntese digital, como um circuito de sín- tese direta digital (DDS) 4100, configurado para gerar uma pluralidade de formatos de onda para a forma de onda de sinal elétrico. O software e os controles digitais do gerador podem comandar o FPGA escanear os en- dereços na tabela de consulta 4104, que por sua vez fornece valores de entrada digitais variáveis para um circuito DAC 4108 que alimenta um amplificador de energia. Os endereços podem ser verificados de acordo com uma frequência de interesse. A utilização de tal tabela de consulta 4104 possibilita a geração de vários tipos de formatos de onda que po- dem ser alimentados no tecido ou a um transdutor, um eletrodo de RF, transdutores múltiplos simultaneamente, eletrodos de RF múltiplos simul- taneamente ou uma combinação de instrumentos ultrassônicos e de RF. Além disso, múltiplas tabelas de consulta 4104 que representam múlti- plos formatos de onda podem ser criadas, armazenadas e aplicadas ao tecido a partir de um gerador.

[0438] A forma de onda de sinal pode ser configurada para contro- lar pelo menos uma de uma corrente de saída, uma tensão de saída ou uma potência de saída de um transdutor ultrassônico e/ou eletrodo de RF, ou múltiplos dos mesmos (por exemplo, dois ou mais transdu- tores ultrassônicos e/ou dois ou mais eletrodos de RF). Adicional- mente, onde um instrumento cirúrgico compreende componentes ul- trassônicos, a forma de onda pode ser configurada para acionar pelo menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de pelo menos um instrumento cirúrgico. Dessa forma, o gerador pode ser con- figurado para fornecer uma forma de onda a pelo menos um instru- mento cirúrgico, em que o sinal de forma de onda corresponde a pelo menos um formato de onda de uma pluralidade de formatos de onda na tabela. Adicionalmente, o sinal da forma de onda fornecida aos dois instrumentos cirúrgicos pode compreender dois ou mais formatos de onda. A tabela pode compreender informação associada a uma plura- lidade de formatos de onda e a tabela pode ser armazenada dentro do gerador. Em um aspecto ou exemplo, a tabela pode ser uma tabela de síntese direta digital, que pode ser armazenada em um FPGA do ge- rador. A tabela pode ser endereçada de qualquer maneira que seja conveniente para categorizar formas de onda. De acordo com um as- pecto, a tabela, que pode ser uma tabela de síntese direta digital, é endereçada de acordo com uma frequência do sinal de forma de onda. Adicionalmente, a informação associada à pluralidade de formas de onda pode ser armazenada como informação digital na tabela.

[0439] A forma de onda de sinal elétrico analógica pode ser confi- gurada para controlar pelo menos uma de uma corrente de saída, uma tensão de saída ou uma potência de saída de um transdutor ultrassô- nico e/ou eletrodo de RF, ou múltiplos dos mesmos (por exemplo, dois ou mais transdutores ultrassônicos e/ou dois ou mais eletrodos de RF). Adicionalmente, onde o instrumento cirúrgico compreende componen- tes ultrassônicos, a forma de onda de sinal elétrico analógica pode ser configurada para acionar pelo menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de pelo menos um instrumento cirúrgico. Dessa forma, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer uma forma de onda de sinal elétrico analógico a ao menos um instrumento cirúr- gico, em que a forma de onda de sinal elétrico analógico corresponde a ao menos um formato de onda de uma pluralidade de formatos de onda armazenados na tabela de consulta 4104. Adicionalmente, a forma de onda de sinal elétrico analógico fornecida aos pelo menos dois instrumentos cirúrgicos pode compreender dois ou mais formatos de onda. A tabela de consulta 4104 pode compreender informação as- sociada a uma pluralidade de formatos de onda e a tabela de consulta 4104 pode ser armazenada no interior do circuito gerador ou do instru- mento cirúrgico. Em um aspecto ou exemplo, a tabela de consulta 4104 pode ser uma tabela de síntese direta digital, que pode ser armaze- nada em um FPGA do circuito gerador ou do instrumento cirúrgico. À tabela de consulta 4104 pode ser endereçada de qualquer maneira que seja conveniente para categorizar os formatos de onda. De acordo com um aspecto, a tabela de consulta 4104, que pode ser uma tabela de síntese direta digital, é endereçada de acordo com uma frequência da forma de onda de sinal elétrico analógico desejado. Adicionalmente, a informação associada à pluralidade de formatos de onda pode ser ar- mazenada como informação digital na tabela de consulta 4104.

[0440] Com o uso generalizado de técnicas digitais em sistemas de instrumentação e comunicações, um método controlado digitalmente de geração de frequências múltiplas a partir de uma fonte de frequência de referência evoluiu e é referido como síntese digital direta. A arquitetura bá- sica é mostrada na Figura 41. Neste diagrama de blocos simplificado, um circuito DDS é acoplado a um processador, controlador ou dispositivo ló- gico do circuito gerador e a um circuito de memória localizado no circuito gerador do sistema cirúrgico 1000. O circuito DDS 4100 compreende um contador de endereços 4102, uma tabela de consulta 4104, um registro

4106, um circuito DAC 4108 e um filtro 4112. Um relógio estável fc é rece- bido pelo contador de endereços 4102 e o registrador 4106 aciona uma memória só de leitura programável (PROM) que armazena um ou mais números inteiros de ciclos de uma onda senoidal (ou outra forma de onda arbitrária) em uma tabela de consulta 4104. À medida que o contador de endereços 4102 percorre as localizações de memória, os valores armaze- nados na tabela de consulta 4104 são gravados no registrador 4106, o qual está acoplado ao circuito DAC 4108. A amplitude digital correspon- dente do sinal na localização de memória da tabela de consulta 4104 aci- ona o circuito DAC 4108, o qual por sua vez gera um sinal de saída ana- lógico 4110. A pureza espectral do sinal de saída analógico 4110 é deter- minada principalmente pelo circuito DAC 4108. O ruído de fase é basica- mente o do clock de referência f.. O primeiro sinal de saída analógico 4110 do circuito DAC 4108 é filtrado pelo filtro 4112 e um segundo sinal de saída analógico 4114 produzido pelo filtro 4112 é fornecido a um amplificador tendo uma saída acoplada à saída do circuito gerador. O segundo sinal de saída analógica tem uma frequência fout.

[0441] Como o circuito DDS 4100 é um sistema de dados amostra- dos, problemas envolvidos na amostragem precisam ser considerados: ruído de quantização, distorção, filtragem, etc. Por exemplo, as harmô- nicas de ordem mais alta das frequências de saída do circuito DAC 4108 se dobram na largura de banda de Nyquist, tornando-as não filtráveis, ao passo que, as harmônicas de ordem mais alta da saída de sintetiza- dores baseados em circuito de bloqueio de fase ou malha de captura de fase (PLL, -de "phase-locked loop") podem ser filtrados. A tabela de consulta 4104 contém dados de sinal para um número integral de ciclos. A frequência de saída final fout pode ser alterada alterando a frequência do clock de referência fc ou reprogramando a PROM.

[0442] O circuito DDS 4100 pode compreender múltiplas tabelas de consulta 4104, onde a tabela de consulta 4104 armazena uma forma de onda representada por um número predeterminado de amostras, em que as amostras definem um formato predeterminado da forma de onda. Dessa forma, múltiplas formas de onda, tendo uma forma única, podem ser armazenadas em múltiplas tabelas de consulta 4104 para fornecer diferentes tratamentos de tecido com base em configurações de instru- mento ou retroinformação de tecido. Exemplos de formas de onda in- cluem formas de onda de sinal elétrico de RF de alto fator de crista para coagulação do tecido de superfície, forma de onda de sinal elétrico RF de baixo fator de crista para penetração no tecido mais profunda e for- mas de onda de sinal elétrico que promovem coagulação de retoque eficiente. Em um aspecto, o circuito DDS 4100 pode criar múltiplas ta- belas de consulta de forma de onda 4104 e durante um procedimento de tratamento de tecido (por exemplo, simultaneamente ou em tempo real virtual com base em entradas de usuário ou sensor) alternar entre diferentes formatos de ondas armazenados em tabelas de consulta 4104 separadas com base no efeito do tecido desejado e/ou retroinfor- mação de tecido.

[0443] Por conseguinte, a alternância entre formas de onda pode ser baseada na impedância do tecido e outros fatores, por exemplo. Em outros aspetos, as tabelas de consulta 4104 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico formatadas para maximizar a potência distribu- ída no tecido por ciclo (isto é, onda trapezoidal ou quadrada). Em outros aspectos, as tabelas de consulta 4104 podem armazenar formatos de onda sincronizados de modo que elas maximizam o fornecimento de energia pelo instrumento cirúrgico multifuncional do sistema cirúrgico 1000 quando este fornece sinais de acionamento de RF e ultrassônicos. Ainda em outros aspectos, as tabelas de consulta 4104 podem armaze- nar formas de onda de sinal elétrico para acionar simultaneamente ener- gia terapêutica e/ou subterapêutica ultrassônica e de RF, mantendo si- multaneamente o bloqueio da frequência ultrassônica. Formas de onda personalizadas específicas para diferentes instrumentos e seus efeitos teciduais podem ser armazenadas na memória não volátil do gerador ou na memória não volátil (por exemplo, EEPROM) do sistema cirúrgico 1000 e buscadas ao conectar o instrumento cirúrgico multifuncional ao circuito gerador. Um exemplo de uma senoide exponencialmente amor- tecida, conforme utilizada em muitos formatos de onda de "coagulação" de alto fator de crista, é mostrado na Figura 43.

[0444] Uma implementação mais flexível e eficiente do circuito DDS 4100 emprega um circuito digital chamado de Oscilador Controlado Nu- mericamente (NCO, de Numerically Controlled Oscillator). Um diagrama de blocos de um circuito de síntese digital mais flexível e eficiente, como um circuito DDS 4200, é mostrado na Figura 42. Neste diagrama de blo- cos simplificado, um circuito DDS 4200 é acoplado a um processador, controlador ou dispositivo lógico do gerador e a um circuito de memória localizado no gerador ou em qualquer dos instrumentos cirúrgicos do sis- tema cirúrgico 1000. O circuito DDS 4200 compreende um registrador de carga 4202, um registrador de fase delta paralelo 4204, um circuito so- mador 4216, um registrador de fase 4208, uma tabela de consulta 4210 (conversor fase-amplitude), um circuito DAC 4212 e um filtro 4214. O cir- cuito somador 4216 e o registrador de fase 4208 formam parte de um acumulador de fase 4206. Uma frequência de clock fc é aplicada ao re- gistrador de fase 4208 e a um circuito DAC 4212. O registrador de carga 4202 recebe uma palavra de sintonia que especifica a frequência de sa- ída como uma fração do sinal de frequência de clock de referência fc. À saída do registrador de carga 4202 é fornecida ao registador de fase delta paralelo 4204 com uma palavra de sintonização M.

[0445] O circuito DDS 4200 inclui um clock de amostra que gera a frequência de clock fc, o acumulador de fase 4206 e a tabela de consulta 4210 (por exemplo, conversor de fase para amplitude). O conteúdo do acumulador de fase 4206 é atualizado uma vez por ciclo de clock fc.

Quando o acumulador de fase 4206 é atualizado, o número digital, M, armazenado no registrador de fase delta 4204 é adicionado ao número no registrador de fase 4208 pelo um circuito somador 4216. Presumindo que o número no registo de fase delta paralela 4204 é 00...01 e que o conteúdo inicial do acumulador de fase 4206 é 00...00. O acumulador de fase 4206 é atualizado por 00...01 por ciclo de clock. Se o acumula- dor de fase 4206 tiver uma largura de 32 bits, são necessários 232 ciclos de clock (mais de 4 bilhões) antes do acumulador de fase 4206 retornar a 0O...00, e o ciclo se repetir.

[0446] Uma saída truncada 4218 do acumulador de fase 4206 é for- necida a uma tabela de consulta do conversor de fase para amplitude 4210 e a saída da tabela de consulta 4210 é acoplada a um circuito DAC

4212. A saída truncada 4218 do acumulador de fase 4206 serve como o endereço para uma tabela de consulta de seno (ou cosseno). Um en- dereço na tabela de consulta corresponde a um ponto de fase na onda senoidal de 0º a 360º. A tabela de consulta 4210 contém as informações de amplitude digital correspondentes a um ciclo completo de uma onda senoidal. A tabela de consulta 4210, portanto, mapeia a informação de fase do acumulador de fase 4206 em uma palavra de amplitude digital, a qual, por sua vez, aciona o circuito DAC 4212. A saída do circuito DAC é um primeiro sinal analógico 4220 e é filtrada por um filtro 4214. A saída do filtro 4214 é um segundo sinal analógico 4222, que é fornecido a um amplificador de energia acoplado ao circuito gerador.

[0447] Em um aspecto, a forma de onda de sinal elétrico pode ser digitalizada em 1024 (210) pontos de fase, embora a forma de onda que pode ser digitalizada é qualquer número adequado de 2n pontos de fase variando de 256 (28) a 281.474.976.710.656 (248), onde n é um inteiro positivo, conforme mostrado na TABELA 1. A forma de onda do sinal elétrico pode ser expressa como An (8n), onde uma amplitude normalizada Ar em um ponto n é representada por um ângulo de fase

8n é chamado de ponto de fase no ponto n. O número de pontos de fase discretos n determina a resolução de sintonia do circuito DDS 4200 (bem como o circuito DDS 4100 mostrado na Figura 41).

[0448] A Tabela 1 especifica a forma de onda de sinal elétrico di- gitalizada em um número de pontos de fase.

NU O Po

RN ane Poco

[0449] Os algoritmos do circuito gerador e os controles digitais po- dem escanear os endereços na tabela de consulta 4210, que em retorno fornece valores de entrada digitais variáveis para o circuito DAC 4212 que alimenta o filtro 4214 e o amplificador de energia. Os endereços po- dem ser verificados de acordo com uma frequência de interesse. A utili- zação da tabela de consulta possibilita a geração de vários tipos de for- matos que podem ser convertidos em sinal de saída analógico pelo cir- cuito DAC 4212 filtrado pelo filtro 4214, amplificado pelo amplificador de potência acoplado à saída do circuito gerador e alimentado ao tecido na forma de energia de RF ou alimentado a um transdutor ultrassônico e aplicado ao tecido na forma de vibrações ultrassônicas que fornecem energia ao tecido na forma de calor. A saída do amplificador pode ser aplicada a um eletrodo de RF, múltiplos eletrodos de saída simultanea- mente, um transdutor ultrassônico, múltiplos transdutores ultrassônicos simultaneamente ou uma combinação de transdutores de RF e ultrassô- nicos, por exemplo. Além disso, múltiplas tabelas de forma de onda po- dem ser criadas, armazenadas e aplicadas ao tecido a partir de um cir- cuito gerador.

[0450] Com referência novamente à Figura 41, paran=32e M=1, o acumulador de fase 4206 escala cada uma das saídas possíveis 232 antes de transbordar e reinicializar. A frequência de onda de saída cor- respondente é igual à frequência clock de entrada dividida por 232. Se M = 2, então o registro de fase 1708 "roda" duas vezes mais rápido, e a frequência de saída é duplicada. Isto pode ser generalizado como a se- guir.

[0451] Para um acumulador de fase 4206 configurado para acumu- lar n-bits (em geral fica na faixa de 24 a 32 na maioria dos sistemas DDS, mas conforme previamente discutido, n pode ser selecionado dentre uma ampla gama de opções), existem 2" possíveis pontos de fases. A palavra digital no registrador de fase delta M representa a quantidade de acúmulo de fase que é incrementada por ciclo de clock. Se f. é a frequência de clock, então a frequência da onda senoidal de saída é igual a: h= DF

[0452] A equação acima é conhecida como "equação de sintonia" DDS. Note que a resolução de frequência do sistema é igual an=32,a resolução é maior que uma parte em quatro bilhões. Em um aspecto do circuito DDS 4200, nem todos os bits fora do acumulador de fase 4206 passam para a tabela de consulta 4210 mas são truncados, deixando apenas os primeiros 13 a 15 bits mais significativos (MSBs), por exem- plo. Isto reduz o tamanho da tabela de consulta 4210 e não afeta a re- solução de frequência. A truncagem de fase somente adiciona uma pe- quena, mas aceitável, quantidade de ruído de fase à saída final.

[0453] A forma de onda de sinal elétrico pode ser caracterizada pela corrente, tensão ou potência em uma determinada frequência. Adicio- nalmente, quando qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 compreende componentes ultrassônicos, a forma de onda de sinal elétrico pode ser configurada para acionar ao menos dois modos de vibração de um transdutor ultrassônico de ao menos um ins- trumento cirúrgico. Dessa forma, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer uma forma de onda de sinal elétrico a ao menos um ins- trumento cirúrgico, em que a forma de onda de sinal elétrico é caracte- rizada por uma forma de onda predeterminada armazenada na tabela de consulta 4210 (ou na tabela de consulta 4104 - Figura 41). Além disso, a forma de onda de sinal elétrico pode ser uma combinação de duas ou mais formas de onda. A tabela de consulta 4210 pode compre- ender informação associada a uma pluralidade de formatos de onda. Em um aspecto ou exemplo, a tabela de consulta 4210 pode ser gerada pelo circuito DDS 4200 e pode ser referida como uma tabela de síntese direta digital. A síntese digital direta (DDS) opera armazenando primei- ramente uma grande forma de onda repetitiva na memória integrada. Um ciclo de uma forma de onda (senoidal, triangular, quadrada, arbitrá- ria) pode ser representado por um número predeterminado de pontos de fase, conforme mostrado na TABELA 1 e armazenado na memória. Uma vez que a forma de onda é armazenada na memória, ela pode ser gerada em frequências muito precisas. A tabela de síntese direta digital pode ser armazenada em uma memória não volátil do circuito gerador e/ou pode ser implementada com um circuito FPGA no circuito gerador. A tabela de consulta 4210 pode ser endereçada por qualquer técnica adequada que seja conveniente para categorizar os formatos de onda. De acordo com um aspecto, a tabela de consulta 4210 é endereçada de acordo com uma frequência da forma de onda de sinal elétrico. Além disso, as informações associadas à pluralidade de formatos de onda podem ser armazenadas como informações digitais em uma memória ou como parte da tabela de consulta 4210.

[0454] Em um aspecto, o circuito gerador pode ser configurado para fornecer formas de onda de sinal elétrico a ao menos dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente. O circuito gerador pode também ser configu- rado para fornecer a forma de onda de sinal elétrico, que pode ser carac- terizada por duas ou mais formas de onda, através de um canal de saída do circuito gerador para os dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente. Por exemplo, em um aspecto, a forma de onda de sinal elétrico compre- ende um primeiro sinal elétrico para acionar um transdutor ultrassônico (por exemplo, sinal de acionamento ultrassônico), um segundo sinal de acionamento de RF e/ou uma combinação dos mesmos. Além disso, uma forma de onda de sinal elétrico pode compreender uma pluralidade de si- nais de acionamento ultrassônicos, uma pluralidade de sinais de aciona- mento de RF e/ou uma combinação de uma pluralidade de sinais de acio- namento ultrassônicos e de RF.

[0455] Adicionalmente, um método para operar o gerador de acordo com a presente divulgação compreende gerar uma forma de onda de sinal elétrico e fornecer a forma de onda de sinal elétrico gerada a qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000, em que gerar a forma de onda de sinal elétrico compreende receber informações associ- adas à forma de onda de sinal elétrico de uma memória. A forma de onda de sinal elétrico gerada compreende pelo menos um formato de onda. Além disso, fornecer a forma de onda de sinal elétrico gerada para ao me- nos um instrumento cirúrgico compreende fornecer a forma de onda de sinal elétrico ao menos a dois instrumentos cirúrgicos simultaneamente.

[0456] O circuito gerador, conforme descrito aqui, pode permitir a geração de vários tipos de tabelas de síntese direta digital. Exemplos de formatos de onda para sinais de RF/eletrocirúrgicos adequados para tratar uma variedade de tecidos gerados pelo circuito gerador incluem sinais de RF com um fator de crista alto (que podem ser utilizados para coagulação superficial no modo RF), sinais RF de fator de crista baixo (que podem ser usados para penetração no tecido mais profunda) e for- mas de onda que promovem coagulação de retoque eficiente. O circuito gerador pode também gerar múltiplas formas de onda empregando uma tabela de consulta de síntese direta digital 4210 e, em tempo real, pode alternar entre formatos de onda particulares com base no efeito de te- cido desejado. A alternância pode ser baseada na impedância do tecido e/ou em outros fatores.

[0457] Além dos formatos tradicionais de onda seno/cosseno, o cir- cuito gerador pode ser configurado para gerar formato(s) de onda que ma- ximiza(m) a potência no tecido por ciclo (por exemplo, onda trapezoidal ou quadrada). O circuito gerador pode fornecer formatos de ondas que são sincronizados para maximizar a potência fornecida à carga ao acionar si- multaneamente sinais de RF e ultrassônicos e manter a trava de frequên- cia ultrassônica, desde que o circuito gerador inclua uma topologia de cir- cuito que possibilite o acionamento simultâneo de sinais de RF e ultrassô- nicos. Além disso, formas de onda personalizadas específicas para instru- mentos e seus efeitos no tecido podem ser armazenadas em uma memó- ria não volátil (NVM) ou um EEPROM de instrumento e podem ser busca- das ao conectar qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúr- gico 1000 ao circuito gerador.

[0458] O circuito DDS 4200 pode compreender múltiplas tabelas de consulta 4104, onde a tabela de consulta 4210 armazena uma forma de onda representada por um número predeterminado de pontos de fase (também chamados de amostras), em que os pontos de fase definem um formato predeterminado de forma de onda. Dessa forma, múltiplas formas de onda, tendo uma forma única, podem ser armazenadas em múltiplas tabelas de consulta 4210 para fornecer diferentes tratamentos de tecido com base em configurações de instrumento ou retroinforma- ção de tecido. Exemplos de formas de onda incluem formas de onda de sinal elétrico de RF de alto fator de crista para coagulação do tecido de superfície, forma de onda de sinal elétrico RF de baixo fator de crista para penetração no tecido mais profunda e formas de onda de sinal elé- trico que promovem coagulação de retoque eficiente. Em um aspecto, o circuito DDS 4200 pode criar múltiplas tabelas de consulta de forma de onda 4210 e durante um procedimento de tratamento de tecido (por exemplo, simultaneamente ou em tempo real virtual com base em en- tradas de usuário ou sensor) alternar entre diferentes formas de ondas armazenadas em diferentes tabelas de consulta 4210 com base no efeito sobre o tecido desejado e/ou retroinformação de tecido.

[0459] Por conseguinte, a alternância entre formas de onda pode ser baseada na impedância do tecido e outros fatores, por exemplo. Em outros aspetos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar for- mas de onda de sinal elétrico formatadas para maximizar a potência distribuída no tecido por ciclo (isto é, onda trapezoidal ou quadrada). Em outros aspectos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar formatos de onda sincronizados de modo que elas maximizam o forne- cimento de energia por qualquer um dos instrumentos cirúrgicos do sistema cirúrgico 1000 quando este fornece sinais de acionamento de RF e ultrassônicos. Ainda em outros aspectos, as tabelas de consulta 4210 podem armazenar formas de onda de sinal elétrico para acionar simultaneamente energia terapêutica e/ou subterapêutica ultrassônica e de RF, mantendo simultaneamente o bloqueio da frequência ultras- sônica. De modo geral, o formato de onda de saída pode estar na forma de uma onda senoidal, onda cossenoidal, onda de pulso, onda quadrada e similares. No entanto, os formatos de onda personalizados e mais complexos específicos para diferentes instrumentos e seus efei- tos teciduais podem ser armazenadas na memória não volátil do cir- cuito gerador ou na memória não volátil (por exemplo, EEPROM) do instrumento cirúrgico e buscadas ao conectar o instrumento cirúrgico no circuito gerador. Um exemplo de uma forma de onda personalizada é uma senoide exponencialmente amortecida conforme utilizada em muitas formas de onda de "coagulação" de alto fator de crista, con- forme mostrado na Figura 43.

[0460] A Figura 43 ilustra um ciclo de uma forma de onda do sinal elétrico digital de tempo discreto 4300, de acordo com ao menos um as- pecto da presente divulgação, de uma forma de onda analógica 4304 (mostrada sobreposta sob a forma de onda do sinal elétrico digital de tempo isolada 4300 para propósitos de comparação). O eixo geométrico horizontal representa o Tempo (t) e o eixo geométrico vertical representa os pontos de fases digitais. A forma de onda do sinal elétrico digital 4300 é uma versão do tempo digital isolado da forma de onda analógica dese- jada 4304, por exemplo. A forma de onda do sinal elétrico digital 4300 é gerada pelo armazenamento de um ponto de fase de amplitude 4302 que representa a amplitude por ciclo de clock Tr sobre um ciclo ou período To. A forma de onda de sinal elétrico digital 4300 é gerada sobre um pe- ríodo To por qualquer circuito de processamento digital adequado. Os pontos de fase de amplitude são palavras digitais armazenadas em um circuito de memória. No exemplo ilustrado nas Figura 41 e 42, a palavra digital é uma palavra de 6 bits que é capaz de armazenar os pontos de fase de amplitude com uma resolução de 26 ou 64 bits. Será compreen- dido que os exemplos mostrados nas Figuras 41 e 42 são para propósitos de ilustração e, nas implementações atuais, a resolução pode ser muito maior. Os pontos de fase de amplitude digital 4302 durante um ciclo To são armazenados na memória como uma cadeia de palavras em cadeia em uma tabela de consulta 4104, 4210, como descrito em conexão com as Figuras 41 e 42, por exemplo. Para gerar a versão analógica da forma de onda analógica 4304, os pontos de fase de amplitude 4302 são lidos sequencialmente a partir da memória de O a To por ciclo de clock Tax e são convertidos por um circuito DAC 4108, 4212, também descritos em conexão com as Figuras 41 e 42. Ciclos adicionais podem ser gerados pela leitura repetida dos pontos de fase de amplitude 4302 da forma de onda de sinal elétrico digital 4300 de O a To pelo maior número de ciclos ou períodos que possam ser desejados. A versão analógica suave da forma de onda analógica 4304 é conseguida mediante a filtração da saída do circuito DAC 4108, 4212 por um filtro 4112, 4214 (Figuras 41 e 42). O sinal de saída analógico filtrado 4114, 4222 (Figuras 41 e 42) é aplicado à entrada de um amplificador de potência.

[0461] A Figura 44 é um diagrama de um sistema de controle 12950 configurado para fornecer fechamento progressivo de um membro de fe- chamento (por exemplo, tubo de fechamento) quando o membro de des- locamento avança distalmente e se acopla a um braço de aperto (por exemplo, bigorna) para diminuir a carga da força de fechamento no mem- bro de fechamento em uma velocidade desejada e diminuir a carga da força de disparo sobre o membro de disparo de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em um aspecto, o sistema de controle 12950 pode ser implementado como um controlador de retroinformação PID ani- nhado. Um controlador PID é um mecanismo de retroinformação do cir- cuito de controle (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 pro- porcionais, integrais e derivados (às vezes indicados P, |, e D respectiva- mente). O sistema de controle de retroinformação do controlador PID ani- nhado 12950 inclui um controlador primário 12952, em um circuito de re- alimentação (externo) primário 12954 e um controlador secundário 12955 em um circuito de realimentação (interno) secundário 12956. O controla- dor primário 12952 pode ser um controlador PID 12972, conforme mos- trado na Figura 45, e o controlador secundário 12955 também pode ser um controlador PID 12972 conforme mostrado na Figura 45. O controla- dor primário 12952 controla um processo primário 12958 e o controlador secundário 12955 controla um processo secundário 12960. A saída 12966 do processador primário 12958 é subtraída de um ponto de ajuste primário SPi por um primeiro somador 12962. O primeiro somador 12962 produz um único sinal de soma de saída que é aplicado ao controlador primário 12952. A saída do controlador primário 12952 é o ponto de ajuste secundário SP2. A saída 12968 do processador secundário 12960 é subtraída de um ponto de ajuste secundário SP2 por um primeiro so- mador 12964.

[0462] No contexto de controlar o deslocamento de um tubo de fecha- mento, o sistema de controle 12950 pode ser configurado de modo que o ponto de ajuste primário SPi seja um valor de força de fechamento dese- jado e o controlador primário 12952 seja configurado para receber a força de fechamento a partir de um sensor de torque acoplado à saída de um motor de fechamento e determinar uma velocidade do motor do ponto de ajuste SP2 para o motor de fechamento. Em outros aspectos, a força de fechamento pode ser medida com medidores de esforço, células de carga, ou outros sensores de força adequados. O ponto de ajuste da velocidade do motor de fechamento SP> é comparado à velocidade real do tubo de fechamento, que é determinada pelo controlador secundário 12955. A ve- locidade real do tubo de fechamento pode ser medida mediante compara- ção do deslocamento do tubo de fechamento com o sensor de posição e a medição do tempo decorrido com um temporizador/contador. Outras téc- nicas, como codificadores lineares ou giratórios podem ser usadas para medir o deslocamento do tubo de fechamento. A saída 12968 do processo secundário 12960 é a velocidade real do tubo de fechamento. Esta saída da velocidade do tubo de fechamento 12968 é fornecida ao processador primário 12958 que determina a força que atua sobre o tubo de fecha- mento e é alimentada de volta ao somador 12962, que subtrai a força de fechamento medida do ponto de ajuste primário SP. O ponto de ajuste principal SP; pode ser um limiar superior ou um limiar inferior. Com base na saída do somador 12962, o controlador primário 12952 controla a velo- cidade e direção do motor de fechamento. O controlador secundário 12955 controla a velocidade do motor de fechamento com base na velocidade real do tubo de fechamento medida pelo processo secundário 12960 e o ponto de ajuste secundário SP>2, que é com base em uma comparação dos limiares superior e inferior da força de disparo e da força de disparo real.

[0463] A Figura 45 ilustra um sistema de controle de retroinformação por PID 12970, de acordo com um aspecto desta divulgação. O controla- dor primário 12952 ou o controlador secundário 12955, ou ambos, podem ser implementados como um controlador PID 12972. Em um aspecto, o controlador PID 12972 pode compreender um elemento proporcional 12974 (P), um elemento integral 12976 (|), e um elemento de derivativo 12978 (D). As saídas dos elementos P, | e D 12974, 12976, 12978 são somadas por um somador 12986, que fornece a variável de controle u(t) ao processo 12980. A saída do processo 12980 é a variável de processo Y(t. Um somador 12984 calcula a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) e uma variável de processo y(t) medida. O controlador PID 12972 continuamente calcula um valor de erro e(t) (por exemplo, a dife- rença entre o limiar da força de fechamento e a força de fechamento me- dida) como a diferença entre um ponto de ajuste desejado r(t) (por exem- plo, o limiar de força de fechamento) e a variável de processo medida y(t) (por exemplo, a velocidade e direção do tubo de fechamento) e aplica uma correção com base nos termos proporcional, integral e derivativo calculados pelo elemento proporcional 12974 (P), o elemento integral

12976 (1), e o elemento derivativo 12978 (D), respectivamente. O contro- lador PID 12972 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 dire- ção do tubo de fechamento).

[0464] De acordo com o algoritmo PID, o elemento "P" 12974 repre- senta 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 divulgação, o termo de erro e(t) é a diferença entre a força de fechamento desejada e força de fechamento medida do tubo de fechamento. O elemento "Il" 12976 representa os valores passados do erro. Por exemplo, se a saída de corrente não for suficientemente forte, a integral do erro irá se acumular ao longo do tempo, e o contro- lador responderá aplicando uma ação mais forte. O elemento "D" 12978 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.

[0465] Será entendido que outras variáveis e os pontos de ajuste po- dem ser monitorados e controlados de acordo com os sistemas de controle de retroinformação 12950, 12970. Por exemplo, o algoritmo de controle da velocidade do membro de fechamento adaptável aqui descrito pode me- diar ao menos dois dos seguintes parâmetros: o local de curso do membro de disparo, a carga do membro de disparo, o deslocamento 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.

[0466] Vários aspectos são direcionados a dispositivos cirúrgicos ul- trassônicos aprimorados, dispositivos eletrocirúrgicos e geradores para uso com os mesmos. Os aspectos dos dispositivos cirúrgicos ultrassô- nicos podem ser configurados para transeccionar e/ou coagular o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo. Os aspectos dos dispo- sitivos eletrocirúrgicos podem ser configurados para transeccionar, co- agular, escalonar, soldar e/ou dessecar o tecido durante procedimentos cirúrgicos, por exemplo.

[0467] Os aspectos do gerador utilizam amostragem analógica para digital de alta velocidade (por exemplo, aproximadamente 200*x de so- breamostragem, dependendo da frequência) da corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com processamento de sinal digital, para fornecer inúmeras vantagens e benefícios sobre as arquiteturas do gerador conhecidas. Em um aspecto, por exemplo, com base em dados de retroinformação de corrente e tensão, um valor da capacitância estática do transdutor ultrassônico, e um valor da frequên- cia do sinal de acionamento, o gerador pode determinar a corrente da ramificação de movimento de um transdutor ultrassônico. Isso fornece o benefício de um sistema virtualmente ajustado, e simula a presença de um sistema que é ajustado ou ressonante com qualquer valor da capacitância estática (por exemplo, CO na Figura 4) em qualquer fre- quência. Consequentemente, o controle da corrente de ramificação do movimento pode ser realizado mediante o cancelamento dos efeitos da capacitância estática sem a necessidade de um indutor de sintonia. Adi- cionalmente, a eliminação do indutor de sintonia não pode degradar as capacidades de travamento de frequência do gerador, já que o trava- mento de frequência pode ser realizado mediante o processamento ade- quado dos dados de retroinformação de corrente e tensão.

[0468] A amostragem analógica para digital de alta velocidade da corrente e da tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, também pode possibilitar a filtra- gem digital precisa das amostras. Por exemplo, aspectos do gerador podem utilizar um filtro digital passa baixo (por exemplo, um filtro de resposta finita ao impulso (FIR) que rola fora entre uma frequência do sinal de acionamento fundamental e uma harmônica de segunda or- dem para reduzir a distorção harmônica assimétrica e o ruído induzido por EMI nas amostras de retroinformação de corrente e tensão. As amostras de retroinformação de corrente e tensão filtradas represen- tam substancialmente a frequência do sinal de acionamento funda- mental, permitindo assim uma medição mais acurada da fase da impe- dância em relação à frequência do sinal de acionamento fundamental e um aprimoramento na capacidade do gerador de manter o trava- mento da frequência de ressonância. A exatidão da medição de fase da impedância pode ser adicionalmente otimizada mediante cálculo da média das medições da borda descida e da borda de descida, e medi- ante a regulação da fase da impedância medida a 0º.

[0469] Vários aspectos do gerador podem também utilizar a amos- tragem analógica para digital de alta velocidade da corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador, juntamente com o processamento de sinal digital, para determinar o consumo de energia real e outras quan- tidades com um alto grau de precisão. Isso pode permitir que o gerador implemente inúmeros algoritmos úteis, como, por exemplo, controlar a quantidade de potência aplicada ao tecido conforme a impedância do tecido se altera e controlar a aplicação de potência para manter uma taxa constante de aumento na impedância do tecido. Alguns desses al- goritmos são usados para determinar a diferença de fase entre os sinais de corrente e tensão do sinal de acionamento do gerador. Na ressonân- cia, a diferença de fase entre os sinais de corrente e tensão é zero. À fase se altera conforme o sistema ultrassônico sai de ressonância. Vá- rios algoritmos podem ser usados para detectar a diferença de fase e ajustar a frequência de acionamento até que o sistema ultrassônico re-

torna à ressonância, isto é, a diferença de fase entre os sinais de cor- rente e tensão chega a zero. As informações de fase também podem ser usadas para inferir as condições da lâmina ultrassônica. Conforme discutido com particularidade abaixo, a fase se altera como uma função da temperatura da lâmina ultrassônica. Portanto, as informações de fase podem ser usadas para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica. Isso pode ser feito, por exemplo, mediante a redução da potência forne- cida à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito quente e mediante aumento da potência aplicada à lâmina ultrassônica quando a lâmina ultrassônica está muito fria.

[0470] Vários aspectos do gerador podem ter uma faixa ampla de fre- quências e potência aumentada de saída necessária para acionar os dis- positivos cirúrgicos ultrassônicos e os dispositivos eletrocirúrgicos. Quanto menor a tensão, maior a demanda de corrente dos dispositivos eletrocirúr- gicos pode ser atendida por uma derivação dedicada em um transforma- dor de potência de banda larga, eliminando assim a necessidade por um amplificador de potência e um transformador de saída separados. Além disso, os circuitos de detecção e retroinformação do gerador podem su- portar uma ampla faixa dinâmica que atende às necessidades das aplica- ções ultrassônicas e das aplicações eletrocirúrgicas com mínima distor- ção.

[0471] Vários aspectos podem fornecer um meio simples e econô- mico para o gerador ler e opcionalmente gravar em um circuito de dados (por exemplo, um único dispositivo de barramento de fio, como um pro- tocolo de fio único EEPROM, conhecido sob o nome comercial "1-Wire") disposto em um instrumento fixado à peça de mão usando os cabos de gerador/empunhadora do multicondutor existentes. Dessa forma, o ge- rador é capaz de recuperar e processar dados específicos do instru- mento a partir de um instrumento fixado à empunhadura. Isso pode per- mitir que o gerador forneça melhor controle e diagnóstico e detecção de erro aprimorados. Adicionalmente, a capacidade do gerador de gravar dados no instrumento possibilita uma nova funcionalidade em termos de, por exemplo, rastreamento do uso do instrumento e captura de da- dos operacionais. Além disso, o uso da faixa de frequência permite a compatibilidade com versões anteriores de instrumentos contendo um dispositivo de barramento com geradores existentes.

[0472] Aspectos divulgados do gerador fornecem cancelamento ativo da corrente de fuga causados pelo acoplamento capacitivo não intencional entre circuitos não isolados e isolados, do paciente, do ge- rador. Além de reduzir os riscos ao paciente, a redução da corrente de fuga pode também diminuir as emissões eletromagnéticas. Esses e ou- tros benefícios de aspectos da presente divulgação serão evidentes a partir da descrição apresentada a seguir.

[0473] Será reconhecido que os termos "proximal" e "distal" são aqui usados com referência ao ato do médico de apertar uma empu- nhadura. Assim, um atuador de extremidade é distal em relação à em- punhadura mais proximal. Será reconhecido adicionalmente que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "topo" e "fundo" podem também ser usados na presente invenção em relação ao médico segurando a empunhadura. Entretanto, os dispositivos ci- rúrgicos são usados em muitas orientações e posições, e tais termos não se destinam a serem limitadores e absolutos.

[0474] A Figura 46 é uma vista explodida em elevação do instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480 mostrando a metade es- querda do compartimento removida de um conjunto de empunhadura 6482 e expondo um identificador de dispositivo acoplado de forma comu- nicativa ao conjunto de terminal de cabo de múltiplos condutores, de acordo com um aspecto da presente divulgação. Em aspectos adicionais da presente divulgação, uma bateria inteligente (ou "smart") é utilizada para alimentar o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480.

Entretanto, a bateria inteligente não se limita ao instrumento cirúrgico ul- trassônico modular de mão 6480 e, como será explicado, pode ser usada em uma variedade de dispositivos, que podem ou não ter requisitos de potência (por exemplo, corrente e tensão) que variam um do outro.

O con- junto de bateria inteligente 6486, de acordo com um aspecto da presente divulgação, é vantajosamente capaz de identificar o dispositivo específico ao qual ele está acoplado eletricamente.

Isso é feito através de métodos de identificação encriptada ou não encriptada.

Por exemplo, um conjunto de bateria inteligente 6486 pode ter uma porção de conexão, como a por- ção de conexão 6488. O conjunto de empunhadura 6482 pode também ser dotado de um identificador de dispositivo acoplado de forma comuni- cativa ao conjunto de terminal de cabo de múltiplos condutores 6491 e operável para comunicar ao menos uma informação sobre o conjunto de empunhadura 6482. Essa informação pode se referir ao número de vezes que o conjunto de empunhadura 6482 foi utilizado, ao número de vezes que um conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 (atualmente des- conectado do conjunto de empunhadura 6482) foi utilizado, ao número de vezes que um conjunto de guia de ondas do eixo de acionamento 6490 (atualmente conectado ao conjunto de empunhadura 6482) foi utilizado, ao tipo de conjunto de guia de ondas do eixo de acionamento 6490 que está atualmente conectado ao conjunto de empunhadura 6482, ao tipo ou identidade do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 que está atualmente conectado ao conjunto de empunhadura 6482 e/ou a muitas outras características.

Quando o conjunto de bateria inteligente 6486 é in- serido no conjunto de empunhadura 6482, a porção de conexão 6488 no interior do conjunto de bateria inteligente 6486 faz contato de comunicação com o identificador de dispositivo do conjunto de empunhadura 6482. O conjunto de empunhadura 6482, por meio do hardware, software, ou de uma combinação dos mesmos, é capaz de transmitir informações ao con- junto de bateria inteligente 6486 (seja por autoiniciação ou em resposta a uma solicitação do conjunto de bateria inteligente 6486). Esse identificador comunicado é recebido pela porção de conexão 6488 do conjunto de ba- teria inteligente 6486. Em um aspecto, quando o conjunto de bateria inte- ligente 6486 recebe a informação, a porção de comunicação é operável para controlar a saída do conjunto de bateria inteligente 6486 para atender às exigências de energia específicas do dispositivo.

[0475] Em um aspecto, a porção de comunicação inclui um proces- sador 6493 e uma memória 6497 que podem ser separados ou um componente único. O processador 6493, em combinação com a me- mória, é capaz de fornecer gerenciamento de energia inteligente para o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480. Esse as- pecto é particularmente vantajoso devido ao fato de que um dispositivo ultrassônico, como o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modu- lar 6480, tem uma exigência de energia (frequência, corrente e tensão) que pode ser única para o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480. De fato, o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480 pode ter uma exigência específica de energia ou limita- ção para uma dimensão ou tipo de tubo externo 6494 e uma segunda exigência diferente de energia para um segundo tipo de guia de ondas tendo uma dimensão, um formato e/ou uma configuração diferentes.

[0476] Um conjunto de bateria inteligente 6486, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação, portanto, possibilita que um conjunto de bateria seja usado entre vários instrumentos cirúrgicos. Devido ao fato de que o conjunto de bateria inteligente 6486 é capaz de identificar em qual dispositivo está fixado e é consequentemente capaz de alterar sua saída, os operadores de vários instrumentos ci- rúrgicos diferentes que utilizam o conjunto de bateria inteligente 6486 não precisam mais se preocupar com qual fonte de energia estão ten- tando instalar no interior do dispositivo eletrônico que está sendo usado. Isto é particularmente vantajoso em um ambiente operacional onde um conjunto de bateria precisa ser substituído ou intercambiado com um outro instrumento cirúrgico no meio de um procedimento cirúr- gico complexo.

[0477] Em um outro aspecto da presente divulgação, o conjunto de bateria inteligente 6486 armazena, em uma memória 6497, um registro cada vez que um dispositivo específico é usado. Esse registro pode ser útil para avaliar o final da vida útil ou permitida de um dispositivo. Por exemplo, depois que um dispositivo é utilizado 20 vezes, as baterias no conjunto de bateria inteligente 6486 conectado ao dispositivo, não for- necerão energia ao mesmo — uma vez que o dispositivo é definido como um instrumento cirúrgico "não mais confiável". A confiabilidade é deter- minada com base em vários fatores. Um fator pode ser o desgaste, que pode ser estimado de diversas maneiras, incluindo o número de vezes que o dispositivo foi utilizado ou ativado. Após um certo número de usos, as peças do dispositivo podem ficar desgastadas e as tolerâncias entre as peças podem ser excedidas. Por exemplo, o conjunto de bateria in- teligente 6486 pode detectar o número de vezes que o botão é pressio- nado pelo conjunto de empunhadura 6482 e pode determinar quando um número máximo de vezes que o botão é pressionado foi atingido ou excedido. O conjunto de bateria inteligente 6486 pode também monito- rar uma impedância do mecanismo de botão que pode mudar, por exemplo, se a empunhadura for contaminada, por exemplo, com solu- ção salina.

[0478] Esse desgaste pode levar a uma falha inaceitável durante um procedimento. Em alguns aspectos, o conjunto de bateria inteli- gente 6486 pode reconhecer quais partes são combinadas em um dis- positivo e mesmo quantos usos uma parte experimentou. Por exemplo, se o conjunto de bateria inteligente 6486 for uma bateria inteligente, de acordo com a presente divulgação, esta pode identificar o conjunto de empunhadura 6482, o conjunto de guia de ondas do eixo de aciona- mento 6490, bem como o conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484, muito antes que o usuário tente utilizar o dispositivo composto. A memória 6497 no interior do conjunto de bateria inteligente 6486 pode, por exemplo, registrar um horário em que o conjunto de transdu- tor/gerador ultrassônico 6484 é operado e como, quando e por quanto tempo é operado. Se o conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 tiver um identificador individual, o conjunto de bateria inteligente 6486 pode monitorar o uso do conjunto de transdutor/gerador ultrassô- nico 6484 e recusar o fornecimento de energia àquele conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 quando o conjunto de empunha- dura 6482 ou o conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 ex- ceder seu número máximo de utilizações. O conjunto de transdutor/ge- rador ultrassônico 6484, o conjunto de empunhadura 6482, o conjunto de guia de ondas do eixo de acionamento 6490, ou outros componen- tes podem incluir um circuito integrado (chip) de memória que também registra essas informações. Dessa forma, qualquer quantidade de ba- terias inteligentes no conjunto de bateria inteligente 6486 pode ser uti- lizada com qualquer quantidade de conjuntos de transdutor/gerador ul- trassônico 6484, grampeadores, vedadores de vaso, etc. e ainda poder determinar o número total de utilizações, ou o tempo total de uso (atra- vés do uso do clock), ou o número total de atuações, etc. do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484, do grampeador, do vedador de vaso, etc. ou ciclos de carga ou descarga. A funcionalidade inteli- gente pode residir fora do conjunto de bateria 6486 e pode residir no conjunto de empunhadura 6482, no conjunto de transdutor/gerador ul- trassônico 6484 e/ou no conjunto de eixo de acionamento 6490, por exemplo.

[0479] Ao contabilizar os usos do conjunto de transdutor/gerador ul- trassônico 6484 para encerrar de forma inteligente a vida útil do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484, o instrumento cirúrgico faz uma distinção precisa entre a conclusão de um uso real do conjunto de trans- dutor/gerador ultrassônico 6484 em um procedimento cirúrgico e um lapso momentâneo na atuação do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 devido a, por exemplo, uma troca de bateria ou um atraso temporário no procedimento cirúrgico. Portanto, como uma alternativa a simplesmente contar o número de ativações do conjunto de transdutor/gerador ultrassô- nico 6484, um circuito de clock em tempo real (RTC) pode ser implemen- tado para monitorar a quantidade de tempo que o conjunto de transdu- tor/gerador ultrassônico 6484 está de fato desligado. A partir da extensão de tempo medida, pode-se determinar, por meio de lógica adequada, se o desligamento foi significativo o bastante para ser considerado o final de um uso real ou se o desligamento foi muito curto em termos de tempo para ser considerado o fim de um uso. Dessa forma, em algumas aplicações, este método pode ser uma determinação mais precisa da vida útil do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 do que um algoritmo simples "ba- seado em ativações", o que pode, por exemplo, informar que dez "ativa- ções" ocorrem em um procedimento cirúrgico e, portanto, dez ativações devem indicar que o contador é incrementado de um em um. De modo geral, esse tipo e sistema de contagem interna de tempo impedirá o uso incorreto do dispositivo que é projetado para enganar um algoritmo sim- ples "baseado em ativações" e impedirá o registro incorreto de um uso completo em casos em que houve apenas uma simples perda de corres- pondência do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 ou o con- junto de bateria inteligente 6486 que foi exigido por motivos legítimos.

[0480] Embora os conjuntos de transdutor/gerador ultrassônico 6484 do instrumento cirúrgico 6480 sejam reutilizáveis, em um aspecto um número finito de usos pode ser definido uma vez que o instrumento cirúrgico 6480 está sujeito a condições rigorosas durante a limpeza e a esterilização. Mais especificamente, a bateria é configurada para ser esterilizada. Independente do material empregado para as superfícies externas, há uma vida útil esperada limitada para os reais materiais utilizados. Essa vida útil é determinada por várias características que poderiam incluir, por exemplo, o número de vezes que a bateria foi de fato esterilizada, o tempo desde que a bateria foi fabricada e o número de vezes que a bateria foi recarregada, para citar algumas. Além disso, a vida útil das células de bateria em si é limitada. O software da pre- sente divulgação incorpora algoritmos da invenção que verificam o nú- mero de usos do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 e do conjunto de bateria inteligente 6486 e desabilita o dispositivo quando esse número de usos foi atingido ou excedido. A análise do exterior da bateria em cada um dos possíveis métodos de esterilização pode ser realizada. Com base no procedimento de esterilização mais rigoroso, o número máximo de esterilizações permitidas pode ser defi- nido e esse número pode ser armazenado em uma memória do con- junto de bateria inteligente 6486. Presume-se que um carregador é não estéril e que o conjunto de bateria inteligente 6486 deve ser utilizado depois de ser carregado, então a contagem de cargas pode ser defi- nida como sendo igual ao número de esterilizações encontradas para aquela bateria específica.

[0481] Em um aspecto, o hardware na bateria pode ser desabilitado para minimizar ou eliminar questões de segurança devido ao esgota- mento contínuo das células de bateria depois que a bateria tiver sido desabilitada pelo software. Pode haver uma situação em que o hardware interno da bateria é incapaz de desabilitar a bateria sob deter- minadas condições de baixa tensão. Nessa situação, em um aspecto, o carregador pode ser utilizado para "matar" a bateria. Devido ao fato de que o microcontrolador da bateria está desligado enquanto a bateria está em seu carregador, memória programável e apagável eletrica- mente só de leitura (EEPROM) não volátil baseada em Barramento de

Gerenciamento do Sistema (SMB) pode ser utilizada para troca de in- formações entre o microcontrolador da bateria e o carregador. Dessa forma, uma EEPROM serial pode ser utilizada para armazenar informa- ções que podem ser gravadas e lidas mesmo quando o microcontrola- dor da bateria está desligado, o que é muito benéfico ao se tentar trocar informações com o carregador ou com outros dispositivos periféricos. Essa EEPROM exemplificadora pode ser configurada para conter regis- tros de memória suficientes para armazenar ao menos (a) um limite de contagem de uso no qual a bateria deve ser desabilitada (Contagem de Uso da Bateria), (b) o número de procedimentos aos quais a bateria foi submetida (Contagem de Procedimentos da Bateria) e/ou (c) um nú- mero de cargas as quais a bateria foi submetida (Contagem de Cargas), entre outros. Algumas das informações armazenadas na EEPROM, como o Registro de Contagem de Uso e o Registro de Contagem de Carga, são armazenadas em seções protegidas de gravação de EE- PROM para evitar que os usuários alterem as informações. Em um as- pecto, o uso e os contadores são armazenados com registros secundá- rios invertidos por bit correspondentes para detectar o corrompimento de dados.

[0482] Qualquer tensão residual nas linhas de SMBus (barramento de gerenciamento do sistema) poderia danificar o microcontrolador e corromper o sinal dos SMBus. Portanto, para garantir que as linhas de SMBus de um controlador de bateria não contenham uma tensão en- quanto o microcontrolador está desligado, são fornecidos relés entre as linhas de SMBus externas e a microplaca controladora da bateria.

[0483] Durante o carregamento do conjunto de bateria inteligente 6486, uma condição de "final de carga" das baterias no interior do con- junto de bateria inteligente 6486 é determinada quando, por exemplo, a corrente que flui para o interior da bateria cai abaixo de um limiar determinado de uma maneira afunilada ao empregar um esquema de carregamento de corrente constante/tensão constante. Para detectar com precisão essa condição de "final de carga", o microcontrolador da bateria e as placas rebaixadoras são desenergizadas e desligadas du- rante o carregamento da bateria para reduzir qualquer drenagem de corrente que possa ser causada pelas placas e que possa interferir na detecção da corrente decrescente. Adicionalmente, o microcontrolador e as placas rebaixadoras são desenergizadas durante o carregamento para impedir qualquer corrompimento resultante do sinal de SMBus.

[0484] Em relação ao carregador, em um aspecto, o conjunto de bateria inteligente 6486 é impedido de ser inserido no carregador de uma maneira diferente da posição de inserção correta. Consequente- mente, o exterior do conjunto de bateria inteligente 6486 é dotado de recursos de fixação do carregador. Um recipiente para fixar o conjunto de bateria inteligente 6486 de maneira segura no carregador é configu- rado com uma geometria cônica de correspondência de contorno para impedir a inserção acidental do conjunto de bateria inteligente 6486 de qualquer forma que não a correta (pretendida). É contemplado adicio- nalmente que a presença do conjunto de bateria inteligente 6486 pode ser detectável pelo próprio carregador. Por exemplo, o carregador pode ser configurado para detectar a presença da transmissão de SMBus a partir do circuito de proteção da bateria, bem como dos resistores que estão localizados na placa de proteção. Nesse caso, o carregador seria habilitado para controlar uma tensão que é exposta nos pinos do carre- gador até que o conjunto de bateria inteligente 6486 fique corretamente encaixado ou no local no carregador. Isso se deve ao fato de que uma tensão exposta nos pinos do carregador pode apresentar um perigo e um risco de que um curto-circuito elétrico possa ocorrer através dos pi- nos e faça com que o carregador fosse inadvertidamente carregado.

[0485] Em alguns aspectos, o conjunto de bateria inteligente 6486 pode se comunicar com o usuário através de retroinformação auditiva e/ou visual. Por exemplo, o conjunto de bateria inteligente 6486 pode fazer com que os LEDs emitam luz de uma forma predefinida. Nesse caso, embora o microcontrolador no conjunto de transdutor/gerador ul- trassônico 6484 controle os LEDs, o microcontrolador recebe instru- ções a serem executadas diretamente a partir do conjunto de bateria inteligente 6486.

[0486] Ainda em um outro aspecto da presente divulgação, o mi- crocontrolador no conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484, quando não estiver em uso por um período predeterminado, entra no modo suspenso. Vantajosamente, quando no modo suspenso, a velo- cidade do clock do microcontrolador é reduzida, cortando significativa- mente a drenagem de corrente. Alguma corrente continua sendo con- sumida porque o processador continua enviando sinal, aguardando para detectar uma entrada. Vantajosamente, quando o microcontrola- dor está neste modo suspenso de economia de energia, o microcon- trolador e o controlador de bateria podem controlar diretamente os LEDs. Por exemplo, um circuito de decodificador poderia ser constru- ído no conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 e conectado às linhas de comunicação de modo que os LEDs possam ser controla- dos independentemente pelo processador 6493 enquanto o microcon- trolador do conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 está "DESLIGADO" ou em um "modo suspenso". Este é um recurso de eco- nomia de energia que elimina a necessidade de acionar o microcontro- lador no conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484. A energia é poupada ao permitir que o gerador seja desligado enquanto ainda é capaz de controlar ativamente os indicadores de interface de usuário.

[0487] Um outro aspecto retarda um ou mais dos microcontrolado- res para conservar energia quando não está em uso. Por exemplo, as frequências do clock de ambos os microcontroladores podem ser re-

duzidas para economizar energia. Para manter uma operação sincro- nizada, os microcontroladores coordenam a mudança de suas respec- tivas frequências de clock para que ocorram aproximadamente ao mesmo tempo, tanto a redução quanto o subsequente aumento na fre- quência quando a operação em velocidade total é exigida. Por exem- plo, ao entrar no modo ocioso, as frequências de clock são diminuídas e ao sair do modo ocioso, as frequências são aumentadas.

[0488] Em um aspecto adicional, o conjunto de bateria inteligente 6486 é capaz de determinar a quantidade de energia útil remanescente no interior de suas células e é programado para apenas operar o instru- mento cirúrgico ao qual está conectado caso determine que há energia de bateria remanescente suficiente para previsivelmente operar o dispo- sitivo durante todo o procedimento previsto. Por exemplo, o conjunto de bateria inteligente 6486 é capaz de permanecer em um estado não ope- racional se não houver energia suficiente no interior das células para ope- rar o instrumento cirúrgico durante 20 segundos. De acordo com um as- pecto, o conjunto de bateria inteligente 6486 determina a quantidade de energia remanescente no interior das células ao final da sua função an- terior mais recente, por exemplo, um corte cirúrgico. Neste aspecto, por- tanto, o conjunto de bateria inteligente 6486 não permitiria que uma fun- ção subsequente fosse realizada se, por exemplo, durante aquele proce- dimento, o conjunto determinasse que as células não têm energia sufici- ente. Alternativamente, se o conjunto de bateria inteligente 6486 determi- nar que há energia suficiente para um procedimento subsequente e ficar abaixo daquele limiar durante o procedimento, ele não interrompe o pro- cedimento em andamento e, em vez disso, possibilita o término do pro- cedimento e, posteriormente, impede que novos procedimentos ocorram.

[0489] O exposto a seguir explica uma vantagem de maximizar o uso do dispositivo com o conjunto de bateria inteligente 6486 da presente di-

vulgação. Neste exemplo, um conjunto de diferentes dispositivos tem di- ferentes guias de ondas de transmissão ultrassônica. Por definição, os guias de ondas poderiam ter um respectivo limite de energia máximo per- missível, em que exceder o dito limite de energia sobrecarrega o guia de ondas e, por fim, provoca sua fratura. Um guia de onda do conjunto de guias de onda terá, naturalmente, a menor tolerância máxima de energia. Uma vez que as baterias da técnica anterior não possuem a gestão de energia de bateria inteligente, a saída das baterias da técnica anterior precisa ser limitada por um valor da menor entrada de energia máxima permissível para o guia de ondas menor/mais estreito/mais frágil no con- junto que se pretende utilizar com o dispositivo/bateria. Isso seria verdade mesmo que guias de onda maiores e mais espessas fossem posterior- mente fixadas àquela empunhadura e, por definição, permitir que uma força maior seja aplicada. Esta limitação também é verdadeira para a po- tência máxima da bateria. Por exemplo, se uma bateria for projetada para ser utilizada em múltiplos dispositivos, sua máxima energia de saída será limitada à menor classificação de energia máxima de quaisquer dos dis- positivos em que deve ser utilizada. Com essa configuração, um ou mais dispositivos ou configurações de dispositivo não seriam capazes de ma- ximizar o uso da bateria, uma vez que a bateria não conhece os limites específicos do dispositivo específico.

[0490] Em um aspecto, o conjunto de bateria inteligente 6486 pode ser empregado para contornar de maneira inteligente as limitações acima mencionadas do dispositivo ultrassônico. O conjunto de bateria inteli- gente 6486 pode produzir uma saída para um dispositivo ou uma confi- guração de dispositivo específica e o mesmo conjunto de bateria inteli- gente 6486 pode posteriormente produzir uma saída diferente para um segundo dispositivo ou configuração de dispositivo. Esse sistema univer- sal de bateria cirúrgica inteligente se presta bem às modernas salas de cirurgia em que o espaço e o tempo são limitados. Ao ter uma bateria inteligente alimentando vários dispositivos diferentes, as equipes de en- fermagem podem facilmente gerenciar o armazenamento, a recuperação e o estoque dessas baterias. Vantajosamente, em um aspecto, o sistema de bateria inteligente, de acordo com a presente divulgação, pode em- pregar um tipo de estação de carregamento, aumentando dessa forma a facilidade e a eficiência do uso e diminuindo os custos dos equipamentos de carregamento das salas de cirurgia.

[0491] Além disso, outros instrumentos cirúrgicos, por exemplo, um grampeador elétrico, podem ter uma exigência de energia diferente da- quela do instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480. De acordo com vários aspectos da presente divulgação, um conjunto de ba- teria inteligente 6486 pode ser utilizado com qualquer um de uma série de instrumentos cirúrgicos e pode ser produzido para adaptar sua própria saída de energia ao dispositivo específico no qual está instalado. Em um aspecto, essa adaptação de energia é obtida mediante o controle do ciclo de trabalho de uma fonte de alimentação em modo chaveado, por exem- plo, uma configuração rebaixadora (buck), rebaixadora-elevadora (buck- boost), elevadora (boost), ou outra configuração, integrada ou de outra forma acoplada ao conjunto de bateria inteligente 6486 e controlada por ele. Em outros aspectos, o conjunto de bateria inteligente 6486 pode al- terar dinamicamente sua saída de energia durante a operação do dispo- sitivo. Por exemplo, em dispositivos de selagem de vasos, a gestão de energia possibilita uma selagem aprimorada do tecido. Nesses dispositi- vos, altos valores de corrente constante são necessários. A saída de po- tência total precisa ser ajustada dinamicamente porque, à medida que o tecido é vedado, sua impedância se altera. Aspectos da presente divul- gação fornecem o conjunto de bateria inteligente 6486 com um limite má- ximo de corrente variável. O limite de corrente pode variar de uma apli- cação (ou dispositivo) para outra, com base nas exigências da aplicação ou do dispositivo.

[0492] A Figura 47 é uma vista em detalhe de uma porção de gatilho 6483 e de uma chave do instrumento cirúrgico ultrassônico 6480 mostra- das na Figura 46, de acordo com um aspecto da presente divulgação.

O gatilho 6483 está operacionalmente acoplado ao membro de garra 6495 do atuador de extremidade 6492. A lâmina ultrassônica 6496 é energi- zada pelo conjunto de transdutor/gerador ultrassônico 6484 mediante a ativação da chave de ativação 6485. Continuando agora com a Figura 46, e também olhando para a Figura 47, o gatilho 6483 e a chave de ativação 6485 são mostrados como componentes do conjunto de empu- nhadura 6482. O gatilho 6483 ativa o atuador de extremidade 6492, que tem uma associação cooperativa com a lâmina ultrassônica 6496 do con- junto de guia de ondas do eixo de acionamento 6490 para permitir vários tipos de contato entre o membro de garra 6495 do atuador de extremi- dade e a lâmina ultrassônica 6496 com tecido e/ou outras substâncias.

O membro de garra 6495 do atuador de extremidade 6492 é, em geral, uma garra articulada que atua para prender ou segurar o tecido disposto entre a garra e a lâmina ultrassônica 6496. Em um aspecto, uma retroinforma- ção audível é fornecida no gatilho que faz um "clique" quando o gatilho é completamente pressionado.

O ruído pode ser gerado por uma fina peça metálica que o gatilho toca durante o fechamento.

Essa característica adiciona um componente audível à retroinformação do usuário que in- forma ao usuário que a garra está totalmente comprimida contra o guia de onda e que pressão de aperto suficiente está sendo aplicada para realizar a vedação do vaso.

Em um outro aspecto, sensores de força, como manômetros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados ao gatilho 6483 para medir a força aplicada ao gatilho 6483 pelo usuário.

Em um outro aspecto, sensores de força, como manôme- tros de tensão mecânica ou sensores de pressão, podem ser acoplados ao botão da chave 6485 de modo que a intensidade do deslocamento corresponda à força aplicada pelo usuário ao botão de chave 6485.

[0493] A chave de ativação 6485, quando pressionada, coloca o instrumento cirúrgico ultrassônico de mão modular 6480 em um modo de operação ultrassônica, o que causa movimento ultrassônico no con- junto de guia de ondas do eixo de acionamento 6490. Em um aspecto, o pressionamento da chave de ativação 6485 faz com que os contatos elétricos no interior da chave se fechem, completando assim um cir- cuito entre o conjunto de bateria inteligente 6486 e o conjunto de trans- dutor/gerador ultrassônico 6484, de maneira que a energia elétrica seja aplicada ao transdutor ultrassônico, conforme anteriormente descrito. Em outro aspecto, o pressionamento da chave de ativação 6485 fecha os contatos elétricos para o conjunto de bateria inteligente 6486. Evi- dentemente, dos contatos elétricos de fechamento em um circuito é, aqui, meramente um exemplo de descrição geral de operação da chave. Há muitos aspectos alternativos que podem incluir a abertura de contatos ou de fornecimento de energia controlada por processador que recebe informações da chave e direciona uma reação de circuito correspondente com base na informação.

[0494] A Figura 48 é uma vista em perspectiva ampliada fragmentada de um atuador de extremidade 6492, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação, a partir de uma extremidade distal com um mem- bro de garra 6495 em uma posição aberta. Com referência à Figura 48, é mostrada uma vista parcial em perspectiva da extremidade distal 6498 do conjunto de eixo de acionamento de guia de ondas 6490. O conjunto de eixo de acionamento de guia de ondas 6490 inclui um tubo externo 6494 que circunda uma porção do guia de ondas. A porção de lâmina ultrassô- nica 6496 do guia de ondas 6499 se projeta a partir da extremidade distal 6498 do tubo externo 6494. É a porção de lâmina ultrassônica 6496 que entra em contato com o tecido durante um procedimento médico e trans- fere sua energia ultrassônica ao tecido. O conjunto de eixo de acionamento de guia de ondas 6490 inclui também um membro de garra 6495 que está acoplado ao tubo externo 6494 e um tubo interno (não visível nesta vista). O membro de garra 6495, com os tubos internos e externos e com a por- ção de lâmina ultrassônica 6496 do guia de ondas 6499, pode ser cha- mado de um atuador de extremidade 6492. Conforme será explicado abaixo, o tubo externo 6494 e o tubo interno não ilustrado deslizam longi- tudinalmente um em relação ao outro. À medida que o movimento relativo entre o tubo externo 6494 e o tubo interno não ilustrado ocorre, o membro de garra 6495 se articula sobre um ponto de pivô, fazendo assim com que o membro de garra 6495 se abra e se feche. Quando fechado, o membro de garra 6495 confere uma força de aperto sobre o tecido situado entre o membro de garra 6495 e a lâmina ultrassônica 6496, garantindo um con- tato positivo e eficiente entre a lâmina e o tecido.

[0495] A Figura 49 é um diagrama de sistema 7400 de um circuito segmentado 7401 compreendendo uma pluralidade de segmentos de cir- cuito operados independentemente 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Um segmento de circuito da pluralidade de segmentos de segmentos de circuito do circuito segmentado 7401 compreende um ou mais circuitos e um ou mais conjuntos de instruções executáveis em máquina armazena- das em um ou mais dispositivos de memória. O um ou mais circuitos de um segmento de circuito são acoplados para comunicação elétrica através de um ou mais meios de conexão com ou sem fio. A pluralidade de seg- mentos de circuito é configurada para realizar a transição entre três modos compreendendo um modo suspenso, um modo de espera e um modo ope- racional.

[0496] Em um aspecto mostrado, a pluralidade de segmentos de circuito 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 começa, em primeiro lugar, no modo de espera, em segundo lugar passa para o modo suspenso e em terceiro lugar, passa para o modo operacional. Entretanto, em outros aspectos, a pluralidade de segmentos de circuito pode realizar a transição de qualquer um dos três modos para qualquer um dos outros três modos. Por exemplo, a pluralidade de segmentos de circuito pode realizar a transição diretamente do modo de espera para o modo operacional. Segmentos de circuito individuais podem ser colo- cados em um estado específico pelo circuito de controle de tensão 7408 com base na execução, por um processador de instruções executáveis em máquina. Os estados compreendem um estado desenergizado, um estado de baixa energia e um estado energizado. O estado desenergi- zado corresponde ao modo suspenso, o estado de baixa energia cor- responde ao modo de espera e o estado energizado corresponde ao modo operacional. A transição para o estado de baixa energia pode ser atingida, por exemplo, mediante o uso de um potenciômetro.

[0497] Em um aspecto, a pluralidade de segmentos de circuito 7402, 7414, 7416, 7420, 7424, 7428, 7434, 7440 pode realizar a transição do modo suspenso ou do modo de espera para o modo operacional de acordo com uma sequência de energização. A pluralidade de segmentos de cir- cuito pode também realizar a transição do modo operacional para o modo de espera ou para o modo suspenso de acordo com a sequência de de- senergização. A sequência de energização e a sequência de desenergi- zação podem ser diferentes. Em alguns aspectos, a sequência de energi- zação compreende a energização de apenas um subconjunto de segmen- tos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito. Em alguns aspec- tos, a sequência de desenergização compreende a desenergização de apenas um subconjunto de segmentos de circuito da pluralidade de seg- mentos de circuito.

[0498] Novamente com referência ao diagrama de sistema 7400 na Figura. 49, o circuito segmentado 7401 compreendem uma pluralidade de segmentos de circuito que compreendem um segmento de circuito de transição 7402, um segmento de circuito de processador 7414, um seg-

mento de circuito de empunhadura 7416, um segmento de circuito de co- municação 7420, um segmento de circuito de tela 7424, um segmento de circuito de controle do motor 7428, um segmento de circuito de trata- mento de energia 7434, e um segmento de circuito de eixo de aciona- mento 7440. O segmento de circuito de transição compreende um circuito de ativação 7404, um circuito de corrente de intensificação 7406, um cir- cuito de controle de tensão 7408, um controlador de segurança 7410 e um controlador de POST 7412. O segmento de circuito de transição 7402 é configurado para implementar uma sequência de desenergização e uma sequência de energização, um protocolo de detecção de segurança e um POST.

[0499] Em alguns aspectos, o circuito de ativação 7404 compreende um sensor de botão de acelerômetro 7405. Em aspectos, o segmento de circuito de transição 7402 é configurado para estar em um estado energi- zado, enquanto outros segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito do circuito segmentado 7401 são configurados para estar em um estado de baixa energia, um estado desenergizado ou um estado ener- gizado. O sensor de botão do acelerômetro 7405 pode monitorar o movi- mento ou a aceleração do instrumento cirúrgico 6480 descrito na presente invenção. Por exemplo, o movimento pode ser uma alteração na orienta- ção ou rotação do instrumento cirúrgico. O instrumento cirúrgico pode ser movimentado em qualquer direção em relação a um espaço euclidiano tri- dimensional, por exemplo, por um usuário do instrumento cirúrgico. Quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento ou aceleração, o sensor de botão de acelerômetro 7405 envia um sinal para o circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de con- trole de tensão 7408 aplique tensão ao segmento de circuito de processa- dor 7414 para realizar a transição do processador e de uma a memória volátil para um estado energizado. Nos aspectos, o processador e a me- mória volátil estão em um estado energizado antes do circuito de controle de tensão 7409 aplicar tensão ao processador e à memória volátil. No modo operacional, o processador pode iniciar uma sequência de energi- zação ou uma sequência de desenergização. Em vários aspectos, o sen- sor de botão de acelerômetro 7405 pode também enviar um sinal ao pro- cessador para fazer com que o processador inicie uma sequência de ener- gização ou uma sequência de desenergização. Em alguns aspectos, o processador inicia uma sequência de energização quando a maioria dos segmentos de circuito individuais estão em um estado de baixa energia ou em um estado desenergizado. Em outros aspectos, o processador inicia uma sequência de desenergização quando a maioria dos segmentos de circuito individuais estiver em um estado energizado.

[0500] Adicional ou alternativamente, o sensor de botão do acelerô- metro 7405 pode detectar o movimento externo dentro de uma vizi- nhança predeterminada do instrumento cirúrgico. Por exemplo, o sensor de botão do acelerômetro 7405 pode detectar o movimento da mão de um usuário do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito, que se move dentro da vizinhança predeterminada. Quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta esse movimento externo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador, conforme anteriormente des- crito. Após receber o sinal enviado, o processador pode iniciar uma se- quência de energização ou uma sequência de desenergização para fa- zer a transição de um ou mais segmentos de circuito entre os três mo- dos. Nos aspectos, o sinal enviado para o circuito de controle de tensão 7408 é enviado para verificar se o processador está em modo operaci- onal. Em alguns aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar quando o instrumento cirúrgico foi deixado cair e enviar um sinal ao processador com base na queda detectada. Por exemplo, o sinal pode indicar um erro na operação de um segmento de circuito in-

dividual. Um ou mais sensores podem detectar danos ou falhas dos seg- mentos de circuito individuais afetados. Com base no dano ou falha de- tectado, o controlador de POST 7412 pode realizar um POST dos seg- mentos de circuito individuais correspondentes.

[0501] Uma sequência de energização ou uma sequência de dese- nergização pode ser definida com base no sensor de botão de acelerô- metro 7405. Por exemplo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar um movimento específico ou uma sequência de movimentos que indica a seleção de um segmento de circuito específico da plurali- dade de segmentos de circuito. Com base no movimento detectado ou na série de movimentos detectados, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode transmitir um sinal compreendendo uma indicação de um ou mais segmentos de circuito da pluralidade de segmentos de circuito ao processador quando o processador está em um estado energizado. Com base no sinal, o processador determina uma sequência de energi- zação compreendendo o um ou mais segmentos de circuito seleciona- dos. Adicional ou alternativamente, um usuário dos instrumentos cirúr- gicos 6480 aqui descritos pode selecionar uma quantidade e a ordem dos segmentos de circuito para definir uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização com base na interação com uma interface gráfica de usuário (GUI) do instrumento cirúrgico.

[0502] Em vários aspectos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador apenas quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito ou o movimento externo dentro de uma vizinhança predeterminada acima de um limiar predeterminado. Por exemplo, um sinal só pode ser envi- ado se o movimento for detectado durante 5 ou mais segundos ou se o instrumento cirúrgico for movido 5 ou mais polegadas. Em outros aspec- tos, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador apenas quando o sensor de botão de acelerômetro 7405 detecta movimento os- cilatório do instrumento cirúrgico. Um limiar predeterminado reduz a transição inadvertida dos segmentos de circuito do instrumento cirúr- gico. Conforme anteriormente descrito, a transição pode compreender uma transição para o modo operacional de acordo com uma sequência de energização, uma transição para o modo de baixa energia de acordo com uma sequência de desenergização, ou uma transição para o modo suspenso de acordo com uma sequência de desenergização. Em alguns aspectos, o instrumento cirúrgico compreende um atuador que pode ser atuado por um usuário do instrumento cirúrgico. A atuação é detectada pelo sensor de botão de acelerômetro 7405. O atuador pode ser um elemento deslizante, uma chave de alternância ou uma chave de con- tato momentâneo. Com base na atuação detectada, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode enviar um sinal ao circuito de controle de tensão 7408 e um sinal ao processador.

[0503] O circuito de corrente de amplificação 7406 está acoplado à bateria. O circuito de corrente de amplificação 7406 é um amplificador de corrente, como um relé ou transístor, e é configurado para amplificar a magnitude de uma corrente de um segmento de circuito individual. À magnitude da corrente inicial corresponde à tensão da fonte fornecida pela bateria ao circuito segmentado 7401. Relés adequados incluem so- lenoides. Transístores adequados incluem transístores de efeito de campo (FET), MOSFET e transístores de junção bipolar (BJT). O circuito de corrente de amplificação 7406 pode amplificar a magnitude da cor- rente correspondente a um segmento de circuito individual ou ao circuito que exige mais extração de corrente durante a operação dos instrumen- tos cirúrgicos 6480 aqui descritos. Por exemplo, um aumento na corrente para o segmento de circuito de controle do motor 7428 pode ser fornecido quando um motor do instrumento cirúrgico exige mais potência de en- trada. O aumento na corrente fornecida a um segmento de circuito indivi- dual pode causar uma redução correspondente na corrente de um outro segmento de circuito ou segmentos de circuito. Adicional ou alternativa- mente, o aumento na corrente pode corresponder à tensão fornecida por uma fonte de tensão adicional que opera em conjunto com a bateria.

[0504] O circuito de controle de tensão 7408 está acoplado à bateria. O circuito de controle de tensão 7408 é configurado para fornecer tensão ou remover tensão da pluralidade de segmentos de circuito. O circuito de controle de tensão 7408 é também configurado para aumentar ou reduzir uma tensão fornecida a uma pluralidade de segmentos de circuito do cir- cuito segmentado 7401. Em vários aspectos, o circuito de controle de ten- são 7408 compreende um circuito lógico combinacional como um multiple- xador (MUX) para selecionar as entradas, uma pluralidade de chaves ele- trônicas e uma pluralidade de conversores de tensão. Uma chave eletrô- nica da pluralidade de chaves eletrônicas pode ser configurada para alter- nar entre uma configuração aberta e uma fechada para desconectar ou conectar um segmento de circuito individual à bateria ou a partir dela. À pluralidade de chaves eletrônicas pode consistir em dispositivos em es- tado sólido como transístores ou outros tipos de chaves, como chaves sem fio, chaves ultrassônicas, acelerômetros, sensores de inércia, entre outros. O circuito lógico combinacional é configurado para selecionar uma chave eletrônica individual para realizar o chaveamento para uma configuração aberta para permitir a aplicação de tensão ao segmento de circuito corres- pondente. O circuito lógico combinado é, também, configurado para sele- cionar uma chave eletrônica individual para realizar o chaveamento para uma configuração fechada para permitir a remoção da tensão do seg- mento de circuito correspondente. Mediante a seleção de uma pluralidade de chaves eletrônicas individuais, o circuito lógico combinado pode imple-

mentar uma sequência de desenergização ou uma sequência de energi- zação. A pluralidade de conversores de tensão pode fornecer uma tensão escalonada ascendente ou uma tensão escalonada descendente a uma pluralidade de segmentos de circuito. O circuito de controle de tensão 7408 pode compreender também um microprocessador e um dispositivo de me- mória.

[0505] O controlador de segurança 7410 é configurado para realizar verificações de segurança nos segmentos de circuito. Em alguns aspec- tos, o controlador de segurança 7410 realiza as verificações de segurança quando um ou mais segmentos de circuito individuais estão no modo ope- racional. As verificações de segurança podem ser realizadas para deter- minar se há ou não quaisquer erros ou defeitos no funcionamento ou ope- ração dos segmentos de circuito. O controlador de segurança 7410 pode monitorar um ou mais parâmetros da pluralidade de segmentos de circuito. O controlador de segurança 7410 pode verificar a identidade e a operação da pluralidade de segmentos de circuito mediante a comparação do um ou mais parâmetros com parâmetros predefinidos. Por exemplo, se uma mo- dalidade de energia de RF for selecionada, o controlador de segurança 7410 pode verificar se um parâmetro de articulação do eixo de aciona- mento corresponde a um parâmetro de articulação predefinido para verifi- car a operação da modalidade de energia de RF do instrumento cirúrgico 6480 descritos na presente invenção. Em alguns aspectos, o controlador de segurança 7410 pode monitorar, por meio dos sensores, uma relação predeterminada entre uma ou mais propriedades do instrumento cirúrgico para detectar um defeito. Um defeito pode ocorrer quando a uma ou mais propriedades são inconsistentes com a relação predeterminada. Quando o controlador de segurança 7410 determinar que existe um defeito, um erro ou que alguma operação da pluralidade de segmentos de circuito não foi verificada, o controlador de segurança 7410 impede ou desabilita a ope- ração do segmento de circuito específico onde o defeito, erro ou falha de verificação foi originado.

[0506] O controlador de POST 7412 realiza um POST para verificar a operação adequada da pluralidade de segmentos de circuito. Em al- guns aspectos, o POST é executado para um segmento de circuito in- dividual da pluralidade de segmentos de circuito antes que o circuito de controle de tensão 7408 aplique uma tensão ao segmento de circuito individual para realizar a transição do segmento de circuito individual do modo de espera ou do modo suspenso para o modo operacional. Se o segmento de circuito individual não passar no POST, o segmento de circuito específico não realiza a transição do modo de espera ou do modo suspenso para o modo operacional. O POST do segmento de cir- cuito de empunhadura 7416 pode compreender, por exemplo, testar se os sensores de controle da empunhadura 7418 detectam uma atuação de um controle de empunhadura do instrumento cirúrgico 6480 descrito na presente invenção. Em alguns aspectos, o controlador de POST 7412 pode transmitir um sinal para o sensor de botão de acelerômetro 7405 para verificar a operação do segmento de circuito individual como parte do POST. Por exemplo, depois de receber o sinal, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode instruir um usuário do instrumento cirúrgico a mover o instrumento cirúrgico para uma pluralidade de locais variáveis para confirmar a operação do instrumento cirúrgico. O sensor de botão de acelerômetro 7405 pode também monitorar uma saída de um segmento de circuito ou um circuito de um segmento de circuito como parte do POST. Por exemplo, o sensor de botão de acelerômetro 7405 pode detectar um pulso de motor incremental gerado pelo motor 7432 para verificar a operação. Um controlador de motor do circuito de controle de motor 7430 pode ser utilizado para controlar o motor 7432 para gerar o pulso de motor incremental.

[0507] Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito pode compreender sensores de botão de acelerômetro adicionais. O con- trolador de POST 7412 pode também executar um programa de controle armazenado no dispositivo de memória do circuito de controle de tensão

7408. O programa de controle pode fazer com que o controlador de POST 7412 transmita um sinal que solicita um parâmetro criptografado correlaci- onado a partir de uma pluralidade de segmentos de circuito. A falha no recebimento de um parâmetro criptografado correlacionado de um seg- mento de circuito individual indica ao controlador de POST 7412 que o segmento de circuito correspondente está danificado ou com defeito. Em alguns aspectos, se o controlador de POST 7412 determinar, com base no POST, que o processador está danificado ou com defeito, o controlador de POST 7412 pode enviar um sinal a um ou mais processadores secun- dários para fazer com que um ou mais processadores secundários reali- zem funções críticas que o processador não é capaz de realizar. Em al- guns aspectos, se o controlador de POST 7412 determinar, com base no POST, que um ou mais segmentos de circuito não operam adequada- mente, o controlador de POST 7412 pode iniciar um modo de desempenho reduzido daqueles segmentos de circuito que operam adequadamente, enquanto bloqueiam esses segmentos de circuito que não passam no POST ou que não operam adequadamente. Um segmento de circuito blo- queado pode funcionar de modo similar a um segmento de circuito em modo de espera ou modo suspenso.

[0508] O segmento de circuito de processador 7414 compreende o processador e a memória volátil. O processador é configurado para iniciar uma sequência de energização ou uma sequência de desenergização. Para iniciar a sequência de energização, o processador transmite um sinal de energização ao circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de controle de tensão 7408 aplique tensão à pluralidade ou a um subconjunto da pluralidade de segmentos de circuito de acordo com a se- quência de energização. Para iniciar a sequência de desenergização, o processador transmite um sinal de desenergização ao circuito de controle de tensão 7408 para fazer com que o circuito de controle de tensão 7408 remova a tensão da pluralidade ou de um subconjunto da pluralidade de segmentos de circuito de acordo com a sequência de desenergização.

[0509] O segmento de circuito de empunhadura 7416 compreende sensores de controle de empunhadura 7418. Os sensores de controle de empunhadura 7418 podem detectar uma atuação de um ou mais contro- les de empunhadura do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Em vá- rios aspectos, o um ou mais controles de empunhadura compreendem um controle da garra, um botão de liberação, uma chave de articulação, um botão de ativação de energia, e/ou qualquer outro controle de empu- nhadura adequado. O usuário pode ativar o botão de ativação de energia para selecionar entre um modo de energia de RF, um modo de energia ultrassônica ou um modo combinado de energia de RF e ultrassônica. Os sensores de controle de empunhadura 7418 podem também facilitar a fixação de uma empunhadura modular ao instrumento cirúrgico. Por exemplo, os sensores de controle de empunhadura 7418 podem detectar a fixação adequada da empunhadura modular ao instrumento cirúrgico e indicar a fixação detectada a um usuário do instrumento cirúrgico. A tela de LCD 7426 pode fornecer uma indicação gráfica da fixação detectada. Em alguns aspectos, os sensores de controle de empunhadura 7418 de- tecta o acionamento dos um ou mais controles de empunhadura. Com base na atuação detectada, o processador pode iniciar tanto uma se- quência de energização quanto uma sequência de desenergização.

[0510] O segmento de circuito de comunicação 7420 compreende um circuito de comunicação 7422. O circuito de comunicação 7422 compre- ende uma interface de comunicação para facilitar a comunicação do sinal entre os segmentos de circuito individuais da pluralidade de segmentos de circuito. Em alguns aspectos, o circuito de comunicação 7422 fornece uma trajetória para os componentes modulares do instrumento cirúrgico 6480 aqui descritos se comunicarem eletricamente. Por exemplo, um eixo de acionamento modular e um transdutor modular, quando fixados juntos à empunhadura do instrumento cirúrgico, podem carregar programas de controle para a empunhadura através do circuito de comunicação 7422.

[0511] O segmento de circuito de tela 7424 compreende uma tela de LCD 7426. A tela de LCD 7426 pode compreender uma tela de cristal lí- quido, indicadores de LED etc. Em alguns aspectos, a tela de LCD 7426 é uma tela de diodo emissor de luz orgânico (OLED). Uma tela pode ser colocada sobre, embutida ou localizada remotamente em relação ao ins- trumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Por exemplo, a tela pode ser colo- cada na empunhadura do instrumento cirúrgico.

[0512] A tela é configurada para fornecer retroinformação sensorial a um usuário. Em vários aspectos, a tela de LCD 7426 compreende adicio- nalmente uma retroiluminação. Em alguns aspectos, o instrumento cirúr- gico pode compreender também dispositivos de retroinformação de áudio como um alto-falante ou um sinal sonoro e dispositivos de retroinformação tátil como um atuador háptico.

[0513] O segmento de circuito de controle de motor 7428 compreende um circuito de controle de motor 7430 acoplado a um motor 7432. O motor 7432 está acoplado ao processador por um acionador e um transístor, como um FET. Em vários aspectos, o circuito de controle de motor 7430 compreende um sensor de corrente do motor em comunicação por sinal com o processador para fornecer um sinal indicativo de uma medição da extração de corrente do motor para o processador. O processador trans- mite o sinal para a tela. A tela recebe o sinal e exibe a medição da extração de corrente do motor 7432. O processador pode utilizar o sinal, por exem- plo, para monitorar que a extração de corrente do motor 7432 existe dentro de uma faixa aceitável para comparar a extração de corrente com um ou mais parâmetros da pluralidade de segmentos de circuito, e para determi- nar um ou mais parâmetros de um local de tratamento do paciente. Em vários aspectos, o circuito de controle de motor 7430 compreende um con- trolador de motor para controlar a operação do motor. Por exemplo, o cir- cuito de controle de motor 7430 controla vários parâmetros de motor, por exemplo, mediante o ajuste da velocidade, do torque e da aceleração do motor 7432. O ajuste é realizado com base na corrente que passa através do motor 7432, medida pelo sensor de corrente do motor.

[0514] Em vários aspectos, o circuito de controle de motor 7430 compreende um sensor de força para medir a força e o torque gerados pelo motor 7432. O motor 7432 é configurado para atuar um mecanismo dos instrumentos cirúrgicos 6480 aqui descritos. Por exemplo, o motor 7432 é configurado para controlar a atuação do eixo de acionamento do instrumento cirúrgico para realizar as funcionalidades de preensão, ro- tação e articulação. Por exemplo, o motor 7432 é configurado para con- trolar a atuação do eixo de acionamento do instrumento cirúrgico para realizar as funcionalidades de preensão, rotação e articulação. O con- trolador de motor pode determinar se o material travado pelas garras é tecido ou metal. O controlador de motor pode também determinar a ex- tensão a qual as garras prendem o material. Por exemplo, o controlador de motor pode determinar como abrir ou fechar as garras com base na derivação da corrente detectada do motor ou da tensão do motor. Em alguns aspectos, o motor 7432 é configurado para acionar o transdutor para fazer com que o transdutor aplique torque à empunhadura ou para controlar a articulação do instrumento cirúrgico. O sensor de corrente do motor pode interagir com o controlador de motor para definir um limite de corrente do motor. Quando a corrente satisfaz o limite de limiar pre- definido, o controlador do motor inicia uma alteração correspondente em uma operação de controle do motor. Por exemplo, exceder o limite da corrente do motor faz com que o controlador de motor reduza a extração de corrente do motor.

[0515] O segmento de circuito de tratamento de energia 7434 com- preende um amplificador de RF e o circuito de segurança 7436 e um circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 para implementar a funcio- nalidade de energia modular do instrumento cirúrgico 6480 aqui des- crito. Em vários aspectos, o amplificador de RF e o circuito de segu- rança 7436 são configurados para controlar a modalidade de RF do instrumento cirúrgico mediante a geração de um sinal de RF. O circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 é configurado para controlar a mo- dalidade de energia ultrassônica mediante a geração de um sinal ul- trassônico. O amplificador de RF e o circuito de segurança 7436 e um circuito gerador de sinal ultrassônico 7438 podem operar em conjunto para controlar a modalidade combinada de energia de RF e ultrassô- nica.

[0516] O segmento de circuito de eixo de acionamento 7440 com- preende um controlador de módulo de eixo de acionamento 7442, um atuador de controle modular 7444, um ou mais sensores de atuador de extremidade 7446 e uma memória não volátil 7448. O controlador de módulo de eixo de acionamento 7442 é configurado para controlar uma pluralidade de módulos de eixo de acionamento compreendendo os pro- gramas de controle a serem executados pelo processador. A pluralidade de módulos de eixo de acionamento implementa uma modalidade de eixo de acionamento, por exemplo, ultrassônica, combinação de ultras- sônica e de RF, lâmina em perfil | de RF e por garra oposta por RF. O controlador de módulo de eixo de acionamento 7442 pode selecionar a modalidade de eixo de acionamento mediante a seleção do módulo de eixo de acionamento correspondente para que o processador opere. O atuador de controle modular 7444 é configurado para atuar o eixo de acionamento de acordo com a modalidade selecionada de eixo de aci- onamento. Após a atuação ser iniciada, o eixo de acionamento articula o atuador de extremidade de acordo com um ou mais parâmetros, roti- nas ou programas específicos para a modalidade de eixo selecionada e a modalidade de atuador de extremidade selecionada. O um ou mais sensores de atuador de extremidade 7446, situados no atuador de ex- tremidade, podem incluir sensores de força, sensores de temperatura, sensores de corrente ou sensores de movimento. O um ou mais senso- res de atuador de extremidade 7446 transmitem dados sobre uma ou mais operações do atuador de extremidade, com base na modalidade de energia implementada pelo atuador de extremidade. Em vários as- pectos, as modalidades de energia incluem uma modalidade de energia ultrassônica, uma modalidade de energia de RF ou uma combinação da modalidade de energia ultrassônica e da modalidade de energia de RF. A memória não volátil 7448 armazena os programas de controle do eixo de acionamento. Um programa de controle compreende um ou mais pa- râmetros, rotinas ou programas específicos para o eixo de acionamento. Em vários aspectos, a memória não volátil 7448 pode ser uma memória ROM, EPROM, EEPROM ou flash. A memória não volátil 7448 arma- zena os módulos de eixo de acionamento correspondentes ao eixo de acionamento selecionado do instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito. Os módulos de eixo de acionamento podem ser alterados ou atualiza- dos na memória não volátil 7448 pelo controlador do módulo de eixo de acionamento 7442, dependendo do eixo de acionamento do instrumento cirúrgico a ser usado na operação.

[0517] A Figura 50 é um diagrama esquemático de um circuito 7925 de vários componentes de um instrumento cirúrgico com funções de con- trole de motor, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação. Em vários aspectos, o instrumento cirúrgico 6480 aqui descrito pode incluir um mecanismo de acionamento 7930 que é configurado para acionar eixos de acionamento e/ou componentes de engrenagem a fim de realizar as várias operações associadas ao instrumento cirúrgico

6480. Em um aspecto, o mecanismo de acionamento 7930 inclui um trem de acionamento de rotação 7932 configurado para girar um atuador de extremidade, por exemplo, em torno de um eixo geométrico longitudinal em relação ao compartimento da empunhadura. O mecanismo de acio- namento 7930 inclui, ainda, um trem de acionamento do sistema de fe- chamento 7934 configurado para fechar um membro de garra para pren- der o tecido ao atuador de extremidade. Além disso, o mecanismo de acionamento 7930 inclui um trem de acionamento de disparo 7936 confi- gurado para abrir e fechar uma porção de braço de aperto do atuador de extremidade para prender o tecido com o atuador de extremidade.

[0518] O mecanismo de acionamento 7930 inclui um conjunto de caixa de engrenagens com seletor 7938 que pode estar localizado no conjunto de empunhadura do instrumento cirúrgico. Proximal ao con- junto de caixa de engrenagem com seletor 7938 existe um módulo de seleção de função que inclui um primeiro motor 7942 que funciona para mover seletivamente elementos de engrenagem no interior do conjunto de caixa de engrenagem com seletor 7938 para posicionar seletiva- mente um dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936 em encaixe com um componente de acionamento de entrada de um segundo motor op- cional 7944 e um circuito de acionamento de motor 7946 (mostrado em linha pontilhada para indicar que o segundo motor 7944 e o circuito de acionamento de motor 7946 são componentes opcionais).

[0519] Ainda com referência à Figura 50, os motores 7942 e 7944 são acoplados aos circuitos de controle de motor 7946, 7948, respecti- vamente, que são configurados para controlar a operação dos motores 7942 e 7944, incluindo o fluxo de energia elétrica de uma fonte de ali- mentação 7950 para os motores 7942 e 7944. A fonte de alimentação 7950 pode ser uma bateria de CC (por exemplo, uma bateria recarregá- vel à base de chumbo, à base de níquel, à base de íons de lítio etc.) ou qualquer outra fonte de alimentação adequada para fornecer energia elétrica ao instrumento cirúrgico.

[0520] O instrumento cirúrgico inclui adicionalmente um microcon- trolador 7952 ("controlador"). Em certos exemplos, o controlador 7952 pode incluir um microprocessador 7954 ("processador") e um ou mais meios legíveis por computador ou unidades de memória 7956 ("memó- ria"). Em certos casos, a memória 7956 pode armazenar várias instru- ções de programa que, quando executadas, podem fazer com que o processador 7954 execute uma pluralidade de funções e/ou cálculos aqui descritos. Uma fonte de alimentação 7950 pode ser configurada para fornecer energia ao controlador 7952, por exemplo.

[0521] O processador 7954 pode estar em comunicação com o cir- cuito de controle do motor 7946. Além disso, a memória 7956 pode armazenar instruções de programa que, quando executadas pelo pro- cessador 7954 em resposta a uma entrada de usuário 7958 ou ele- mentos de retroinformação 7960, podem fazer com que o circuito de controle do motor 7946 induza o motor 7942 a gerar ao menos um mo- vimento giratório para mover seletivamente os elementos de engrena- gem no interior do conjunto de caixa de câmbio com seletor 7938 para posicionar seletivamente um dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936 para engatar no componente de acionamento de entrada do se- gundo motor 7944. Além disso, o processador 7954 pode estar em co- municação com o circuito de controle do motor 7948. A memória 7956 pode também armazenar instruções de programa que, quando execu- tadas pelo processador 7954 em resposta a uma entrada de usuário 7958, podem fazer com que o circuito de controle do motor 7948 induza o motor 7944 a gerar ao menos um movimento giratório para acionar o trem de acionamento engatado no componente de acionamento de entrada do segundo motor 7948, por exemplo.

[0522] O controlador 7952 e/ou os outros controladores da presente divulgação podem ser implementados usando elementos de hardware integrados e/ou distintos, elementos de software e/ou uma combinação de ambos. Exemplos de elementos de hardware integrados podem in- cluir processadores, microprocessadores, microcontroladores, circuitos integrados, ASICs, PLDs, DSPs, FPGAs, portas lógicas, registros, dis- positivos de semicondutor, circuitos integrados, microcircuitos, chipsets, microcontroladores, sistema em um circuito integrado (chip)(SoC) e/ou pacote único em linha (SiP). Exemplos de elementos de hardware dis- tintos podem incluir circuitos e/ou elementos de circuito, como portas lógicas, transistores de efeito de campo, transistores bipolares, resisto- res, capacitores, indutores e/ou relés. Em certas modalidades, o contro- lador 7952 pode incluir um circuito híbrido que compreende elementos ou componentes de circuitos integrados e isolados em um ou mais subs- tratos, por exemplo.

[0523] Em certos exemplos, o controlador 7952 e/ou os outros contro- ladores da presente divulgação podem ser um LM 4F230H5QR, disponível junto à Texas Instruments, por exemplo. Em certas instâncias, 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 pré-busca para otimizar o desempenho acima de 40 MHz, uma SRAM de ciclo único de 32 KB, ROM interna carregada com o software Stella- risWareO, 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 analógicos, dentre outros recursos que são prontamente disponíveis. Ou- tros microcontroladores podem ser prontamente substituídos para uso com a presente divulgação. Consequentemente, a presente divulgação não deve ser limitada nesse contexto.

[0524] Em vários exemplos, uma ou mais das várias etapas aqui descritas podem ser executadas por uma máquina de estados finitos que compreende um circuito lógico combinacional ou um circuito lógico sequencial, onde o circuito lógico combinacional ou o circuito lógico sequencial é acoplado, ao menos, a um circuito de memória. O pelo menos um circuito de memória armazena um estado atual da máquina de estados finitos. O circuito lógico combinacional ou sequencial é con- figurado para fazer com que a máquina de estados finitos execute as etapas. O circuito lógico sequencial pode ser síncrono ou assíncrono. Em outros exemplos, uma ou mais das várias etapas aqui descritas podem ser executadas por um circuito que inclui uma combinação do processador 7958 e da máquina de estados finitos, por exemplo.

[0525] Em vários casos, pode ser vantajoso ser capaz de avaliar o estado da funcionalidade de um instrumento cirúrgico para assegurar sua função adequada. É possível, por exemplo, que o mecanismo de acionamento, conforme explicado acima, que é configurado para incluir vários motores, trens de acionamento e/ou componentes de engrena- gem para executar as várias operações do instrumento cirúrgico, se desgaste ao longo do tempo. Isso pode ocorrer através do uso normal e, em alguns casos, o mecanismo de acionamento pode se desgastar mais rapidamente devido a condições de uso abusivo. Em certos ca- sos, um instrumento cirúrgico pode ser configurado para executar au- toavaliações para determinar o estado, ou seja, a saúde, do meca- nismo de acionamento e seus diversos componentes.

[0526] Por exemplo, a autoavaliação pode ser utilizada para determi- nar quando o instrumento cirúrgico é capaz de desempenhar sua função antes de uma nova esterilização ou quando alguns dos componentes de- vem ser substituídos e/ou reparados. A avaliação do mecanismo de acio- namento e de seus componentes, incluindo, mas não se limitando ao trem de acionamento de rotação 7932, o trem de acionamento do sistema de fechamento 7934 e/ou o trem de acionamento de disparo 7936, pode ser realizada de diversas formas. A magnitude do desvio de um desempenho previsto pode ser utilizada para determinar a probabilidade de uma falha detectada e da gravidade dessa falha. Várias métricas podem ser utiliza- das, incluindo: Análise periódica de eventos repetidamente previsíveis, au- mentos ou quedas que excedem um limiar esperado e a extensão da falha.

[0527] Em diversos casos, uma forma de onda de assinatura de um mecanismo de acionamento operando adequadamente ou um ou mais de seus componentes pode ser empregada para avaliar o estado do meca- nismo de acionamento ou de um ou mais de seus componentes. Um ou mais sensores de vibração podem estar dispostos em relação a um meca- nismo de acionamento operando adequadamente ou um ou mais de seus componentes para registrar diversas vibrações que ocorrem durante a operação do mecanismo de acionamento operando adequadamente ou de um ou mais de seus componentes. As vibrações registradas podem ser empregadas para criar a forma de onda de assinatura. As futuras formas de ondas podem ser comparadas à forma de onda de assinatura para ava- liar o estado do mecanismo de acionamento e seus componentes.

[0528] Ainda com referência à Figura 50, o instrumento cirúrgico 7930 inclui um módulo de detecção de falha do trem de acionamento 7962 configurado para registrar e analisar uma ou mais saídas acústi- cas de um ou mais dos trens de acionamento 7932, 7934, 7936. O processador 7954 pode estar em comunicação com ou, de outro modo, controlar o módulo 7962. Conforme descrito com mais detalhes abaixo, o módulo 7962 pode ser incorporado como vários meios, como circui- tos, hardware, um produto de programa de computador que compre- ende uma mídia legível por computador (por exemplo, a memória 7956) que armazena instruções de programa legíveis por computador que são executáveis por um dispositivo de processamento (por exem- plo, o processador 7954), ou alguma combinação dos mesmos. Em alguns casos, o processador 36 pode incluir ou, de outro modo, con- trolar o módulo 7962.

[0529] Novamente com referência à Figura 51, o atuador de extre- midade 8400 compreende sensores de dados de RF 8406, 8408a, 8408b localizado no membro de garra 8402. O atuador de extremidade 8400 compreende um membro de garra 8402 e uma lâmina ultrassô- nica 8404. O braço de preensão 8402 é mostrado prendendo tecido 8410 localizado entre o braço de preensão 8402 e a lâmina ultrassô- nica 8404. Um primeiro sensor 8406 está situado em uma porção cen- tral do membro de garra 8402. O segundo e o terceiro sensores 8408a, 8408b estão localizados em porções laterais do membro de garra

8402. Os sensores 8406, 8408a, 8408b são montados ou formados integralmente com um circuito flexível 8412 (mostrado mais particular- mente na Figura 52) configurado para ser montado de modo fixo ao membro de garra 8402.

[0530] O atuador de extremidade 8400 é um atuador de extremi- dade exemplificador para um instrumento cirúrgico. Os sensores 8406, 8408a, 8408b são eletricamente conectados a um circuito de controle como o circuito de controle 7400 (Figura 63) através de circuitos de interface. Os sensores 8406, 8408a, 8408b são alimentados por bate- ria e os sinais gerados pelos sensores 8406, 8408a, 8408b são forne- cidos aos circuitos de processamento analógicos e/ou digitais do cir- cuito de controle.

[0531] Em um aspecto, o primeiro sensor 8406 é um sensor de força para medir uma força normal F3 aplicada ao tecido 8410 pelo membro de garra 8402. O segundo e o terceiro sensores 8408a, 8408b incluem um ou mais elementos para aplicar energia de RF ao tecido 8410, me- dem a impedância do tecido, a força para baixo F1, as forças transver- sais F2, e a temperatura, entre outros parâmetros. Os eletrodos 8409a, 8409b são acoplados eletricamente a uma fonte de energia e aplicam energia de RF ao tecido 8410. Em um aspecto, o primeiro sensor 8406 e o segundo e o terceiro sensores 8408a, 8408b são medidores de es- forço para medir força ou força por unidade de área. Será reconhecido que as medidas da força para baixo F1, as forças laterais F2 e a força normal F3 podem ser facilmente convertidas em pressão determinando a área de superfície sobre a qual os sensores de força 8406, 8408a, 8408b estão atuando. Adicionalmente, como descrito com particulari- dade aqui, o circuito flexível 8412 pode compreender sensores de tem- peratura incorporados em uma ou mais camadas do circuito flexível

8412. O um ou mais sensores de temperatura podem ser dispostos de maneira simétrica ou assimétrica, e fornecer retroinformação de tempe- ratura do tecido 8410 para circuitos de controle de um circuito de acio- namento ultrassônico e um circuito de acionamento de RF.

[0532] A Figura 52 ilustra um aspecto do circuito flexível 8412 mos- trado na Figura 51, em que os sensores 8406, 8408a, 8408b podem ser montados ao mesmo ou formados integralmente com o mesmo. O circuito flexível 8412 está configurado para se ligar de modo fixo ao membro de garra 8402. Conforme mostrado particularmente na Figura 52, os sensores de temperatura assimétricos 8414a, 8414b são mon- tados no circuito flexível 8412 para permitir a medição da temperatura do tecido 8410 (Figura 51).

[0533] A Figura 53 é um sistema alternativo 132000 para controlar a frequência de um sistema eletromecânico ultrassônico 132002 e de- tectar a impedância do mesmo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O sistema 132000 pode ser incorporado em um gerador. Um processador 132004 acoplado a uma memória 132026 pro- grama um contador programável 132006 para sintonizar à frequência de saída fo do sistema eletromecânico ultrassônico 132002. A frequên- cia de entrada é gerada por um oscilador de cristal 132008 e é inserida em um contador fixo 132010 para dimensionar a frequência para um valor adequado. As saídas do contador fixo 132010 e do contador pro- gramável 132006 são aplicadas a um detector de fase/frequência

132012. A saída do detector de fase/frequência 132012 é aplicada a um amplificador/circuito de filtro ativo 132014 para gerar uma tensão de sin- tonização V:; que é aplicada a um oscilador controlado por tensão 132016 (VCO, "voltage controlled oscillator"). O VCO 132016 aplica a frequência de saída f. a uma porção de transdutor ultrassônico do sis- tema eletromecânico ultrassônico 132002, mostrado aqui modelado como um circuito elétrico equivalente. Os sinais de tensão e corrente aplicados ao transdutor ultrassônico são monitorados por um sensor de tensão 132018 e um sensor de corrente 132020.

[0534] As saídas dos sensores de tensão e corrente 132018, 13020 são aplicadas a um outro detector de fase/frequência 132022 para determinar o ângulo de fase entre a tensão e a corrente conforme medido pelos sensores de tensão e corrente 132018, 13020. A saída do detector de fase/frequência 132022 é aplicada a um canal de um conversor analógico para digital de alta velocidade 132024 (ADC) e é fornecida ao processador 132004 através do mesmo. Opcionalmente, as saídas dos sensores de tensão e corrente 132018, 132020 podem ser aplicadas aos respectivos canais dos dois canais de ADC 132024 e fornecidas ao processador 132004 para passagem por zero, FFT, ou outro algoritmo descrito aqui para determinar o ângulo de fase entre os sinais de tensão e a corrente aplicados ao sistema eletromecânico ul- trassônico 132002.

[0535] Opcionalmente a tensão de sintonia V;, a qual é proporcio- nal à frequência de saída f., pode ser alimentada de volta para o pro- cessador 132004 através do ADC 132024. Isso fornece ao processa- dor 132004 um sinal de retroinformação proporcional à frequência de saída f, e pode usar essa retroinformação para ajustar e controlar a frequência de saída fo.

Estimativa do estado da garra (queima do bloco, grampos, lâmina que- brada, osso na garra, tecido na garra)

[0536] Um desafio com liberação de energia ultrassônica é que a acústica aplicada sobre os materiais errados ou o tecido errado pode resultar na falha do dispositivo, por exemplo, na queima do bloco do braço de aperto ou quebra da lâmina ultrassônica. É desejável, também, detectar o que está situado nas garras de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico e o estado das garras sem adicionar sen- sores adicionais nas garras. A localização de sensores nas garras de um atuador de extremidade ultrassônico representa desafios relativos à confiabilidade, custo e complexidade.

[0537] As técnicas do algoritmo da lâmina inteligente de espectros- copia ultrassônica podem ser empregadas para estimar o estado da garra (queima do bloco do braço de aperto, grampos, lâmina quebrada, osso na garra, tecido na garra, corte reverso com a garra fechada, etc) com base na impedância ZJ(t) = 4 9 de um transdutor ultrassônico configurado para acionar uma lâmina do transdutor ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação. A impedância Z,(w, a magnitude |Z| e a fase q são plotadas como uma função da frequência f.

[0538] A análise mecânica dinâmica (DMA), também conhecida como espectroscopia mecânica dinâmica ou simplesmente espectrosco- pia mecânica, é uma técnica utilizada para estudar e caracterizar os ma- teriais. Um estresse senoidal é aplicado ao material, e a tensão mecânica no material é medida, permitindo a determinação do módulo complexo do material. A espectroscopia como aplicada a dispositivos ultrassônicos in- Clui a excitação da ponta da lâmina ultrassônica com uma varredura de frequências (sinais compostos ou varreduras de frequência tradicionais)

e medição da impedância complexa resultante em cada frequência. As complexas medições de impedância do transdutor ultrassônico ao longo de uma faixa de frequências são usadas em um classificador ou modelo para inferir as características do atuador de extremidade ultrassônico. Em um aspecto, a presente divulgação fornece uma técnica para determinar o estado de um atuador de extremidade ultrassônico (braço de aperto, garra) para acionar a automação no dispositivo ultrassônico (como desa- bilitar energia para proteger o dispositivo, executar algoritmos adaptáveis, recuperar informações, identificar tecido etc.).

[0539] A Figura 54 é um espectro 132030 de um dispositivo ultras- sônico com uma variedade de diferentes estados e condições do atu- ador de extremidade, onde a impedância Z,(w, a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f, de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação. Os espectros 132030 são plotados em um espaço tridimensional onde a frequência (Hz) é plo- tada ao longo do eixo x, a fase (Rad) é plotada ao longo do eixo y, ea magnitude (Ohms) é plotada ao longo do eixo z.

[0540] A análise espectral de diferentes mordidas da garra e esta- dos do dispositivo produz diferentes padrões característicos de impe- dância complexos (impressões digitais) ao longo de uma faixa de fre- quências para diferentes condições e estados. Cada estado ou condi- ção tem um padrão característico diferente no espaço 3D quando plo- tado. Estes padrões característicos podem ser usados para estimar a condição e o estado do atuador de extremidade. A Figura 54 mostra os espectros para o ar 132032, bloco do braço de aperto 132034, camurça 132036, grampo 132038 e a lâmina quebrada 132040. A camurça 132036 pode ser usada para caracterizar diferentes tipos de tecido.

[0541] Os espectros 132030 podem ser avaliados pela aplicação de um sinal elétrico de baixa potência através do transdutor ultrassônico para produzir uma excitação não terapêutica da lâmina ultrassônica. O sinal elétrico de baixa potência pode ser aplicado sob a forma de uma varredura ou um composto com a série de Fourier para medir a impe- dância V (t) Z,() = nO através do transdutor ultrassônico em uma faixa de frequências em série (varredura) ou em paralelo (sinal do composto) usando uma FFT. Métodos de classificação de novos dados

[0542] Para cada padrão característico, uma linha paramétrica pode ser ajustada aos dados usados para treinamento com o uso de um polinômio, uma série de Fourier ou qualquer outra forma de equa- ção paramétrica, como pode ser ditada por conveniência. Um novo ponto de dados é então recebido e classificado pelo uso da distância perpendicular euclidiana a partir do novo ponto de dado para a trajetó- ria que foi ajustada aos dados de treinamento com padrão caracterís- tico. A distância perpendicular do novo ponto de dado para cada uma das trajetórias (cada trajetória representando um estado ou condição diferente) é usada para atribuir o ponto para um estado ou condição.

[0543] A distribuição de probabilidade da distância de cada ponto de dado nos dados de treinamento para a curva ajustada pode ser usada para estimar a probabilidade de um ponto de dado novo corre- tamente classificado. Isto essencialmente constrói uma distribuição de probabilidade bidimensional em um plano perpendicular à trajetória ajustada em cada novo ponto de dado da trajetória ajustada. O novo ponto de dados pode então ser incluído no conjunto de treinamento com base em sua probabilidade de classificação correta para fazer um classificador de aprendizagem adaptativo que prontamente detecta al- terações de alta frequência nos estados, mas se adapta para diminuir a velocidade dos desvios que ocorrem no desempenho do sistema, como um dispositivo que fica sujo ou o bloco que se desgasta.

[0544] A Figura 55 é uma representação gráfica de uma plotagem

132042 de um conjunto de dados de treinamento 3D (S), onde a impedân- cia do transdutor ultrassônico Z,(t), a magnitude |Z| e a fase é são repre- sentados graficamente em função da frequência f, de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação. O conjunto de dados de trei- namento 3D (S) 132042 é representado graficamente no espaço tridimen- sional onde a fase (Rad) é plotada ao longo do eixo X, a frequência (Hz) é plotada ao longo do eixo Y, a magnitude (Ohms) é plotada ao longo do eixo z, e uma série de Fourier paramétrica é ajustada para o conjunto de dados de treinamento 3D (S). A metodologia para classificar os dados ba- seia-se no conjunto de dados de treinamento 3D (SO é usado para gerar a plotagem 132042).

[0545] A série de Fourier paramétrica ajustada ao conjunto de dados de treinamento 3D (S) é definida por: 2 SS nmt — nmt p=a+t+ > (ancos É + basin TT) n=1

[0546] Para um novo ponto 7Z, a distância perpendicular de p a z é encontrada por: D=|llp—zl Quando: , aoT Então: D=D,

[0547] A distribuição de probabilidade de D pode ser usada para esti- mar a probabilidade de um ponto de dados Zz pertencente ao grupo S. Controle

[0548] Com base na classificação dos dados medidos antes, durante ou após a ativação do transdutor ultrassônico/lâmina ultrassônica, uma va- riedade de tarefas automatizadas e medidas de segurança podem ser im- plementadas. De modo similar, o estado do tecido localizado no atuador de extremidade e da temperatura da lâmina ultrassônica também pode ser inferido a algum grau, e usado para melhor informar ao usuário sobre o estado do dispositivo ultrassônico ou proteger as estruturas críticas etc. O controle de temperatura de uma lâmina ultrassônica é descrito no pedido de patente provisório US de propriedade comum US No. 62/640.417, de- positado em 8 de março de 2018, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade.

[0549] De modo similar, a aplicação de potência pode ser reduzida quando há uma alta probabilidade de que a lâmina ultrassônica está em contato com o bloco de braço de aperto (por exemplo, sem tecido entre) ou se há uma probabilidade de que a lâmina ultrassônica que- brou ou que a lâmina ultrassônica está tocando o metal (por exemplo, um grampo). Além disso, o corte reverso pode não ser permitido se a garra se fechar e não for detectado tecido entre a lâmina ultrassônica e o bloco do braço de aperto. Integração de outros dados para melhorar a classificação

[0550] Este sistema pode ser usado em conjunto com outras infor- mações fornecidas por sensores, o usuário, métricas no paciente, fa- tores ambientais etc., pela combinação dos dados deste processo com os dados supracitados usando funções de probabilidade e um filtro Kal- man. O filtro Kalman determina a probabilidade máxima de um estado ou condição ocorrer dada uma infinidade de medições incertas de con- fiança variável. Como esse método permite uma atribuição de proba- bilidade para um novo ponto de dados classificado, estas informações de algoritmo podem ser implementadas com outras medidas ou esti- mativas em um filtro Kalman.

[0551] A Figura 56 é um diagrama de fluxo lógico que mostra um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições da garra com base no padrão característico de impedância complexa (impressão digital) de acordo com pelo menos um aspecto da presente divulgação. Antes de se determinar as condições da garra com base no padrão característico da impedância complexa (impres- são digital), uma base de dados é preenchida com padrões caracterís- ticos de impedância complexa de referência ou conjuntos de dados de treinamento (S) que caracterizam várias condições de garra, incluindo, sem limitação, ar 132032, bloco de braço de aperto 132034, camurça 132036, grampo 132038, lâmina quebrada 132040, conforme mos- trado na Figura. 82, e uma variedade de tipos e condições de tecido. À camurça seca ou molhada, byte completo ou ponta, pode ser usada para caracterizar Diferentes Tipos de tecido. Os pontos de dados usa- dos para gerar padrões característicos de impedância complexa de re- ferência ou um conjunto de dados de treinamento (S) são obtidos me- diante a aplicação de um sinal de acionamento subterapêutico para o transdutor ultrassônico, varrendo a frequência de acionamento durante um intervalo predeterminado de frequências de ressonância abaixo até a ressonância acima, a medição da impedância complexa em cada uma das frequências, e a gravação dos pontos de dados. Os pontos de dados são, em seguida, ajustados a uma curva usando uma varie- dade de métodos numéricos, incluindo ajuste de curvas polinomiais, série de Fourier, e/ou equação paramétrica. Um ajuste da série de Fou- rier paramétrica aos padrões característicos de impedância complexa de referência ou a um conjunto de dados de treinamento (S) é descrito na presente invenção.

[0552] Uma vez que os padrões característicos de impedância com- plexa de referência ou um conjunto de dados de treinamento (S) são ge- rados, o instrumento ultrassônico mede novos pontos de dados, classifica os novos pontos e determina se os novos pontos de dados devem ser adi- cionados aos padrões característicos de impedância complexa de referên- cia ou um conjunto de dados de treinamento (S).

[0553] Voltando-se agora para o diagrama de fluxo lógico da Figura 56, em um aspecto, o circuito de controle mede 132046 uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância com- plexa é definida como V (t) Z,() = O) O circuito de controle recebe 132048 a um ponto de dados de medição de impedância complexa e compara 132050 o ponto de dados de medição de impedância complexa com um ponto de dados em um padrão caracte- rístico de impedância complexa de referência. O circuito de controle clas- sifica 132052 o ponto de dados de medição de impedância complexa com base em um resultado da análise de comparação e atribui 132054 um es- tado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

[0554] Em um aspecto, o circuito de controle recebe o padrão ca- racterístico de impedância complexa de referência de uma base de da- dos ou memória acoplada ao processador. Em um aspecto, o circuito de controle gera o padrão característico de impedância complexa de referência como a seguir. Um circuito de acionamento acoplado ao cir- cuito de controle aplica um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ultrassônico começando em uma frequência inicial, termi- nando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas. O circuito de controle mede a impedância do trans- dutor ultrassônico em cada frequência e armazena um ponto de dados que corresponde a cada medição de impedância. A curva do circuito de controle se ajusta a uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de impe- dância do complexo de referência, em que a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f. O ajuste de curva inclui um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação pa- ramétrica.

[0555] Em um aspecto, o circuito de controle recebe um novo ponto de dados de medição de impedância e classifica o novo ponto de da- dos de medição de impedância usando uma distância perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência. O circuito de controle calcula uma proba- bilidade de o novo ponto de dados de medição de impedância estar corretamente classificado. O circuito de controle adiciona o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão característico de im- pedância complexa de referência com base na probabilidade da clas- sificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de im- pedância. Em um aspecto, o circuito de controle classifica os dados com base em um conjunto de dados de treinamento (S), onde o con- junto de dados de treinamento (S) compreende uma pluralidade de da- dos de medição de impedância complexa, e ajusta a curva do conjunto de dados de treinamento (S) usando uma série de Fourier paramétrica, em que S é definido na presente invenção e em que a distribuição de probabilidade é usada para estimar a probabilidade do novo ponto de dados de medição de impedância pertencente ao grupo S. Estado do classificador da garra baseado no modelo

[0556] Existe um interesse em classificar a matéria situada dentro das garras de um dispositivo ultrassônico, incluindo os tipos de tecido e a con- dição. Em vários aspectos, pode ser mostrado que com alta amostragem de dados e sofisticado reconhecimento de padrão, é possível realizar esta classificação. A abordagem é baseada na impedância em função da fre- quência, onde a magnitude, fase e frequência são plotadas em 3D, os pa- drões se parecem com fitas, como mostrado nas Figuras. 54 e 55, e no diagrama de fluxo lógico da Figura 56. Esta divulgação fornece uma abor- dagem de algoritmo de lâmina inteligente que se baseia em um modelo bem estabelecido para transdutores piezelétricos.

[0557] A título de exemplo, o modelo de parâmetro juntado elétrico equivalente é conhecido por ser um modelo preciso do transdutor piezelé- trico físico. Ele baseia-se na expansão de Mittag-Leffler de uma tangente perto de uma ressonância mecânica. Quando a impedância complexa ou a admitância complexa é plotada como um componente imaginário versus um componente real, círculos se formam. A Figura 57 é uma plotagem circular 132056 da impedância complexa plotada como um componente imaginário versus os componentes reais de um vibrador piezoelétrico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A Figura 58 é uma representação gráfica circular da admitância complexa representada graficamente como um componente imaginário versus os componentes reais de um vibrador piezoelétrico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Os círculos representados nas Figuras 57 e 58 são tomados a partir do padrão IEEE 177, que está aqui incorporado por referência em sua totalidade. As Tabelas 1-4 são tomadas a partir do pa- drão IEEE 177 e aqui divulgadas por motivos de completeza.

[0558] O círculo é criado conforme a frequência é varrida de abaixo da ressonância até acima da ressonância. Em vez de estirar do círculo para fora em 3D, um círculo é identificado e o raio (r) e os deslocamen- tos (a, b) do círculo são estimados. Estes valores são então compara- dos com os valores estabelecidos para determinadas condições. Estas condições podem ser: 1) não abrir nada nas garras, 2) pinçar a ponta e 3) pinçar tudo e o grampo nas garras. Se a varredura gerar múltiplas ressonâncias, círculos de diferentes características estarão presentes para cada ressonância. Cada círculo será puxado para fora do próximo se as ressonâncias estiverem separadas. Em vez de ajustar uma curva 3D com uma aproximação em série, os dados são ajustados com um círculo. O raio (r) e os deslocamentos (a, b) podem ser calculados com o uso de um processador programado para executar uma variedade de técnicas matemáticas ou numéricas descritas abaixo. Estes valores podem ser estimados pela captura de uma imagem de um círculo e, usando técnicas de processamento de imagem, o raio (r) e os deslo- camentos (a, b) que definem o círculo são estimados.

[0559] A Figura 59 é uma representação gráfica circular 132060 da admitância complexa para um transdutor piezelétrico ultrassônico de 55,5 kHz para as entradas e saídas de parâmetros agregados especificadas mais adiante neste documento. Os valores para um modelo de parâmetro agregado foram usados para gerar a admitância complexa. Uma carga moderada foi aplicada no modelo. O círculo de admitância obtido e gerado no MathCad é mostrado na Figura 59. A representação gráfica do círculo 132060 é formada quando a frequência é varrida de 54 a 58 kHz.

[0560] Os valores de entrada do parâmetro agregado são: Co = 3,0 nF Cs = 8,22 pF Ls=1,0H Rs = 450 1

[0561] As saídas do modelo com base nas entradas são: am=""8278"C. 1,013 -10? A: C— B? ' bm = A EBD = —954,585 A: C— B? ' fpts rm = ne(> ? ((Zouta, = am)” + (Zouts; — nm) =1.012-10? i

[0562] Os valores de saída são usados para representar grafica- mente a representação gráfica do círculo 132060 mostrado na Figura

59. A plotagem do círculo 132060 tem um raio (r) e o centro 132062 é deslocado (a, b) a partir da origem 132064 da seguinte forma: r=1,012*10? a = 1,013 *x* 10º? b = —954,585

[0563] As somas A-E especificadas abaixo são necessárias para estimar a plotagem do círculo 132060 representado graficamente para o exemplo dado na Figura 59, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Existem vários algoritmos para calcular um ajuste para um círculo. Um círculo é definido por seu raio (r) e os deslocamen- tos (a, b) do centro a partir da origem: rr =(x-a)º +(y—-b))?

[0564] O método de quadrados mínimos modificados (Umbach e Jo- nes) é conveniente pelo fato de que existe uma solução simples e fechada paraa, ber.

— DC—BE “ACRE f= AE — BD AC — B? n f=2X fon-92+ 0,8 i=1

[0565] O acento circunflexo sobre a variável "a" indica uma estima- tiva do valor verdadeiro. A, B, C, De E são somatórios de vários pro- dutos que são calculados a partir dos dados. Eles estão incluídos na presente invenção para completeza, da seguinte forma: fpts fpts 2 A:=fpts- Di (Zout,)º - (Censo) = 5,463 -10%º i i fpts Ffpts fpts B:=fpts > (Zout,; Zoutz;) = (E Go) . > cas) ) i i i = 5,461 -107 fpts fpts 2 C:=fpes D (Zoutz;)º — (Fen) =5,445-10" i i fpts fpts D:=0,5" (6 > (Zout,; . (Zoutz)”) — > Goo) i i fpts ' > Cos) i fpts Ffpts fpts + fpts > (Zout, ;*) - > Goo) ' > Goro) i i i = 5,529 103 fpts Ffpts fpts E:=0,5- (oe y (Zout, . (Zout,1)”) — > Cons) . > Go) i i i fpts fpts fpts + fpts >Yy (Zout, º) -— > Gon) ' > Go) i i i = —5,192- 10"? Z1,1 é um primeiro vetor dos componentes reais referidos como condutância; Z2,| é um segundo dos componentes imaginários referidos como susceptância; e Z3,i é um terceiro vetor que representa as frequências nas quais as admitâncias são calculadas.

[0566] Esta divulgação funcionará para sistemas ultrassônicos e pode ser possivelmente aplicada a sistemas eletrocirúrgicos, apesar de siste- mas eletrocirúrgicos não dependerem de uma ressonância.

[0567] As Figuras 60-64 ilustram imagens tiradas de um analisador de impedância mostrando plotagens de círculo de impedância/admitân- cia para um dispositivo ultrassônico com a garra do atuador de extremi- dade em várias configurações abertas ou fechadas e carregamento. As plotagens do círculo em linha contínua apresentam a impedância e as plotagens de círculo nas linhas tracejadas definem a admitância, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A título de exemplo, as plotagens de círculo de impedância/admitância são geradas através da conexão de um dispositivo ultrassônico a um analisador de impedância. A tela do analisador de impedância é ajustada para a impe- dância complexa e a admitância complexa, que podem ser selecionadas a partir do painel frontal do analisador de impedância. Uma tela inicial pode ser obtida com a garra do atuador de extremidade ultrassônico em uma posição aberta e o dispositivo ultrassônico em um estado não car- regado, conforme descrito abaixo em conjunto com a Figura 60, por exemplo. A função de exibição em auto escala do analisador de impe- dância pode ser usada para gerar as plotagens tanto da impedância com- plexa como do círculo de admitância. A mesma tela é usada para as aná- lises subsequentes do dispositivo ultrassônico com diferentes condições de carregamento, conforme é mostrado nas figuras 60-64 subsequentes. Uma aplicação LabVIEW pode ser empregada para carregar os arquivos de dados. Em outra técnica, as imagens de dados podem ser capturadas com uma câmera, como uma câmera de samaronete, como um iPhone ou Android. Como tal, a imagem da tela pode incluir algumas "distorções trapezoidais" e, em geral, pode não parecer ser paralela à tela. Usando essa técnica, os traços da plotagem do círculo na tela aparecerão distor- cidos na imagem capturada. Com essa abordagem, o material localizado nas garras do atuador de extremidade ultrassônico pode ser classificado.

[0568] A impedância complexa e a admitância complexa são exata- mente o recíproco uma da outra. Nenhuma informação nova deve ser adicionada olhando para ambas. Outra consideração inclui determinar quão sensível as estimativas são ao ruído ao usar a impedância com- plexa ou a admitância complexa.

[0569] Nos exemplos Ilustrados nas Figuras 60-64, o analisador de impedância é configurado com uma faixa para capturar apenas a resso- nância principal. Pela varredura em uma gama mais ampla de frequên- cias, mais ressonâncias podem ser encontradas e várias plotagens de círculo podem ser formadas. Um circuito equivalente de um transdutor ultrassônico pode ser modelado por uma primeira ramificação "de movi- mento" tendo, serialmente conectados, a indutância Ls, resistência Rs; e capacitância Cs que definem as propriedades eletromecânicas do resso- nador, e uma segunda ramificação capacitiva tendo uma capacitância es- tática Co. Nas plotagens de impedância/admitância mostradas nas Figu- ras 60-64 a seguir, os valores dos componentes do circuito equivalente são: Ls = L1 = 11068 H Rs = R1 = 311,3520 Cs = C1 = 7,43265pF CO = CO = 3,64026nF

[0570] A tensão do oscilador aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a frequência é varrida de 55 kHz a 56 kHz. A escala de im- pedância (Z) é 200 O/div e a escala de admitância é 500 yS/div. As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância (Z) e admitância (Y) podem ser obtidas nos locais nas plotagens do círculo, conforme indicado por um cursor de impedância e um cursor de admitância. Estado da garra: abrir sem carga

[0571] A Figura 60 é uma exibição gráfica 132066 de um analisa- dor de impedância mostrando plotagens de círculo de impedância (Z)/admitância (Y) complexas 132068, 132070 para um dispositivo ul- trassônico com a garra aberta e sem carga, onde uma plotagem de círculo 132068 em linha sólida representa a impedância complexa e uma plotagem de círculo 132070 em linhas tracejada representa a ad- mitância complexa, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A tensão do oscilador aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a frequência é varrida de 55 kHz a 56 kHz. A escala de impedância (Z) é 200 O/div e a escala de admitância é 500 yS/div. As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância (Z) e admitância (Y) complexas 132068, 132070 podem ser obtidas nos locais nas plotagens de círculo 132068, 132070, con- forme indicado pelo cursor de impedância 132072 e o cursor de admi- tância 132074. Dessa forma, o cursor de impedância 132072 está lo- calizado em uma porção da plotagem do círculo de impedância 132068 que é equivalente a cerca de 55,55 kHz e o cursor de admitância 132074 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de ad- mitância 132070 que é equivalente a cerca de 55,29 kHz. Conforme mostrado na Figura 60, a posição do cursor de impedância 132072 corresponde aos valores de: R = 1,66026 X = —697,309 OQ Onde R é a resistência (valor real) e X é a reatância (valor imaginário). De modo similar, a posição do cursor de admitância 132074 corresponde aos valores de: G = 64,0322 uS B = 1,63007 mS Onde G é a condutância (valor real) e B é a susceptância (valor imaginário). Estado da garra: Presa em camurça seca

[0572] A Figura 61 é uma exibição gráfica 132076 de um analisa- dor de impedância mostrando plotagens de círculo de impedância (Z)/admitância (Y) complexas 132078, 132080 para um dispositivo ul- trassônico com a garra do atuador de extremidade presa em camurça seca, onde a plotagem do círculo de impedância 132078 é mostrada em linha sólida e a plotagem do círculo de admitância 132080 é mos- trada em linha tracejada, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação. A tensão aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a frequência é varrida de 55 kHz a 56 kHz. A escala de impedân- cia (Z) é 200 O/div e a escala de admitância é 500 ypS/div.

[0573] As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância (Z) e admitância (Y) complexas 132078, 132080 podem ser obtidas nos locais nas plotagens de círculo 132078, 132080, conforme indicado pelo cursor de impedância 132082 e o cursor de admi- tância 132084. Dessa forma, o cursor de impedância 132082 está locali- zado em uma porção da plotagem do círculo de impedância 132078 que é equivalente a cerca de 55,68 kHz e o cursor de admitância 132084 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de admitância 132080 que é equivalente a cerca de 55,29 kHz. Conforme mostrado na Figura 61, a posição do cursor de impedância 132082 corresponde aos valores de: R = 434,577 0 X = —758,7720 Onde R é a resistência (valor real) e X é a reatância (valor imaginário).

[0574] De modo similar, a posição do cursor de admitância 132084 corresponde aos valores de: G = 851712 4S B = 1,49569 mS Onde G é a condutância (valor real) e B é a susceptância (valor imagi- nário). Estado da garra: Ponta presa em camurça úmida

[0575] A Figura 62 é uma exibição gráfica 132086 de um analisa- dor de impedância mostrando plotagens de círculo de impedância (Z)/admitância (Y) complexas 132098, 132090 para um dispositivo ul- trassônico com a ponta da garra presa em camurça úmida, onde a plo- tagem do círculo de impedância 132088 é mostrada em linha sólida e a plotagem do círculo de admitância 132090 é mostrada em linha tra- cejada, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A tensão aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a frequência é varrida de 55 kHz a 56 kHz. A escala de impedância (Z) é 200 O/div e a escala de admitância é 500 ypS/div.

[0576] As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância complexa (Z) e admitância complexa (Y) 132088, 132090 podem ser obtidas nos locais nas plotagens de círculo 132088, 132090, conforme indicado pelo cursor de impedância 132092 e o cursor de admitância 132094. Dessa forma, o cursor de impedância 132092 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de impedância 132088 que é equivalente a cerca de 55,68 kHz e o cursor de admitância 132094 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de admitância 132090 que é equivalente a cerca de 55,29 kHz. Conforme mostrado na Figura 63, o cursor de impedância 132092 corresponde aos valores de: R = 445,259 OQ X = —750,082 Onde R é a resistência (valor real) e X é a reatância (valor ima- ginário). De modo similar, o cursor de admitância 132094 corresponde aos valores de: G = 96,2179 uS B = 1,50236mS Onde G é a condutância (valor real) e B é a susceptância (valor imaginário). Estado da garra: Totalmente presa em camurça úmida

[0577] A Figura 63 é uma exibição gráfica 132096 de um analisa- dor de impedância mostrando plotagens de círculo de impedância (Z)/admitância (Y) complexas 132098, 132100 para um dispositivo ul- trassônico com a garra totalmente presa em camurça úmida, onde a plotagem do círculo de impedância 132098 é mostrada em linha sólida e a plotagem do círculo de admitância 132100 é mostrada em linha tracejada, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga-

ção. A tensão aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a fre- quência é varrida de 55 kHz a 56 kHz. A escala de impedância (Z) é 200 O/div e a escala de admitância é 500 yS/div.

[0578] As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância e admitância 132098, 132100 podem ser obtidas nos locais nas plotagens de círculo 132098, 1332100, conforme indicado pelo cursor de impedância 13212 e o cursor de admitância 132104. Dessa forma, o cursor de impedância 132102 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de impedância 132098 que é equivalente a cerca de 55,63 kHz e o cursor de admitância 132104 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de admitância 132100 que é equivalente a cerca de 55,29 kHz. Conforme mostrado na Figura 63, o cursor de impedância 132102 corresponde aos valores de R, a resistência (valor real, não mos- trado), e X, a reatância (valor imaginário, também não mostrado).

[0579] De modo similar, o cursor de admitância 132104 corres- ponde aos valores de: G = 137,272u4S B = 1,48481 mS Onde G é a condutância (valor real) e B é a susceptância (valor imagi- nário). Estado da garra: Abrir sem carga

[0580] A Figura 64 é uma exibição gráfica 132106 de um analisa- dor de impedância mostrando as plotagens de círculo de impedância (Z)/admitância (Y) onde a frequência é varrida de 48 kHz a 62 kHz para capturar múltiplas ressonâncias de um dispositivo ultrassônico com a garra aberta e nenhum carregamento onde a área designada pelo re- tângulo 132108 mostrada em linha tracejada é para ajudar a ver as plotagens de círculo de impedância 132110a, 132110b, 132110c mos- tradas em linha contínua e as plotagens de círculo de admitância 132112a, 132112b, 132112c, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A tensão aplicada ao transdutor ultrassônico é 500 mV e a frequência é varrida de 48 kHz a 62 kHz. A escala de im- pedância (Z) é 500 O/div e a escala de admitância é 500 upS/div.

[0581] As medições dos valores que podem caracterizar as plotagens de círculo de impedância e admitância 132110a-c, 132112a-c podem ser obtidas nos locais nas plotagens de círculo de impedância e admitância 132110a-c, 132112a-c, conforme indicado pelo cursor de impedância 132114 e pelo cursor de admitância 132116. Dessa forma, o cursor de impedância 132114 está localizado em uma porção das plotagens do cír- culo de impedância 132110a-c equivalentes a cerca de 55,52 kHz e o cur- sor de admitância 132116 está localizado em uma porção da plotagem do círculo de admitância 132112a-c que é equivalente a cerca de 59,55 kHz. Conforme mostrado na Figura 64, o cursor de impedância 132114 corres- ponde aos valores de: R = 1,86163 kN) X = —536,229 O Onde R é a resistência (valor real) e X é a reatância (valor ima- ginário). De modo similar, o cursor de admitância 132116 corresponde aos valores de: G = 649,956 4S B = 2,51975mS Onde G é a condutância (valor real) e B é a susceptância (valor imaginário).

[0582] Por existirem apenas 400 amostras em toda a faixa de varre- dura do analisador de impedância, há apenas alguns pontos ao redor da ressonância. Então, o círculo no lado direito fica fendido. Mas isto ocorre apenas devido ao analisador de impedância e às configurações usadas para cobrir múltiplas ressonâncias.

[0583] Quando múltiplas ressonâncias estão presentes, há mais informações para melhorar o classificador. Os ajustes das plotagens dos círculos 132110a-c, 132112a-c podem ser calculados para cada um, conforme são encontrados para manter o algoritmo operando de forma rápida. Dessa forma, sempre que há um cruzamento com a ad- mitância complexa, o que implica em um círculo, durante a varredura, um ajuste pode ser calculado.

[0584] Os benefícios incluem um classificador na garra com base em dados e um modelo bem conhecido para sistemas ultrassônicos. À contagem e as caracterizações dos círculos são bem conhecidas em sistemas de visualização. Assim, o processamento de dados é pronta- mente disponível. Por exemplo, uma solução de forma fechada existe para calcular os deslocamentos do raio e dos eixos para um círculo. Essa técnica pode ser relativamente rápida.

[0585] A Tabela 2 é uma lista de símbolos usados para o modelo de parâmetros agregados de um transdutor piezelétrico (do padrão IEEE 177). Le E FE ES Susceptância paralela equivalente do vibrador — | rmPo z e Capacitância do desvio (paralelo) no circuito elétrico | farad 234,8 5 14 equivalente Capacitância de movimento no circuito elético equi- | tara e Ns 234,68,9 s 14 f Frequência Hertz 3 f Frequência de antirressonância, susceptância zero — | Hertz 24 23 hs ão de admitância máxima (impedância mi- Hertz 24 23 s Frequência de adritância minima (impedância má- | Herz 24 ” xima) Frequência de ressonância paralela (semperdas) — | Herz 6 lo 23 24 2 tn fu h Frequência de ressonância, substância zero Herz 24 23 1º |Heez 2,3,6,7,9,11a 4 Frequência de ressonância de movimento (série) Ac 24 236,8 6 Condutância em paralelo equivalente do vibrador 1 6 Indutância de movimento no cirauto elétrico equiva- | nenny so 145 lente Figura de mérito de um vibrador =2 adimensional M 10,11a,116 245 Fator de qualidade Q adimensional o PA 1 12 3 68 DR amo Razão de capacitância adimensional r = 23,101 234,5 8

REFERÊNCIAS Símbolos Significado Unidades do SI [ ess | ess | res | 7 impedância em ângulo de faso zero próximo Santi: | ohm =. " ressonância ' Ra Resistência de série equivalente do vibrador obhm 12 R Impedância em ângulo de fase zero f om 23 Resistência de movimento no circuito elético equiva- | onm 4,8,10, 118, 115, R 25 134678 tente 112 x Reatância em série equivalente do vibrador om 12 Capacitância da reatância de desvio (paralelo) na — | onm x ssenininemeo 145 5 ” 7 ol, Reatância do braço móvel (sério) do vibrador om x 1 2 2

PET 'Adritância do vibrador no Y 1 1 v=6+ /a=l vs 'Admitância máxima do vibrador no 3 Y 'ndritância minima do vibrador nro 3 z Impedância do vibrador ohm ' 12=R4 zo Impedância mínima do vibrador om 3 z Impedância máxima do vibrador om 3 Valor absoluto de impedância do vibrador om FE 2 2 Z= R+X2

JW Valor absoluto da impedância em f, (impedância mi- | ohm , rima) Valor absoluto da impedância em f, (impedância má- | ohm 2 rima) Fator de amortecimento normalizado 5 = .C,R, — | adimensionel 1 2 n Fator de frequência nomalizada n = [= adimensional 1 2 Frequência circular (anguiar) Hertz “ 2 usam Frequência circular na ressonância de movimento — | rorz " us = 270 Tabela 2

[0586] A Tabela 3 é uma lista de símbolos para a rede de transmissão (do padrão IEEE 177).

REFERÊNCIAS Unidades do SI [ss [es 7 res | Falar de compensação normalizada > 1 adimensional 4,10 mf Colo 8 Fator de admitância normalizada adimensional 1 c Fator de admitância normalizada adimensional 10 Capacitância parasita entre os terminais A-B (Fi- Ce o Po ( farad gura 4) a Capacitância da carga aros 6 Circuito de transmissão de terminação de capaci- e tara 410 tância de desvio as Capacitância da carga toras 7 as Capacitância da carga toras 7 & Tensão de saída da rede de transmissão volt far Frequência da transmissão máxima hertz 10 Frequência de ressonância de movimento da com- PP here 7 binação do vibrador e Cu

Simbolos Significado Unidades do SI

NC A Frequência de ressonância de movimento da com- Fur here 7 binação do vibrador e Ca ó Corrente de entrada para rede de transmissão ampéro 4 Ls Vibrador de desvio de indutância de compensação hey 4 Figura de mérito da terminação da rede de trans- Mr missão adimensional 4,10 5 2 tl .%h CRAOR: R; Terminação da resistência ao desvio da rede de R iagão da resistência 2o desvio da rede d om — Jansnense| ser transmissão Re Resistor padrão om 45 s 7 Sensibilidade do Detector a menor alteração de s adimensional n 6 comentelcorrente detectável Fator de frequência normalizada x Lol adimensional 12 1=6o1=? Xas Reatância da capacitância de dispersão Cas ohm Reatância de Cr à frequência de ressonância de x movimento ohm 4 5 1 = Fator de frequência normalizado na frequência de xr tor de freai lizado na freai 6 adimensional 5 transmissão máxima a a6= 04 tarad 67 ” af = faro hua here 67 68 as fe fua-h herz 67 ss = faz hertz 87 * Refere-se a raízes reais; raízes complexas não foram consideradas. Tabela 3

[0587] A Tabela 4 é uma lista de soluções para várias frequências ca- racterísticas (do padrão IEEE 177).

SOLUÇÕES PARA AS VÁRIAS FREQUÊNCIAS CARACTERÍSTICAS Frequências caracieistr quação constituinte para fre- cas quência Frequência de admiânca máxiva AU TITMA = sr Teq. de admitár o 280 + 2070 - 0) = 8 inferior nr (impedância minima) =o Frequência de ressonância de mo- 6 x=o ao & vimento (série) f Frequência de ressonância X=B=0 na-m-8=0o inferior f fa Frequência de antirressonância X.=B,=O nNA-NMm=8=0 superior fa & Frequência de ressonância parta || ae v (sem perdas) Frequência de admitância mínima —25(N +r) -207(1- 0) = 0º h : =o superior” f (impedância máxima) =o * Refere-se a raízes reais; raízes complexas a serem ignoradas Tabela 4

[0588] A TABELA 5 é uma lista de perdas de três classes de materiais piezoelétricos. Cerâmica piezoelétrica 90 -500 2-40 200 Cristais piezoelétricos solúveis em água 200-50,000 3-500 80 Quartzo 10-10 100- 50,000 2000

Valores mínimos para a razão Q/r a serem esperados para vários tipos de vibradores piezoelétricos Tabela 5

[0589] A Tabela 6 ilustra as condições da garra, os parâmetros es- timados de um círculo com base em medições em tempo real da impe- dância/admitância do complexo, o raio (re) e deslocamentos (ae e be) do círculo representado pelas variáveis medidas Re, Ge, Xe, Be e pa- râmetros das plotagens do círculo de referência, conforme descrito nas Figuras 60-64, com base em medições em tempo real da impedân- cia/admitância do complexo, raio (rr) e deslocamentos (ar, br) do cír- culo de referência representado pelas variáveis de referência Rref, Gref, Xref, Bref. Estes valores são então comparados com os valores estabelecidos para determinadas condições. Estas condições podem ser: 1) abrir com nada nas garras, 2) pinçar a ponta e 3) pinçar tudo e grampo nas garras. O circuito equivalente do transdutor ultrassônico foi modelado da seguinte forma e a frequência foi varrida de 55 kHz para 56 kHz: Ls = L1 = 11068 H Rs = R1 = 311,352 Cs = C1 = 7A43265pF e CO = CO = 3,64026nF | — Garra completamente presa em camurça úmida Pam | eso | Tabela 6

[0590] Em uso, o gerador ultrassônico varre a frequência, registra as variáveis medidas e determina as estimativas Re, Ge, Xe e Be. Es- tas estimativas são então comparadas com as variáveis de referência Rref, Gref, Xref e Bref armazenadas na memória (por exemplo, arma- zenadas em uma tabela de consulta) e determinam as condições de garra. As condições da garra de referência mostradas na Tabela 6 são apenas exemplos. As condições da garra de referência adicionais ou em menor número podem ser classificadas e armazenadas na memó- ria. Essas variáveis podem ser usadas para estimar o raio e desloca- mentos do círculo de impedância/admitância.

[0591] A Figura 65 é um diagrama de fluxo lógico 132120 de um processo que representa um programa de controle ou uma configuração lógica para determinar as condições da garra com base nas estimativas do raio (r) e deslocamentos (a, b) de um círculo de impedância/admitân- cia, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Inici- almente, uma base de dados ou tabela de consulta é preenchida com valores de referência com base nas condições da garra de referência, conforme descrito em conexão com as Figuras 60-64 e com a Tabela 6. Uma condição da garra de referência é definida e a frequência é varrida a partir de um valor abaixo da ressonância até um valor acima da res- sonância. Os valores de referência Rref, Gref, Xref, Bref que definem a plotagem do círculo de impedância/admitância correspondente são ar- mazenados em uma base de dados ou tabela de consulta. Durante o uso, sob o controle de um programa de controle ou configuração lógica, um circuito de controle do gerador ou instrumento faz com que a fre- quência de ressonância varra 132122 de abaixo da ressonância até acima da ressonância. O circuito de controle mede e registra 132124 (por exemplo, armazena na memória) as variáveis Re, Ge, Xe, Be que definem a plotagem do círculo de impedância/admitância correspon- dente e os compara 132126 com os valores de referência Rref, Gref, Xref, Bref armazenados na base de dados ou na tabela de consulta. O circuito de controle determina 132128, por exemplo, estima, as condi- ções da garra do atuador de extremidade com base nos resultados da comparação.

Aplicação de tecnologia de "lâmina inteligente"

[0592] As condições de tratamento ultrassônicas e/ou de tratamento ultrassônicas e/ou RF combinadas atuais empregam condições de al- goritmos de tratamento de tecido avançadas com um nível de corrente predeterminado para cada etapa do algoritmo. Ao invés de usar um al- goritmo de tratamento de tecido de hemostasia avançada com um nível de corrente predeterminado para cada etapa do algoritmo, a técnica de tratamento de tecido avançada proposta ajusta a corrente elétrica for- necida ao transdutor ultrassônico para acionar a lâmina ultrassônica a uma temperatura constante com o uso de um sistema de controle de frequência e temperatura.

[0593] As Figuras 66A-66B são representações gráficas de um algo- ritmo de hemostasia controlado de corrente do transdutor ultrassônico avançado. Por exemplo, o processo de tratamento de tecido pode come- çar acionando a corrente do transdutor ultrassônico para gerar uma alta temperatura constante durante um primeiro período predeterminado T1. No final do primeiro período predeterminado T1, o processo aciona a cor- rente do transdutor ultrassônico para gerar uma temperatura corrente infe- rior da lâmina ultrassônica durante um segundo período predeterminado T2. A temperatura mais baixa da lâmina ultrassônica pode ser adequada para alcançar o fechamento de tecido, mas não uma transecção de tecido. Finalmente, o processo aciona a corrente do transdutor ultrassônico para aumentar (aumentar o auxílio) da temperatura da lâmina ultrassônica até uma maior temperatura constante durante um terceiro período predetermi- nado T3. A temperatura mais alta é alta o suficiente para completar a tran- secção, mas é menor do que o ponto de fusão do bloco do braço de aperto. Por exemplo, a temperatura da lâmina ultrassônica mais alta durante o terceiro período predeterminado T3 pode ser selecionada para ser menor do que o ponto de fusão do TEFLON, por exemplo, que é um material comumente utilizado para o bloco do braço de aperto.

[0594] A Figura 66A é uma representação gráfica 132130 da porcen- tagem de corrente máxima liberada para um transdutor ultrassônico em função do tempo, de acordo com ao menos um aspecto da presente di- vulgação. O eixo geométrico vertical representa a porcentagem (%) de corrente máxima aplicada a um transdutor ultrassônico e o eixo geomé- trico horizontal representa o tempo (s). A porcentagem da corrente do transdutor é ajustada para uma primeira porcentagem da corrente má- xima X1% para aumentar a temperatura da lâmina ultrassônica durante um primeiro período T1. A porcentagem da corrente do transdutor é, em seguida, diminuída até uma segunda porcentagem de corrente máxima X2% em um segundo período T2 para abaixar a temperatura da lâmina até um valor que é adequado para fechar o tecido, mas não para tran- seccionar o tecido. A porcentagem da corrente do transdutor é, em se- guida, aumentada até uma terceira porcentagem de corrente máxima X3% em um terceiro período T3 para aumentar a temperatura da lâmina até um valor que é adequado para transseccionar o tecido, mas que é menor do que o ponto de fusão do bloco do braço de aperto (por exemplo, TEFLON). De acordo com o processo graficamente representado na Fi- gura 66A, a mesma porcentagem do perfil de corrente do transdutor ul- trassônico pode ser usada para todos os tipos de tecido, condições de carga etc.

[0595] A Figura 66B é uma representação gráfica 132140 da tem- peratura da lâmina ultrassônica em função do tempo e do tipo de tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O eixo geométrico vertical representa a temperatura (*F) da lâmina ultrassônica e o eixo geométrico horizontal representa o tempo (s). Essa técnica pode ser combinada com espectroscopia de impedância para detectar tecidos de várias espessuras. Como exemplo, o tecido espesso em comparação com o tecido fino, localizado nas garras do atuador de ex-

tremidade ultrassônico. Uma vez que a espessura do tecido é detec- tada, a temperatura da lâmina ultrassônica pode ser controlada para acomodar diferentes níveis de aplicação de energia, conforme for ne- cessário em toda uma série de tipos de tecido e o algoritmo de hemos- tasia avançado é ajustado em tempo real. Após detectar ou determinar o tipo de tecido, a temperatura da lâmina ultrassônica é ajustada para uma temperatura nominal Temp: mediante o controle da corrente de condução para o transdutor ultrassônico. A temperatura da lâmina ul- trassônica é ajustada para uma primeira temperatura Temp1, que pode ser elevada (+) ou abaixada (-) com base no tipo de tecido ao longo de um primeiro período T1. A temperatura da lâmina ultrassônica é, em seguida, diminuída até uma segunda temperatura Temp? em um se- gundo período T2 para abaixar a temperatura da lâmina até um valor que é adequado para fechar o tecido, mas não para transeccionar o tecido. A segunda temperatura Temp2 também pode ser elevada (+) ou diminuída (-) com base no tipo de tecido detectado. A temperatura da lâmina ultrassônica, em seguida, é aumentada até uma terceira tempe- ratura Temp3 em um terceiro período T3 até um valor que é adequado para transeccionar o tecido mas que é inferior à temperatura do ponto de fusão Tme do material do bloco da garra de aperto. De acordo com o processo representado na Figura 66B, a temperatura da lâmina ultras- sônica pode variar com base nos tipos de tecido, nas condições de car- regamento etc. Além disso, o perfil de temperatura da lâmina ultrassô- nica versus o tempo pode variar, alterando os períodos T1-T3. Por fim, o perfil de temperatura da lâmina ultrassônica versus o tempo pode va- riar alterando tanto a temperatura da lâmina ultrassônica como os perí- odos de tempo T1-T3.

[0596] Em um exemplo, para fornecer uma retroinformação audível para cirurgião, tons podem ser atrelados para atingir um determinado limite de temperatura. Isso poderia otimizar a consistência nos tempos de tran- secção de hemostasia avançada e na hemostasia em uma faixa de tipos de tecido.

[0597] A Figura 67 é um diagrama de fluxo lógico 132150 de um pro- cesso que representa um programa de controle ou uma configuração ló- gica para controlar a temperatura de uma lâmina ultrassônica, com base no tipo de tecido, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação. O tipo de tecido pode ser determinada 132152 com o uso das téc- nicas descritas nas Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou das técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica estão descritas no Pe- dido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitu- lado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CON- TROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totalidade. De acordo com o processo, um circuito de controle no gerador ou instrumento determina o tipo de tecido e define a temperatura inicial da lâmina ultrassônica para uma temperatura nominal pelo controle da corrente de condução para o transdutor ultrassô- nico. O circuito de controle aumenta (+) ou abaixa (-) a temperatura da lâmina ultrassônica com base no tipo de tecido ao longo de um primeiro período T1. O circuito de controle em seguida diminui a temperatura da lâmina ultrassônica até uma segunda temperatura em um segundo perí- odo T2 para abaixar a temperatura da lâmina até um valor que é adequado para fechar o tecido, mas não para transeccionar o tecido. O circuito de controle aumenta (+) ou diminui (-) a segunda temperatura com base no tipo de tecido detectado. O circuito de controle aumenta a temperatura da lâmina ultrassônica até uma terceira temperatura durante um terceiro pe- ríodo T3, até um valor que é adequado para transeccionar o tecido, mas é inferior ao ponto de fusão do material do bloco da garra de aperto (por exemplo, TEFLON). Lâmina inteligente e pulsação de energia

[0598] Durante a cirurgia com um dispositivo de cisalhamento ultras- sônico, a potência aplicada ao tecido é ajustada em um nível predetermi- nado. Este nível predeterminado é usado para fazer a transecção do tecido durante todo o procedimento de transecção. Certos tecidos podem vedar melhor ou cortar melhor/mais rápido se a potência liberada variar durante o procedimento de transecção. Uma solução é necessária para variar a potência aplicada ao tecido através da lâmina durante o processo de tran- secção. Em vários aspectos, o tipo de tecido e as alterações ao tecido durante o processo de transecção podem ser determinados usando as técnicas descritas nas Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ES- TADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUE- BRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57- 65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou das técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica estão des- critas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640 417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DE- VICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incor- porado na presente invenção por referência em sua totalidade.

[0599] Uma solução que proporciona uma melhor transecção ultras- sônica emprega a retroinformação de impedância da lâmina ultrassô- nica. Conforme anteriormente discutido, a impedância da lâmina ultras- sônica está relacionada à impedância do sistema ultrassônico eletrome- cânico, e pode ser determinada mediante a medição do ângulo de fase entre os sinais de tensão e corrente aplicadas ao transdutor ultrassô- nico, conforme descrito aqui. Esta técnica pode ser empregada para medir a magnitude e a fase da impedância do transdutor ultrassônico. À impedância do transdutor ultrassônico pode ser empregada em fatores do perfil que podem estar influenciando a lâmina ultrassônica durante o uso (por exemplo, força, temperatura, vibração, força ao longo do tempo etc.). Essas informações podem ser empregadas para afetar a potência aplicada à lâmina ultrassônica durante o processo de transecção.

[0600] A Figura 68 é um diagrama de fluxo lógico 132170 de um processo representando um programa de controle ou uma configuração lógica para monitorar a impedância de um transdutor ultrassônico para perfilar uma lâmina ultrassônica e fornecer energia à lâmina ultrassônica no perfil de acordo com um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle determina 132172 (por exem- plo, mede) a impedância (Z) do transdutor ultrassônico durante um pro- cesso de transecção de tecido. O circuito de controle analisa e cria o perfil 132174 da lâmina ultrassônica logo após o tecido estar totalmente preso na garra do atuador de extremidade do dispositivo ultrassônico com base na impedância determinada 132172 (Z). O circuito de controle ajusta 132176 um nível de saída de potência com base no perfil (por exemplo, alta potência para o tecido denso e baixa potência para o te- cido fino) da lâmina ultrassônica. O circuito de controle controla o gera- dor para acionar momentaneamente o transdutor ultrassônico e a là- mina ultrassônica e, em seguida, para. O circuito de controle determina 132172 novamente a impedância (Z) da lâmina ultrassônica e delineia o perfil 132174 da lâmina ultrassônica com base na impedância deter- minada 132172 (Z). O circuito de controle controla o gerador para ajus- tar o nível de potência de saída ou mantê-lo com base no perfil da lâ- mina ultrassônica. O circuito de controle, novamente, controla o gerador para acionar momentaneamente o transdutor ultrassônico e a lâmina ultrassônica e, em seguida, para. O processo repete e determina 132172 a impedância (Z), 132174 os perfis da lâmina ultrassônica, e ajusta 132176 o nível de potência até que o perfil de impedância detec- tado seja aquele do bloco de braço de aperto e, então, ajuste a potência para evitar que o bloco do braço de aperto derreta.

[0601] O processo discutido em conexão com a Figura 68 permite que o nível de potência do transdutor ultrassônico seja ajustado rapida- mente, conforme o tecido muda de ser aquecido e cortado. Consequen- temente, se o tecido for inicialmente resistente e, então, enfraquecer, ou se diferentes camadas de tecido forem encontradas durante o processo de transecção, o nível de potência pode ser ajustado de forma ideal para corresponder ao perfil da lâmina ultrassônica. Esse método poderia eli- minar a necessidade de o usuário ajustar o nível de potência. O disposi- tivo ultrassônico poderia se adaptar e escolher o nível de potência correto com base nas condições de tecido atuais e no processo de transecção.

[0602] Esta técnica proporciona o controle Inteligente para confi- guração do nível de energia com base na retroinformação do tecido. Esta técnica pode eliminar a necessidade de ajustes de potência no gerador e pode causar tempos de transecção mais rápidos. Em um aspecto, em um dispositivo médico de transfecção ultrassônica, inclu- indo uma garra com uma lâmina ultrassônica, a impedância da lâmina ultrassonicamente acionada é usada para determinar o perfil das ca- racterísticas da lâmina ultrassônica (força, calor, vibração etc.), sendo o perfil usado para influenciar o perfil de saída do transdutor durante o processo de transecção. A energia pode ser pulsada (ligada e desli- gada) de modo que as alterações do tecido possam ser lidas para re- troinformação entre os pulsos para ajustar a energia durante o pro- cesso de transecção.

[0603] As Figuras 69A-69D são uma série de representações gráfi- cas da impedância de um transdutor ultrassônico para perfilar uma là- mina ultrassônica e fornecer energia à lâmina ultrassônica baseando-se no perfil, de acordo com um aspecto da presente divulgação. A Figura 69A é uma representação gráfica 132180 de impedância do transdutor ultrassônico versus o tempo. O circuito de controle do gerador lê a im- pedância inicial Z1, que se baseia no conteúdo da garra e aplica uma energia pulsada P1 ao transdutor ultrassônico conforme é mostrado na Figura 69B, que é uma representação gráfica 132182 da energia pul- sada versus o tempo. A Figura 69C é uma representação gráfica 132184 de uma nova impedância Z2 versus o tempo. O circuito de controle do gerador lê a nova impedância Z2 e aplica energia pulsada P2 ao trans- dutor ultrassônico para atender a nova condição do tecido plotada na Figura 69D, que é uma representação gráfica 132186 da energia pul- sada P2 versus o tempo. Ajuste da impedância complexa para compensar a perda de potência em um dispositivo ultrassônico articulado

[0604] A Figura 70 é um sistema 132190 para ajustar a impedância complexa do transdutor ultrassônico 132192 para compensar a energia perdida quando a lâmina ultrassônica 132194 é articulada, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O desempenho de uma lâmina ultrassônica articulável 132194 é inconsistente ao longo de todo o ângulo de articulação 9, de A a B. Por exemplo, perde-se energia quando a lâmina ultrassônica 132194 é articulada. Conhecendo o ângulo de arti- culação 8 no qual a lâmina ultrassônica 132194 está, o gerador 132196 ou o instrumento cirúrgico 132199 pode ajustar a impedância complexa (Z) para compensar a perda de potência quando a lâmina ultrassônica 132194 é articulada. Além disso, analisando o desempenho da lâmina ultrassônica 132194 através de todo o seu ângulo de articulação 8, o gerador 132196 pode executar um algoritmo para ajustar a impedância complexa (Z) para compensar a perda de potência.

[0605] Ajustando a impedância complexa do transdutor ultrassônico 132192 para compensar a energia perdida quando a lâmina ultrassônica 132194 pode-se empregar as técnicas descritas nas Figuras 54-56, sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO,

GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASS|- FIER BASED ON MODEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CON- TROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THERE- FOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referên- cia em sua totalidade.

[0606] Essas técnicas podem ser empregadas para determinar o ân- gulo de articulação 6 da lâmina ultrassônica 132194 por varredura através de uma faixa de ângulos de articulação 6 de A a B, em um incremento angular predeterminado. Em cada incremento angular, a ativação do trans- dutor ultrassônico 132192 em um nível de energia terapêutico ou não te- rapêutico, a medição da impedância complexa (Z) do transdutor ultrassô- nico 132192, a gravação de um conjunto de medições de impedância com- plexa (Z), a geração dos padrões característicos de impedância complexa de referência ou um conjunto de dados de treinamento S em função do ângulo de articulação 6 e o armazenamento dos padrões característicos de impedância complexa de referência ou de um conjunto de dados de treinamento S em uma memória ou banco de dados que é acessível pelo instrumento ultrassônico 132199 durante um procedimento cirúrgico. Du- rante um procedimento cirúrgico, o instrumento ultrassônico 132199 pode determinar o ângulo de articulação 8 comparando as medições de impe- dância complexa (Z) em tempo real do transdutor ultrassônico 132192 com os padrões característicos de impedância complexa de referência, ou com um conjunto de dados de treinamento S.

[0607] Os guias de ondas ultrassônicas articuláveis 132198 são descritos na patente US nº 9.095.367, intitulada Flexible Harmonic Wa- veguides/Blades For Surgical Instruments, que está aqui incorporado a título de referência. Consulte as Figuras 47-66B e a descrição associ- ada. A medição do ângulo de articulação é descrita na patente US nº

9.808.244, intitulada Sensor Arrangements For Absolute Positioning System For Surgical Instruments, que está aqui incorporada a título de referência. Consulte as Figuras 193-196 e a descrição associada.

[0608] A Figura 71 é um diagrama de fluxo lógico 132200 de um pro- cesso que representa um programa de controle ou uma configuração ló- gica para compensar a potência de saída em função do ângulo de articu- lação, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Con- sequentemente, em conjunto com a Figura. 70, durante o uso, um circuito de controle do gerador 132196 ou instrumento determina 132202 o ângulo de articulação 6 da lâmina ultrassônica 132194. O circuito de controle ajusta 132204 a impedância complexa (Z) para compensar a perda de po- tência em função do ângulo de articulação 8. O circuito de controle aplica 132206 a potência de saída do gerador 132196 aplicada ao transdutor ul- trassônico 132192 baseado no ângulo de articulação 8 da lâmina ultrassô- nica 132194. Uso de espectroscopia para determinar o estado de uso do dispositivo no instrumento combinado

[0609] A Figura 72 é um sistema 132210 para medir a impedância complexa (Z) de um transdutor ultrassônico 132212 em tempo real para determinar a ação sendo realizada por uma lâmina ultrassônica 132214 de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Os instru- mentos cirúrgicos atuais incluem três funções (fechamento + corte, ape- nas fechamento e coagulação local). Essas funções podem ser executa- das pela ativação de dois botões. Seria útil se o cirurgião só precisasse pressionar um botão e pudesse receber o algoritmo de apenas fecha- mento ou de coagulação local com base na ação desejada a ser execu- tada. A espectroscopia ultrassônica pode ser usada para medir a impe- dância complexa (Z) da lâmina ultrassônica 132214 em tempo real. As medições em tempo real podem ser comparadas com dados predefinidos para determinar que ação está sendo realizada. Os diferentes padrões de impedância complexa (Z) entre a coagulação local e apenas fecha- mento permitem que o gerador 132216 determine qual ação está sendo realizada e execute o algoritmo adequado.

[0610] A medição da impedância complexa (Z) de um transdutor ultrassônico 132212 em tempo real para determinar a ação que está sendo realizada por uma lâmina ultrassônica 132214 pode empregar as técnicas descritas nas Figuras 54-56, sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figu- ras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MO- DEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassô- nica descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRA- SONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totali- dade.

[0611] A Tabela 7 é um gráfico da ação da lâmina ultrassônica e da impedância complexa correspondente. Estas informações são armaze- nadas na tabela de consulta de memória ou na base de dados. Tabela 7

[0612] A Figura 73 é um diagrama de fluxo lógico 132220 de um processo que representa um programa de controle ou uma configura- ção lógica para determinar a ação sendo realizada por uma lâmina ul- trassônica 132214 (Figura 72), com base no padrão de impedância complexo, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulga-

ção. Antes da execução do processo descrito na Figura 73 e em con- junto com a Figura 72, uma base de dados ou tabela de consulta de memória é populada com dados das ações da lâmina ultrassônica 132214 e impedâncias complexas (Z) observadas associadas com as ações da lâmina ultrassônica 132214. A base de dados ou a tabela de consulta pode ser acessada pelo instrumento ultrassônico 132218 ou o gerador 132216 enquanto executa a ação da lâmina ultrassônica

132214. Consequentemente, durante um procedimento de hemosta- sia, um circuito de controle do gerador 132216 ou do instrumento 13218 determina 132222 a impedância complexa (Z) da lâmina ultras- sônica 132214. O circuito de controle compara 132224 impedância complexa medida (Z) com os valores armazenados dos padrões de impedância complexa associados com as funções da lâmina ultrassô- nica 132214. O circuito de controle controla o gerador 132216 para aplicar 132226 um algoritmo de saída de energia ao transdutor ultras- sônico 132212 com base na comparação. Detecção do vaso para hemostasia avançada adaptativa

[0613] Em vários aspectos, a presente divulgação fornece modos de vedação de vaso adaptativos. Em um aspecto, o instrumento ultras- sônico pode fornecer energia ultrassônica unicamente para veias, ao invés de artérias.

[0614] Em outro aspecto, a presente divulgação fornece uma téc- nica para identificar os teores da garra de um dispositivo ultrassônico. Usando esta abordagem, um vaso preso na garra é identificado como uma veia ou uma artéria, que pode ser caracterizado pelas diferenças na parede do vaso e pressão. O conhecimento de um vaso ser uma veia ou artéria pode ser usado para ativar um único ciclo de hemostasia avançado para cada tipo. A veia exige mais tempo e temperaturas mais baixas devido às paredes dos vasos mais delgadas, de modo que um ciclo de hemostasia avançada incluía uma corrente mais baixa e um tempo mais longo na porção de vedação do vaso do ciclo.

[0615] A Figura 74 é um diagrama de fluxo lógico 132230 represen- tando um programa de controle ou uma configuração lógica de um pro- cesso adaptável para identificar um vaso em hemostasia, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle do gerador ou instrumento detecta 132232 o vaso localizado na garra do dispositivo ultrassônico usando qualquer uma das técnicas do algoritmo de lâmina inteligente para esti- mar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ultrassônico des- crito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUE- BRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57- 65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou das técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totalidade. Quando uma veia é detectada 132234 ou uma artéria é detectada 132236, o circuito de controle recebe um comando para cauterizar uma veia ou uma artéria e ativa 132238 um algoritmo de hemostasia avan- çada com base no tipo de vaso detectados. Em um aspecto, o comando pode ser originado por um usuário a partir de um botão localizado no instrumento para ativar o algoritmo de hemostasia avançada adequado. Em outros aspectos, o comando pode ser originado automaticamente com base nos algoritmos de caracterização de tecido.

[0616] Quando uma veia é detectada 132234, o circuito de controle executa 132240 um primeiro algoritmo que pode cauterizar mais lenta- mente em um nível de potência mais baixo e com uma temperatura da lâmina ultrassônica mais baixa. Consequentemente, para tratar uma veia,

o circuito de controle controla o gerador para produzir uma potência mais baixa P1 e ativa o gerador por mais tempo T1.

[0617] Quando uma veia é detectada 132236, o circuito de controle executa 132242 um segundo algoritmo que pode cauterizar mais rá- pido em um nível de potência mais alto e com uma temperatura da lâmina ultrassônica mais alta. Consequentemente, para tratar uma ar- téria, o circuito de controle controla o gerador para produzir uma po- tência mais alta P2 e ativa o gerador por um tempo mais curto T2.

[0618] A Figura 75 é uma representação gráfica 132250 dos perfis de corrente do transdutor ultrassônico em função do tempo para os tipos de vasos veia e artéria, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação. O eixo geométrico vertical é o a corrente de saída do gerador (1) aplicada ao transdutor ultrassônico e o eixo geométrico hori- zontal representa o tempo (s). Também com referência à Figura 74, a primeira curva 132252 representa uma veia e é tratada com potência mais baixa (P1 em 11) e por um período mais longo (T1) e a segunda curva 132254 representa uma artéria e é tratada com potência mais alta (P2 em 12) aplicada por um período mais curto (T2) em relação à pri- meira curva 132252.

[0619] Em outro aspecto, a presente divulgação fornece uma téc- nica para a aplicação da corrente do transdutor ultrassônico (1) em um circuito de controle de retroinformação para alcançar uma frequência alvo que está associada com uma temperatura desejada da lâmina ul- trassônica. Quando uma veia é cauterizada, por exemplo, o circuito de controle de retroinformação irá conduzir a uma maior frequência alvo que corresponde a uma temperatura da lâmina ultrassônica mais fria, que é adequada (e pode ser ideal) para cauterizar a veia. Uma artéria seria acionada por uma frequência ligeiramente mais baixa alvo asso- ciada a uma lâmina ultrassônica com temperatura mais quente.

[0620] A Figura 76 é um diagrama de fluxo lógico 132260 represen- tando um programa de controle ou uma configuração lógica de um pro- cesso adaptável para identificar um vaso em hemostasia, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle do gerador ou instrumento detecta 132262 o vaso na garra usando qualquer uma das técnicas do algoritmo de lâmina inteli- gente para estimar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ul- trassônico descrito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTI- MATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂ- MINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Fi- guras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MO- DEL e/ou das técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de sé- rie 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é in- corporado na presente invenção por referência em sua totalidade.

[0621] Quando uma veia é detectada 132264, o circuito de controle executa um primeiro algoritmo para suprir 132268 corrente ao transdu- tor ultrassônico para alcançar uma temperatura alvo de vedação para uma veia. Um circuito de controle de retroinformação estima a tempe- ratura da lâmina ultrassônica e ajusta a corrente aplicada ao transdutor ultrassônico para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica. Quando uma artéria é detectada 132266, o circuito de controle executa um segundo algoritmo para suprir 132269 corrente ao transdutor ul- trassônico para alcançar uma temperatura alvo de vedação para uma artéria. Um circuito de controle de retroinformação estima a tempera- tura da lâmina ultrassônica e ajusta a corrente aplicada ao transdutor ultrassônico para controlar a temperatura da lâmina ultrassônica.

[0622] A Figura 77 é uma representação gráfica 132270 dos perfis de frequência do transdutor ultrassônico em função do tempo para os tipos de vasos veia e artéria, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O eixo geométrico vertical representa a frequência (HZ) do sinal aplicado ao transdutor ultrassônico e o eixo geométrico horizontal representa o tempo (s). A primeira curva 132272 representa uma veia. A veia requer uma temperatura da lâmina ultrassônica mais fria para efetuar uma vedação. O primeiro algoritmo controla a tempera- tura da lâmina ultrassônica através do ajuste da frequência aplicada ao transdutor ultrassônico para uma frequência mais alta e controla a cor- rente aplicada ao transdutor ultrassônico para manter a frequência defi- nida. A segunda curva 132274 representa uma artéria. Uma artéria re- quer uma temperatura da lâmina ultrassônica mais quente para efetuar uma vedação. O segundo algoritmo controla a temperatura da lâmina ultrassônica através do ajuste da frequência aplicada ao transdutor ul- trassônico para uma frequência mais baixa e controla a corrente apli- cada ao transdutor ultrassônico para manter a frequência definida. Identificação do vaso calcificado

[0623] Em vários aspectos, a presente divulgação fornece várias téc- nicas para melhorar a hemostasia ao cauterizar vasos calcificados e de enfrentar os desafios na vedação dos vasos calcificados. Em um aspecto, o instrumento ultrassônico é configurado para gerenciar a vedação dos vasos calcificados com inteligência. Em um aspecto, o conteúdo da garra pode ser identificado por identificação usando técnicas do algoritmo de là- mina inteligente para estimar ou classificar o estado da garra de um dispo- sitivo ultrassônico descrito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAM- POS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultras- sônica que estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacio- nado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN

ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua tota- lidade. Consequentemente, essas técnicas podem ser empregadas para identificar um vaso calcificado quando preso nas garras do instrumento ultrassônico.

[0624] Três cenários possíveis são apresentados. Em um aspecto, o usuário é instruído com um alerta do gerador de que as garras estão prendendo um vaso calcificado e o instrumento não irá disparar. Em outro aspecto, os instrumentos instruem um usuário que as garras prenderam um vaso calcificados e não permitirá que o instrumento dis- pare até que uma quantidade mínima de tempo de compressão (como a 15) tenha decorrido. Esse tempo permite que a calcificação/placa migre para longe do lado da transecção e melhore a hemostasia da vedação. Em um terceiro aspecto, ao prender um vaso calcificado e pressionar o botão de ativação, o instrumento emprega um motor in- terno para deslocar a pilha de molas por uma quantidade adicional de modo a proporcionar um pouco mais de força de preensão e comprimir melhor o vaso calcificado.

[0625] A Figura 78 é um diagrama de fluxo lógico 132280 represen- tando um programa de controle ou uma configuração lógica de um pro- cesso para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle do gerador ou instrumento identifica um vaso localizado na garra do dispositivo ultrassônico quando a garra prende 132282 o vaso. Quando o circuito de controle 132284 identifica um vaso calcificado, o cir- cuito de controle envia 132286 uma mensagem de aviso que pode ser percebida pelo usuário. A mensagem contém informações para notificar ao usuário que um vaso calcificado foi detectado. O circuito de controle então envia um comando 132288 para manter a compressão no vaso cal-

cificado por um período de espera predeterminado T1 (por exemplo, x se- gundos). Isso permitirá que a calcificação migre para longe das garras. Ao fim do período de espera de compressão T1, o circuito de controle permite 132290 a ativação do gerador ultrassônico. Quando o circuito de controle identifica 132292 um vaso normal (por exemplo, não calcificado), o circuito de controle permite 132294 a ativação normal do dispositivo ultrassônico. Consequentemente, o dispositivo ultrassônico pode executar um ou mais algoritmos de hemostasia conforme descrito aqui.

[0626] A Figura 79 é um diagrama de fluxo lógico 132300 repre- sentando um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle do gerador ou instrumento identifica um vaso loca- lizado na garra do dispositivo ultrassônico quando a garra prende 132302 o vaso. Quando o circuito de controle identifica 132284 um vaso calcificado, o circuito de controle envia 132286 uma mensagem de aviso que pode ser percebida pelo usuário de que um vaso calcifi- cado foi detectado. O circuito de controle desativa 132308 ou alterna- tivamente não possibilita a ativação do dispositivo ultrassônico. Quando o circuito de controle identifica 132310 um vaso "normal" (por exemplo, não calcificado), o circuito de controle permite 132312 a ati- vação normal do dispositivo ultrassônico. Consequentemente, o dispo- sitivo ultrassônico pode executar um ou mais algoritmos de hemostasia conforme descrito aqui.

[0627] A Figura 80 é um diagrama de fluxo lógico 132320 represen- tando um programa de controle ou uma configuração lógica de um pro- cesso para identificar um vaso calcificado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo, um circuito de controle do gerador ou instrumento identifica um vaso localizado na garra do dispositivo ultrassônico quando a garra prende 132322 o vaso.

Quando o circuito de controle identifica 132324 um vaso calcificado, o circuito de controle envia 132326 uma mensagem de aviso que pode ser percebida pelo usuário de que um vaso calcificado foi detectado. O circuito de controle aumenta 132328 a força de aperto da garra com um motor a fim de conseguir uma melhor compressão do vaso calcificado. O circuito de controle, em seguida, possibilita a 132330 ativação da energia ultrassônica após um ajuste da força da garra. Quando o circuito de controle identifica 132332 um vaso "normal" (por exemplo, não calci- ficado), o circuito de controle permite 132334 a ativação normal do dis- positivo ultrassônico. Consequentemente, o dispositivo ultrassônico pode executar um ou mais algoritmos de hemostasia conforme descrito aqui. Detecção de grandes vasos durante a dissecção parenquimal usando uma lâmina inteligente"

[0628] Durante os procedimentos de ressecção do fígado, os cirurgi- ões arriscam cortar grandes vasos porque eles estão encobertos dentro do parênquima que está sendo dissecado, e por isso não podem ser vis- tos. As Figuras 81-86 da presente divulgação descrevem uma "lâmina in- teligente" (por exemplo, uma lâmina ultrassônica com retroinformação para fornecer a identificação do conteúdo da garra) que pode detectar a diferença entre o tecido parenquimal, e grandes vasos dentro do tecido parenquimal usando a magnitude e a fase das medições de impedância em uma faixa de frequência varrida. Durante um procedimento de dissec- ção parenquimal, os vasos podem ser detectados usando técnicas do al- goritmo de lâmina inteligente para estimar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ultrassônico descrito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER

BASED ON MODEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da là- mina ultrassônica que estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totalidade.

[0629] Durante os procedimentos de ressecção e dissecção do fí- gado de outros tecidos parenquimais vasculares, o cirurgião não pode ver os vasos que estão incorporados dentro do parênquima ao longo do plano de dissecção. Isso pode fazer com que os cirurgiões cortem grandes vasos sem vedação, resultando em sangramento excessivo, que causa perda de sangue para o paciente e estresse para o cirur- gião. As Figuras 81-86 descrevem uma solução que oferece um mé- todo de detecção de grandes vasos incorporados nos tecidos paren- quimatosos sem a necessidade de visualizar os grandes vasos usando uma aplicação de lâmina ultrassônica inteligente.

[0630] Os dispositivos ultrassônicos aqui descritos podem ser empre- gados para realizar a detecção do vaso a seguir antes de iniciar um pro- cedimento de ressecção e dissecção do fígado. Um circuito de controle do gerador ou o dispositivo ultrassônico inicia uma varredura de frequência abaixo da ressonância até acima da ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico, para habilitar as medições da magnitude e da fase da im- pedância. Os resultados são plotados em uma curva 3D, conforme é des- crito em relação às Figuras 54-56. A curva 3D resultante terá uma forma particular quando a lâmina ultrassônica está em contato com o tecido pa- renquimal e terá outras formas quando a lâmina ultrassônica entra em con- tato com o tecido diferente do tecido parenquimal, conforme é discutido abaixo.

[0631] Uma curva 3D diferente é gerada pela varredura de frequência quando a lâmina ultrassônica está em contato com um vaso grande.

Quando a lâmina ultrassônica entra em contato com um vaso, o circuito de controle compara a varredura da frequência de teste da nova curva (vaso) com a varredura de frequência da curva antiga (parênquima) e identifica a nova curva (vaso) como sendo diferente da curva antiga (parênquima). Com base nos resultados de comparação, o circuito de controle permite que uma ação seja tomada pelo dispositivo ultrassônico para evitar cortar o vaso grande, e para informar ao cirurgião que um vaso grande está situ- ado sobre ou está em contato com a lâmina ultrassônica.

[0632] As várias ações que podem ser tomadas pelo dispositivo ultrassônico incluem, sem limitação, alterar a saída do dispositivo tera- pêutico para prevenir o corte do vaso ou alterar o tom do gerador para informar ao cirurgião que um vaso foi detectado, ou uma combinação dos mesmos.

[0633] Alternativamente, vários aspectos desta técnica podem ser aplicados para detectar sangue se um vaso foi cortado, permitindo que o cirurgião vede rapidamente o vaso, mesmo sem ver o vaso cortado.

[0634] A Figura 81 é um diagrama 132340 de uma resseção do fígado 132350 com os vasos 132354 (Figura 32) embebidos no tecido parenquimal, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação. Um instrumento ultrassônico 132342 que inclui uma lâmina ul- trassônica 132344 e o braço de aperto 132346 são mostrados cortando um fígado 132348 para criar uma ressecção 132350. O instrumento ultrassônico 132342 é acoplado a um gerador 132352 que controla a aplicação de energia ao instrumento ultrassônico 132342. Quer dentre o gerador 132252 ou o instrumento ultrassônico 132342, ou ambos, incluem um circuito de controle configurado para executar os algorit- mos da lâmina inteligente avançada discutidos na presente invenção.

[0635] A Figura 82 é um diagrama 132356 de uma lâmina ultrassô- nica 132344 no processo de cortar o parênquima sem entrar em contato com um vaso 132354 incorporado no fígado 132348 de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Durante o processo de res- secção o circuito de controle monitora a impedância, magnitude e a fase dos sinais que acionam o transdutor ultrassônico para avaliar o estado da garra, por exemplo, o estado da lâmina ultrassônica 132344, conforme representado nas Figuras 83A e 83B. Consequentemente, à medida que a lâmina ultrassônica 132344 resseca o fígado 132348, o transdutor ul- trassônico produz uma primeira resposta, e quando a lâmina ultrassônica 132344 entra em contato com o vaso incorporado 132354, o transdutor ultrassônico produz uma segunda resposta, que está associada com o tipo de vaso incorporado 132354, como aqui descrito, em conexão com as Figuras 54 a 81.

[0636] As Figuras 83A e 83B são representações gráficas 132360 da magnitude/fase de impedância do transdutor ultrassônico com as curvas do parênquima 132362 mostradas na linha em negrito, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A Figura 83A é um gráfico tridimensional e a Figura 83B é uma plotagem bidimensional. Essas curvas são geradas de acordo com as Figuras 54-56, por exemplo, e com a des- crição associada sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA. Alternativamente, as técnicas para estimar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ultrassônico descrito em conexão com as Figuras 57-56 sob o título ESTADO DO CLASSIFICA- DOR DA GARRA BASEADO EM MODELO e/ou técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica são descritas no pedido de patente provisório US relacionado No. 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THERE- FOR, podem ser empregadas.

[0637] A Figura 84 é um diagrama 132364 de uma lâmina ultrassô- nica 132344 no processo de cortar o parênquima e entrar em contato com um vaso 132354 incorporado no fígado 132348 de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. À medida que a lâmina ul- trassônica 132344 realiza a transecção do tecido do parênquima 132348 do fígado, a lâmina ultrassônica 132344 entra em contato com o vaso 132354 em um local 132366 e desloca, dessa forma, a frequên- cia de ressonância do transdutor ultrassônico, conforme é representado nas Figuras 85A e 85B. O circuito de controle monitora a impedância, magnitude, e a fase dos sinais que acionam o transdutor ultrassônico para avaliar o estado da garra, por exemplo, o estado da lâmina ultras- sônica 132344 em contato com o vaso 132354, conforme representado nas Figuras 85A e 85B.

[0638] As Figuras 85A e 85B são representações gráficas 132370 da magnitude/fase da impedância do transdutor ultrassônico com as curvas de vasos grandes 132372 mostradas em negrito, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A Figura 85A é um grá- fico tridimensional e a Figura 85B é uma plotagem bidimensional. Essas curvas são geradas de acordo com as Figuras 54-56, e com a descrição associada sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA. Alternativamente, as técnicas para estimar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ultrassônico descrito em conexão com as Figuras 57-65 sob o título ESTADO DO CLASSIFICA- DOR DA GARRA BASEADO EM MODELO e/ou técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica são descritas no pedido de patente provisório US relacionado No. 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THE- REFOR, podem ser empregadas.

[0639] A Figura 86 é um diagrama de fluxo lógico 132380 que mostra um programa de controle ou uma configuração lógica de um processo para tratar o tecido no parênquima quando um vaso é detectado, con-

forme é mostrado nas Figuras 84-85B, de acordo com ao menos um as- pecto da presente divulgação. De acordo com o processo, o uso das téc- nicas para estimar ou classificar o estado da garra de um dispositivo ul- trassônico descrito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTI- MATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassô- nica que estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEMPERATURE CONTROL IN UL- TRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR, o circuito de controle determina se um vaso 132354 está localizado ou está em contato com a lâmina ultrassônica 132344. Se o circuito de controle de- tecta um vaso 132382, o circuito de controle interrompe 132384 a energia de corte, muda 132386 para um nível de potência inferior, e envia 132388 uma mensagem de aviso ou alerta para o usuário. Por exemplo, o circuito de controle diminui a potência do sinal de corrente/tensão de excitação para um nível abaixo do que é necessário para cortar um vaso. A men- sagem de aviso ou alerta pode incluir emitir uma luz, emitir um som, ativar um alarme, e similares. Se um vaso 132354 não for detectado, o pro- cesso de ressecção continua 132390.

Aplicação de lâmina ultrassônica inteligente para dispositivos reutilizáveis e descartáveis

[0640] O algoritmo da lâmina inteligente usa espectroscopia para identificar o status de uma lâmina ultrassônica. Essa capacidade pode ser aplicada aos dispositivos descartáveis e reutilizáveis com braços de aperto removíveis para distinguir se a porção descartável do dispositivo foi insta- lada corretamente. O estado da lâmina ultrassônica pode ser determinado usando técnicas do algoritmo de lâmina inteligente para estimar ou classi- ficar o estado da garra de um dispositivo ultrassônico descrito em conexão com as Figuras 54-56 sob o título ESTIMATIVA DO ESTADO DA GARRA (CARGA DO BLOCO, GRAMPOS, LÂMINA QUEBRADA, OSSO NA GARRA, TECIDO NA GARRA e/ou nas Figuras 57-65, sob o título STATE OF JAW CLASSIFIER BASED ON MODEL e/ou as técnicas para estimar a temperatura da lâmina ultrassônica que estão descritas no Pedido de Patente Provisório US relacionado nº de série 62/640.417, intitulado TEM- PERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYS- TEM THEREFOR, de Nott et al, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totalidade.

[0641] As técnicas do algoritmo de lâmina inteligente descritas na pre- sente invenção podem ser empregadas para identificar o estado dos com- ponentes dos dispositivos reutilizáveis e descartáveis. Em um aspecto, o estado da lâmina ultrassônica pode ser determinado para distinguir se por- ções descartáveis dos dispositivos reutilizáveis e descartáveis foram ins- taladas corretamente ou incorretamente.

[0642] As Figuras 87 e 88 mostram um dispositivo ultrassônico reu- tilizável e descartável 132400 configurado para identificar o status da lâmina ultrassônica 132402 e determinar o status cronometrado do braço de aperto 132404 para determinar se uma porção do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 foi instalada correta- mente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A Figura 88 é uma porção do atuador de extremidade 132406 do dis- positivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 mostrado na Fi- gura 87. As similaridades e diferenças entre as assinaturas de espec- troscopia podem ser usadas para determinar se os componentes reu- tilizáveis e descartáveis do dispositivo ultrassônico reutilizável e des- cartável 132400 foram instalados corretamente ou incorretamente.

[0643] O dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 mostrado nas Figuras 87 e 88 inclui uma empunhadura reutilizável

132408 e um guia de onda/lâmina ultrassônica descartável 132402. An- tes do uso, uma extremidade proximal 132410 do guia de onda/lâmina ultrassônica descartável 132402 é inserida 132414 em uma abertura distal 132414 da empunhadura reutilizável 132408 e torcida ou girada em sentido horário 132416 para travar o guia de onda/lâmina ultrassô- nica descartável 132402 na empunhadura 132408, conforme mostrado na Figura 87. Se o guia de onda/lâmina ultrassônica descartável 132402 não for totalmente inserido 132414 e/ou completamente girado no sen- tido horário 132416, o dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 não funcionará corretamente. Por exemplo, a inserção 132414 e a rotação 132416 inadequada do guia de onda/lâmina ultrassônica descartável 132402 resultará em um fraco acoplamento mecânico do guia de onda/lâmina ultrassônica descartável 132402 e produzirá uma assinatura de espectroscopia diferente. Portanto, as técnicas do algo- ritmo da lâmina inteligente aqui descritas podem ser usadas para deter- minar se a porção descartável do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 foi inserida 132414 e girada 132416 completa- mente.

[0644] Em outra configuração desalinhada, se o braço de aperto 132404 mostrado na Figura 88 for girado em relação à lâmina ultrassô- nica 132402, a orientação da lâmina ultrassônica 132402 em relação ao braço de perto 132404 estará fora de alinhamento. Isso também produ- zirá uma assinatura de espectroscopia diferente quando o dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 for acionado e/ou preso. Portanto, as técnicas do algoritmo da lâmina inteligente aqui descritas podem ser usadas para determinar se a porção descartável do disposi- tivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 foi girada adequada- mente em relação ao braço de aperto 132404.

[0645] Em outro aspecto, as técnicas do algoritmo da lâmina inteli- gente aqui descritas podem ser usadas para determinar se uma porção descartável do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400 foi empurrada ou inserida 132414 em toda a trajetória para dentro da porção reutilizável 132408. Isso pode ser aplicável ao dispositivo ultras- sônico reutilizável e descartável 132400 na Figura 89 abaixo, onde uma porção reutilizável, como a empunhadura 132408, por exemplo, é 132414 inserida em uma porção descartável, como a lâmina ultrassô- nica 132402, por exemplo, antes da operação.

[0646] A Figura 89 é um dispositivo ultrassônico reutilizável e des- cartável 132420 configurado para identificar o status da lâmina ultrassô- nica 132422 e determinar se o braço de aperto 132424 não está com- pletamente distal para determinar se uma porção descartável 132426 do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132420 foi instalada corretamente, de acordo com ao menos um aspecto da presente divul- gação. Se o braço de aperto não está instalado completamente distal, haverá uma assinatura de espectroscopia diferente quando o dispositivo é preso. Em outro aspecto, se a porção descartável 132426 não estiver instalada completamente distal sobre o componente reutilizável 132428, a assinatura de espectroscopia da lâmina ultrassônica 132422 será di- ferente quando presa na posição. Portanto, as técnicas do algoritmo da lâmina inteligente aqui descritas podem ser usadas para determinar se a porção descartável 132426 do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132420 foi acoplada totalmente e adequadamente à porção reutilizável 132428.

[0647] A Figura 90 é um diagrama de fluxo lógico 132430 repre- sentando um programa de controle ou uma configuração lógica para identificar o status dos componentes dos dispositivos ultrassônicos reutilizáveis e descartáveis, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. De acordo com o processo mostrado pelo dia- grama de fluxo lógico 132430, um circuito de controle do gerador ou instrumento executa uma técnica de algoritmo da lâmina inteligente e determina 132432 a assinatura de espectroscopia dos dispositivos ul- trassônicos reutilizáveis e descartáveis montados 132400, 132420 (Fi- guras 88 e 89) compreendendo os componentes descartáveis e reuti- lizáveis. O circuito de controle compara 132434 a assinatura de espec- troscopia medida com uma assinatura de espectroscopia de referên- cia, onde a assinatura de espectroscopia de referência está associada a um dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável adequadamente montado 132400, 132420 e é armazenado em uma base de dados ou memória do gerador ou instrumento. Quando o circuito de controle de- termina 132436 que a assinatura de espectroscopia medida difere da assinatura de espectroscopia de referência, o circuito de controle de- sabilita 132438 a operação do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400, 132420 e gera 132440 uma advertência que pode ser percebida pelo usuário. A advertência pode incluir ativar uma fonte de luz, uma fonte de som ou uma fonte de vibração. Quando a assina- tura da espectroscopia medida é igual ou substancialmente similar à assinatura de espectroscopia de referência, o circuito de controle per- mite 132442 a operação normal do dispositivo ultrassônico reutilizável e descartável 132400, 132420.

Classificação do tecido em tempo real usando parâmetros elétricos ve- dação sem corte, tecnologia de combinação rí/ultrassônica, algoritmos adaptados

[0648] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um algoritmo para classificar o tecido em grupos. A capacidade para classificar o tecido em tempo real permitirá adaptar os algoritmos para um grupo de tecido específico. Os algoritmos adaptados podem otimizar os tempos de veda- ção e a hemostasia em todos os tipos de tecido. Em um aspecto, a pre- sente divulgação fornece um algoritmo de vedação para proporcionar a hemostasia necessária para vasos grandes e cauterizar rapidamente es- truturas menores que não precisam de ativação de energia estendida. À capacidade de classificar estes tipos de tecido distintos permite que os algoritmos sejam otimizados para cada grupo em tempo real.

[0649] Neste aspecto, durante o primeiro 0,75 segundo da ativação, 3 parâmetros elétricos de RF são usados em um gráfico para classificar o tecido em grupos distintos. Esses parâmetros elétricos são: Impedân- cia de RF inicial (tomada a 0,15 segundo), impedância de RF mínima no primeiro 0,75 segundo, e a quantidade de tempo em que o coefici- ente angular de impedância de RF é -O em milissegundos. Uma plura- lidade de outras vezes que estes pontos de dados são tomados pode- riam ser implementados. Todos estes dados são coletados em um de- terminado período de tempo, e então usando uma máquina de vetor de suporte (SVM) ou outro algoritmo de classificação, o tecido pode ser classificado em um grupo distinto em tempo real. Cada grupo de tecido teria um algoritmo específico para ele que seria implementado para o restante da ativação. Os tipos de SVMs incluem função de base linear, polinomial e radial (RBF).

[0650] A Figura 91 é uma representação gráfica tridimensional 132450 da classificação de impedância do tecido por radiofrequência (RF) e fator de crescimento epidérmico (EGF), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O eixo geométrico x representa a impedância de RF mínima (Zmin) do tecido, o eixo geométrico y repre- senta a impedância de RF inicial (Zinit) do tecido e o eixo z representa a quantidade de tempo que a derivada da impedância de RF (z) do tecido é aproximadamente O. A Figura 91 mostra um agrupamento de grandes vasos 132452, por exemplo, de carótidas - tecido espesso, e de peque- nos vasos 132454, como por exemplo, da tireoide - tecido fino, quando se usa os três parâmetros de RF da impedância de RF inicial, a RF mi- nima, a impedância e a quantidade de tempo em que a derivada (coefici- ente angular) da impedância de RF é aproximadamente zero dentro do primeiro 0,75 segundo de ativação. Uma distinção deste método de cla- rificação é que o tipo de tecido pode ser classificado em um determinado período de tempo. A vantagem desse método é que um algoritmo espe- cífico de tecido pode ser escolhido para o Início da ativação, então um tratamento de tecido especializado pode começar antes de sair da ba- nheira de RF. Será entendido que, no contexto da impedância do tecido sob a influência da energia de RF, uma região da banheira é uma curva, em que a impedância de tecido cai após a aplicação inicial de energia de RF e estabiliza até que o tecido comece a secar. Depois disso, a impe- dância do tecido aumenta. Dessa forma, a curva de impedância em fun- ção do tempo lembra o formato de uma "banheira".

[0651] Estes dados foram usados para treinar e testar uma má- quina de vetor de suporte para o grupo de tecidos espessos e finos, e classificaram com precisão de 94% do tempo.

[0652] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um disposi- tivo que compreende uma combinação de um algoritmo de RF/ultrassô- nico combinado que é usado para todos os tipos de tecidos, e foi iden- tificado que as velocidades de vedação para os tecidos são mais longas do que o necessário; no entanto, os vasos maiores e as estruturas es- pessas poderiam se beneficiar de uma ativação prolongada. Esse es- quema de classificação permitirá que o dispositivo de RF/ultrassônico combinado vede pequenas estruturas com velocidades e pressões de ruptura ótimas, e que vede estruturas maiores para assegurar obter a hemostasia máxima.

[0653] A Figura 92 é uma representação gráfica tridimensional 132460 da análise de impedância do tecido por radiofrequência (RF) e fator de crescimento epidérmico (EGF), de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O eixo geométrico x representa a im- pedância de RF mínima (Zmin) do tecido, o eixo geométrico y repre- senta a impedância de RF inicial (Zinit) do tecido e o eixo z representa a quantidade de tempo que a derivada da impedância de RF (Z) do te- cido é aproximadamente 0. Para determinar se esse modelo de classi- ficação de tecido espesso 132462 versus o tecido fino 132464 foi ro- busto para diferentes tipos de tecido, dados foram adicionados para vá- rios tipos de tecidos de bancada, e os tecidos foram agrupados em dois grupos distintos. É possível separar esses dados em uma pluralidade de grupos se for considerado benéfico ou necessário. Os diferentes ti- pos de tecidos espessos 132462 incluem, por exemplo, tecido da caró- tida, jejuno, mesenterial, jugular e do fígado. Os diferentes tipos de te- cido finos 132464 incluem, por exemplo, da tireoide e da veia da tireoide. Modo de dissecção fina para a classificação de tecido Classificação de tecido para permitir que múltiplos modos atendam às diferentes técnicas cirúrgicas

[0654] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um algoritmo para classificar o tecido em grupos e ajustar um algoritmo para classificar as classes de tecido específicas em tempo real. Esta Divulgação se baseia nos fundamentos e detalhes de um outro benefício potencial para classifi- car os tecidos, conforme anteriormente discutido na presente invenção sob o título CLASSIFICAÇÃO DE TECIDO EM TEMPO REAL USANDO PA- RÂMETROS ELÉTRICOS.

[0655] A Figura 93 é uma representação gráfica 132470 da sensi- bilidade da técnica da carótida, onde o tempo que a derivada da impe- dância de RF (Z) é aproximadamente O é representado graficamente em função da impedância de RF inicial, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. Sabe-se que as diferentes técnicas cirúrgicas existem em diferentes regiões do mundo, e variam muito de cirurgião para cirurgião. Por esta razão, um modo de técnica pode ser fornecido no gerador para permitir a aplicação de energia mais efici- ente com base na técnica cirúrgica específica do usuário como, por exemplo, uma pinçada na ponta do tecido em comparação com uma pinçada em todo o tecido.

Uma pinçada na ponta se refere ao atuador de extremidade de um dispositivo cirúrgico que agarra o tecido apenas na ponta.

Uma pinçada em todo o tecido se refere ao atuador de ex- tremidade de um dispositivo cirúrgico que agarra o tecido em todo o atuador de extremidade.

O gerador pode ser configurado para detectar se um usuário está operando consistentemente com uma pinçagem da ponta do tecido ou com uma pinçagem em todo o tecido.

Conforme mostrado na Figura 93, os dados de impedância de RF iniciais foram medidos e plotados para as pinçadas na ponta como o Grupo 1 132472, e as pinçadas em toda a extensão como o Grupo 2 132474. Conforme mostrado, as pinçadas na ponta do tecido do Grupo 1 132472 registram uma impedância de RF inicial Ziníc menor que 250 Ohms e as pinçadas em todo o tecido do Grupo 2 132474 registram uma impedância inicial Zinic entre 250 Ohms e 500 kOhms, sendo a impedância do tecido de RF máxima Zwmáx.

Ao detectar se o usuário segura uma ponta do tecido ou um pedaço inteiro de tecido, o algoritmo pode sugerir um modo de dissecção predeterminado.

Por exemplo, para uma pinçada de ponta de tecido, o algoritmo pode sugerir um modo de dissecção fino para o usuário ou esta opção pode ser seleci- onada antes de um procedimento.

Por exemplo, para uma pinçada in- teira de tecido, o algoritmo pode sugerir um modo de dissecção gros- seiro para o usuário ou esta opção pode ser selecionada antes de um procedimento.

No modo de dissecção fina, o algoritmo pode ser ajus- tado para otimizar a liberação de energia para esta técnica cirúrgica pela diminuição do deslocamento ultrassônico para proteger o bloco do braço de aperto da queima.

Também é sabido que a pinçagem da ponta tem maior quantidade de ruído de RF, causando tempos de ve- dação mais longos, e maior variação no desempenho de vedação.

O modo de dissecção fina pinçar a ponta a frio tem um algoritmo ajustado para ter uma impedância de terminação de RF menor e/ou um sinal de filtragem diferente para aumentar a precisão do fornecimento de ener- gia.

[0656] Uma análise de sensibilidade técnica foi realizada como parte do trabalho de desenvolvimento para classificação. O teste foi realizado pela transecção de vasos de 3-7 mm em uma bancada usando diferentes técnicas cirúrgicas como a transecção da pinçagem completa com e sem tensão, e de transecção da pinçagem da ponta, com e sem tensão. A impedância de RF inicial e o tempo em que o coeficiente angular da impedância de RF= O foram todos examinados como fatores significativos na classificação do tecido em grupos.

[0657] Foi determinado que as técnicas cirúrgicas poderiam ser agrupadas em 3 grupos distintos com base na impedância de RF inicial Zinic. A impedância de RF inicial, Zinic, geralmente na faixa entre O e 100 ohms, indica operar em um campo com sangue. A impedância de RF inicial Znic geralmente na faixa entre 100 e 300 ohm indica que operam sob condições normais, e a impedância de RF inicial Znic maior que 300 ohm indica abuso da condição especialmente nos casos em que há tensões. Gerenciamento térmico controlada (CTM) para proteção do bloco

[0658] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um algo- ritmo de gerenciamento térmico controlado (CTM) para regular a tem- peratura com controle de retroinformação. A saída do circuito de con- trole de retroinformação pode ser usada para impedir que o bloco de braço de aperto do atuador de extremidade ultrassônico se queime, o que, para instrumentos cirúrgicos ultrassônicos, não é um efeito dese- jável. Conforme anteriormente discutido, em geral, o consumo do bloco é causado pela aplicação contínua de energia ultrassônica a uma là- mina ultrassônica em contato com o bloco após o tecido apertado no atuador de extremidade ter sido transeccionado.

[0659] O algoritmo de CTM acentua o fato de que a frequência de ressonância de uma lâmina ultrassônica, em geral, feita de titânio, varia em proporção à temperatura. À medida que a temperatura aumenta, o módulo de elasticidade da lâmina ultrassônica diminui, e também a fre- quência natural da lâmina ultrassônica. Um fator a ser considerado é que quando a extremidade distal da lâmina ultrassônica está quente, mas o guia de ondas está frio, existe uma diferença de frequência (delta) para atingir uma temperatura predeterminada que é diferente da dife- rença de frequência quando a extremidade distal da lâmina ultrassônica e o guia de ondas estão ambos quentes.

[0660] Em um aspecto, o algoritmo de CTM calcula uma alteração na frequência do sinal de acionamento do transdutor ultrassônico que é necessária para atingir uma certa temperatura predeterminada como uma função da frequência de ressonância do sistema eletromecânico ul- trassônica no início da ativação (no travamento). O sistema eletromecâ- nico ultrassônico compreendendo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica por um guia de ondas ultrassônico tem uma fre- quência de ressonância predefinida que varia com a temperatura. A fre- quência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônica no "lock" pode ser usada para estimar a alteração da frequência de acionamento do transdutor ultrassônico que é necessária para se obter um ponto final de temperatura para considerar o estado térmico inicial da lâmina ultras- sônica. A frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassô- nico pode variar como uma função da temperatura do transdutor ultras- sônico ou do guia de ondas ultrassônicas ou da lâmina ultrassônica ou uma combinação desses componentes.

[0661] A Figura 94 é uma representação gráfica 133300 da relação entre a frequência de ressonância inicial (frequência no travamento) e a alteração na frequência (frequência delta) necessária para se obter uma temperatura de aproximadamente 340ºC, de acordo com ao me-

nos um aspecto da presente divulgação. A alteração na frequência ne- cessária para atingir uma temperatura da lâmina ultrassônica de apro- ximadamente 340ºC é mostrada ao longo do eixo vertical e a frequên- cia de ressonância do sistema ultrassônico eletromecânico no trava- mento é mostrada ao longo do eixo horizontal. Com base nos pontos de dados de medição 133302 mostrados como gráfico de espalha- mento existe uma relação linear 133304 entre a mudança na frequên- cia necessária para atingir uma temperatura da lâmina ultrassônica de aproximadamente 340ºC e a frequência de ressonância no trava- mento.

[0662] No travamento da frequência de ressonância, o algoritmo de CTM usa a relação linear 133304 entre a frequência de travamento e a frequência delta necessária para se obter uma temperatura logo abaixo do ponto de fusão de um bloco de TEFLON (aproximadamente 340ºC). Quando a frequência está dentro de uma certa distância de buffer de um limite mais baixo na frequência, conforme mostrado na Figura 95, um sistema para controle de retroinformação 133310 que compreende um gerador ultrassônico 133312 regula o ponto de ajuste da corrente elétrica (i) aplicada ao transdutor ultrassônico do sistema ultrassônico eletromecânico 133314 para evitar que a frequência (f) do transdutor ultrassônico diminua abaixo de um limiar predeterminado, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. A diminuição do ponto de ajuste de corrente elétrica diminui o deslocamento da lâmina ultrassônica, que por sua vez diminui a temperatura da lâmina ultrassô- nica e aumenta a frequência natural da lâmina ultrassônica. Essa rela- ção possibilita que uma alteração na corrente elétrica aplicada ao trans- dutor ultrassônico regule a frequência natural da lâmina ultrassônica e indiretamente controle a temperatura da lâmina ultrassônica ou do sis- tema eletromecânico ultrassônico 133314. Em um aspecto, o gerador 133312 pode ser implementado como o gerador ultrassônico descrito com referência às Figuras 21, 26, 27A a 27C e 28A a 28B, por exemplo. O sistema para controle de retroinformação 133310 pode ser implemen- tado como o controlador de PID descrito com referência às Figuras 44 a 45, por exemplo.

[0663] A Figura 96 é um diagrama de fluxo 133320 de um processo ou configuração de um algoritmo de gerenciamento térmico controlado (CTM) para proteger o bloco do braço de aperto em um atuador de extremidade ultrassônico, de acordo com ao menos um aspecto da presente divulgação. O processo ou lógica configuração ilustrado por meio do diagrama de fluxo 133320 pode ser executado pelo gerador ultrassônico 133312 conforme descrito na presente invenção ou por circuitos de controle localizados no instrumento ultrassônico ou uma combinação dos mesmos. Conforme anteriormente discutido, o gera- dor 133312 pode ser implementado como o gerador descrito com refe- rência às Figuras 21, 26, 27A a 27C e 28A a 28B, por exemplo.

[0664] Em um aspecto, inicialmente o circuito de controle no gera- dor 133312 ativa o instrumento ultrassônico mediante a aplicação de uma corrente elétrica ao transdutor ultrassônico. A frequência de resso- nância do sistema eletromecânico ultrassônica é inicialmente travada em condições iniciais onde a temperatura da lâmina ultrassônica está fria ou próximo da temperatura ambiente. À medida que a temperatura da lâmina ultrassônica aumenta devido ao contato de atrito com o te- cido, por exemplo, o circuito de controle monitora a alteração ou delta na frequência de ressonância do sistema eletromecânico ultrassônica e determina 133324 se o limiar de frequência delta para uma temperatura predeterminado de lâmina foi atingido. Se a frequência delta está abaixo do limiar, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e o circuito de controle continua a procurar 133325 a nova frequência de ressonân- cia e monitorar a frequência delta. Quando a frequência delta satisfaz ou excede o limiar de frequência de delta, o processo continua ao longo da ramificação SIM e calcula 133326 uma nova frequência menor limite (limiar), que corresponde ao ponto de fusão do bloco de braço de aperto. Em um exemplo não limitador, o bloco do braço de aperto é feito de Teflon e o ponto de fusão é de aproximadamente 340ºC.

[0665] Quando um novo limite mais baixo de frequência é calculado 133326, o circuito de controle determina 133328 se a frequência de resso- nância está perto do limite de frequência inferior recém calculado. Por exemplo, no caso de um bloco de braço de aperto de TEFLON, o circuito de controle determina 133328 se a temperatura da lâmina ultrassônica está se aproximando de 350ºC, por exemplo, com base na frequência de ressonância da corrente. Se a frequência de ressonância da corrente está acima do limite mais baixo de frequência, o processo continua ao longo da ramificação NÃO e aplica 133330 um nível normal de corrente elétrica ao transdutor ultrassônico adequado para transecção de tecido. Alternativa- mente, se a frequência de ressonância atual estiver no ou abaixo do limite mais baixo de frequência mais baixo, o processo continua ao longo da ra- mificação SIM e regula 133332 a frequência de ressonância mediante a modificação da corrente elétrica aplicada ao transdutor ultrassônico. Em um aspecto, o circuito de controle usa um controlador PID conforme des- crito com referência às Figuras 44 a 45, por exemplo. O circuito de controle regula 133332 a frequência em um circuito para determinar 133328 quando a frequência está próxima do limite inferior até o procedimento ci- rúrgico de "vedação e corte" estar terminado e o transdutor ultrassônico ser desativado. Uma vez que o algoritmo de CTM representado pelo dia- grama de fluxo lógico 133320 apenas tem um efeito no ou próximo do ponto de fusão do bloco de braço de aperto, o algoritmo de CTM é ativado após o tecido ser transeccionado.

[0666] A pressão de ruptura dos testes conduzidos com amostras indica que não há nenhum impacto sobre a pressão de ruptura da ve-

dação quando o processo de CTM ou a configuração lógica represen- tada pelo diagrama de fluxo lógico 133320 é usado para vedar e cortar vasos ou outro tecido. Além disso, com base em amostras de teste, os tempos de transecção foram afetados. Além disso, as medições de tem- peratura confirmam que a temperatura da lâmina ultrassônica é delimi- tada pelo algoritmo de CTM comparado aos dispositivos sem controle de algoritmo de retroalimentação de CTM e os dispositivos que passa- ram por 10 disparos na potência máxima durante dez segundos contra o bloco com 5 segundos de repouso entre os disparos mostraram des- gaste significativamente reduzido do bloco enquanto nenhum disposi- tivo sem controle de feedback de algoritmo de CTM duraram mais de 2 disparos neste teste de abuso.

[0667] A Figura 97 é uma representação gráfica 133340 da tempera- tura em função do tempo comparando a temperatura desejada de uma lâmina ultrassônica com uma lâmina ultrassônica inteligente e uma lâmina ultrassônica convencional, de acordo com ao menos um aspecto da pre- sente divulgação. A temperatura (degraus C) é mostrada ao longo do eixo vertical e o tempo (seg) é mostrado ao longo do eixo horizontal. Na plota- gem, a linha traço-ponto é um limiar de temperatura 133342 que repre- senta a temperatura desejada da lâmina ultrassônica. A linha sólida é uma curva de temperatura em função do tempo 133344 de uma lâmina ultras- sônica inteligente sob o controle do algoritmo de CTM descrito com refe- rência às Figuras 95 e 96. A linha pontilhada é uma curva de temperatura em função do tempo 133346 de uma lâmina ultrassônica regular que não está sob o controle do algoritmo de CTM descrito com referência às Figu- ras 95 e 96. Conforme mostrado. Quando a temperatura da lâmina ultras- sônica inteligente sob o controle do algoritmo de CTM excede o limiar de temperatura desejado (-340ºC), o algoritmo de CTM assume o controle e regula a temperatura da lâmina ultrassônica inteligente para corresponder ao limiar tão estritamente quanto possível até o procedimento de transec- ção ser concluído e a potência para o transdutor ultrassônico ser desati- vada ou interrompida.

[0668] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um al- goritmo CTM para um efeito de "vedação apenas" do tecido por um dis- positivo ultrassônico, como tesouras ultrassônicas, por exemplo. De um modo geral, os instrumentos cirúrgicos ultrassônicos tipicamente vedam e cortam o tecido simultaneamente. Criar um dispositivo ultrassônico configurado para vedação apenas sem corte não tem sido difícil de se obter com o uso de tecnologia ultrassônica apenas devido às incertezas de se saber quando a vedação foi concluída antes de se iniciar o corte. Em um aspecto, o algoritmo de CTM que pode ser configurado para proteger o bloco de braço de aperto do atuador de extremidade permi- tindo que a temperatura da lâmina ultrassônica exceda a temperatura necessária para corte (transecção) do tecido, mas não para exceder o ponto de fusão do bloco de braço de aperto. Em um outro aspecto, o algoritmo de CTM de vedação apenas pode ser ajustado para exceder a temperatura de vedação do tecido (aproximadamente 115ºC a apro- ximadamente 180ºC baseada na experimentação) mas não para exce- der a temperatura de corte (transecção) do tecido (aproximadamente 180ºC a aproximadamente 350ºC). Na última configuração, o algoritmo de CTM de vedação apenas fornece um efeito de "vedação apenas" do tecido que foi demonstrado ser bem-sucedido. Em um ajuste linear que calcula a alteração na frequência em relação à frequência de trava- mento inicial, conforme mostrado na Figura 94, por exemplo, a alteração da interceptação do ajuste regula a temperatura final do estado de equi- líbrio da lâmina ultrassônica. Pelo ajuste do parâmetro de interceptação, a lâmina ultrassônica pode ser ajustada para nunca exceder aproxima- damente 180ºC que resulta na vedação do tecido, mas não no corte. Em um aspecto, o aumento da força de aperto pode otimizar o processo de vedação sem impactar o desgaste do bloco de braço de aperto por- que a temperatura da lâmina é controlada pelo algoritmo de CTM de vedação. Conforme anteriormente descrito, o algoritmo de CTM de ve- dação apenas pode ser implementado pelo gerador e controlador PID descrito com referência às Figuras 21, 26, 27A 27C, 28A 28B e 44 a 45, por exemplo. Consequentemente, o diagrama de fluxo 133320 mos- trado na Figura 96 pode ser modificado de modo que o circuito de con- trole calcula 133326 um novo limite de frequência inferior (limite t cor- responde a uma temperatura de "selagem apenas" como, por exemplo, aproximadamente 180ºC, determina 133328 quando a frequência está próxima do limite mais baixo, e regula 133332 a temperatura até o pro- cedimento cirúrgico de "vedação apenas" ser interrompido e o transdu- tor ultrassônico ser desativado.

[0669] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um al- goritmo de monitoramento de temperatura fria (CTMo) configurado para detectar quando é possível segurar de maneira atraumática. Energia ultrassônica acústica resulta em uma lâmina ultrassônica com temperatura de aproximadamente 230ºC a aproximadamente 300ºC para obter o efeito desejado de corte ou transecção do tecido. Visto que o calor é retido no corpo metálico da lâmina ultrassônica durante um período de tempo após a desativação do transdutor ultrassônico, o calor residual armazenado na lâmina ultrassônica pode causar dano ao tecido se o atuador de extremidade ultrassônico for usado para prender o tecido antes da lâmina ultrassônica ter tido uma oportuni- dade de resfriar.

[0670] Em um aspecto, o algoritmo CTMo calcula uma alteração na frequência natural do sistema eletromecânico ultrassônico da frequên- cia natural em um estado quente para uma frequência natural a uma temperatura onde a preensão atraumática é possível sem danificar o tecido preso pelo atuador de extremidade. Diretamente ou em um perí- odo de tempo predeterminado após a ativação do transdutor ultrassô- nico, um sinal não terapêutico (aproximadamente 5 mA) é aplicado ao transdutor ultrassônico contendo uma largura de banda de frequências, aproximadamente 48.000 Hz a 52.000 Hz, por exemplo, na qual se es- pera que a frequência natural seja encontrada. Um algoritmo de FFT, ou outro algoritmo matematicamente eficiente de detecção da frequên- cia natural do sistema eletromecânico ultrassônico, da impedância do transdutor ultrassônico medida durante a estimulação do transdutor ul- trassônico com o sinal não terapêutico irá indicar a frequência natural da lâmina ultrassônica como sendo a frequência na qual a magnitude de impedância está em um mínimo. O estímulo contínuo do transdutor ultrassônico dessa maneira fornece retroinformação contínua da fre- quência natural da lâmina ultrassônica dentro de uma resolução de fre- quência do FFT ou outro algoritmo para estimar ou medir a frequência natural. Quando uma alteração na frequência natural é detectada que corresponde a uma temperatura que é viável para preensão atraumá- tica, um tom, ou um LED, ou uma exibição na tela ou outra forma de notificação, ou uma combinação dos mesmos, é fornecida para indicar que o dispositivo é capaz de preensão atraumática.

[0671] Em um outro aspecto, a presente divulgação fornece um al- goritmo de CTM configurado para notificar a vedação e o fim do corte ou transecção. Fornecer notificações de "tecido vedado" e "fim do corte" é um desafio dos dispositivos ultrassônicos convencionais porque a me- dição de temperatura não pode ser facilmente montada diretamente na lâmina ultrassônica e o bloco do braço de aperto não é explicitamente detectado pela lâmina com o uso de sensores. Um algoritmo de CTM pode indicar o estado de temperatura da lâmina ultrassônica e pode ser usado para indicar os estados "fim do corte" ou "tecido vedado", ou am- bos, porque estes estados são eventos com base em temperatura.

[0672] Em um aspecto, um algoritmo de CTM de acordo com a pre- sente divulgação detecta o estado "final do corte" e ativa uma notificação.

O tecido tipicamente corta em aproximadamente 210ºC a aproximada- mente 320ºC com alta probabilidade.

Um algoritmo de CTM pode ativar um tom a 320ºC (ou similar) para indicar que ativação adicional sobre o tecido não é produtiva uma vez que o tecido está provavelmente cortado e a lâmina ultrassônica está se movendo contra o bloco de braço de aperto, o que é aceitável quando o algoritmo de CTM está ativo uma vez que controla a temperatura da lâmina ultrassônica.

Em um aspecto, o al- goritmo de CTM é programado para controlar ou regular a potência ao transdutor ultrassônico para manter a temperatura da lâmina ultrassônica até aproximadamente 320ºC quando é estimado que a temperatura da là- mina ultrassônica atingiu 320ºC.

Iniciar um tom nesse ponto fornece uma indicação de que o tecido foi cortado.

O algoritmo de CTM tem por base uma variação na frequência com a temperatura.

Depois de determinar uma temperatura do estado inicial (com base na frequência inicial), o algoritmo de CTM pode calcular uma alteração de frequência que corresponde a uma temperatura que implica quando o tecido é cortado.

Por exemplo, se a frequência inicial for 51.000 Hz, o algoritmo CTM irá calcular a alteração na frequência necessária para atingir 320ºC, o que pode ser -112 Hz.

À seguir iniciará o controle para manter o ponto de ajuste de frequência (por exemplo, 50.888 Hz) regulando assim a temperatura da lâmina ultrassô- nica.

De modo similar, uma alteração de frequência pode ser calculada com base em uma frequência inicial que indica quando a lâmina ultrassô- nica está em uma temperatura que indica que o tecido está provavelmente cortado.

Neste ponto, o algoritmo de CTM não tem que a controlar a po- tência, mas simplesmente iniciar um tom para indicar o estado do tecido ou o algoritmo de CTM pode controlar a frequência neste ponto para man- ter essa temperatura se for desejado.

De qualquer forma, o "fim de corte" é indicado.

[0673] Em um aspecto, um algoritmo de CTM de acordo com a pre- sente divulgação detecta o estado "tecido vedado" e ativa uma notifi- cação. Similar ao final da detecção de corte, o tecido veda entre apro- ximadamente 105ºC e aproximadamente 200ºC. A mudança na fre- quência de uma frequência inicial necessária para indicar que uma temperatura da lâmina ultrassônica atingiu 200ºC, o que indica um es- tado de selamento apenas, pode ser calculada no início da ativação do transdutor ultrassônico. O algoritmo de CTM pode ativar um tom neste ponto e se o cirurgião desejar obter um estado de vedação apenas, o cirurgião poderia parar a ativação ou para alcançar um estado de ve- dação apenas pode parar a ativação do transdutor ultrassônico e iniciar automaticamente um algoritmo de vedação apenas específico a partir deste ponto em diante ou o cirurgião poderia continuar a ativação do transdutor ultrassônico para obter um estado de corte do tecido. Reconhecimento situacional

[0674] Com referência à Figura 98, é mostrada uma linha de tempo 5200 representando o reconhecimento situacional de um controlador central, como o controlador cirúrgico central 106 ou 206, por exemplo. A linha de tempo 5200 é um procedimento cirúrgico ilustrativo e as in- formações contextuais que o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar dos dados recebidos das fontes de dados em cada etapa no procedimento cirúrgico. A linha de tempo 5200 representa as etapas tí- picas que seriam tomadas pelos enfermeiros, cirurgiões, e outro pessoal médico durante o curso de um procedimento de segmentectomia pul- monar, começando com a configuração da sala de operação e termi- nando com a transferência do paciente para uma sala de recuperação no pós-operatório.

[0675] O controlador cirúrgico central com reconhecimento situacio- nal 106, 206 recebe dados das origens de dados durante todo o curso do procedimento cirúrgico, incluindo os dados gerados cada vez que o pes- soal médico utiliza um dispositivo modular que é pareado com o contro- lador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode receber estes dados dos dispositivos modulares emparelhados e outras fontes de dados e continuamente deriva inferências (isto é, infor- mações contextuais) sobre o procedimento em curso conforme os novos dados são recebidos, como qual etapa do procedimento está sendo exe- cutada em qualquer dado momento. O sistema de reconhecimento situ- acional do controlador cirúrgico central 106, 206 é capaz de, por exemplo, registrar dados referentes ao procedimento para gerar relatórios, verificar as etapas sendo tomadas pelo pessoal médico, fornecer dados ou avisos (por exemplo, através de uma tela de exibição) que pode ser pertinente para a etapa específica do procedimento, ajustar os dispositivos modula- res com base no contexto (por exemplo, ativar monitores, ajustar o campo de visão (FOV) do dispositivo de imageamento médico, ou alterar o nível de energia de um instrumento cirúrgico ultrassônico ou instrumento ele- trocirúrgico de RF), e assumir qualquer outra ação descrita acima.

[0676] 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 executado é um pro- cedimento torácico.

[0677] Na segunda etapa 5204, os membros da equipe escaneiam a entrada dos suprimentos médicos para o procedimento. O controlador cirúrgico central 106, 206 cruza as referências dos suprimentos escane- ados com uma lista de suprimentos que são utilizados em vários tipos de procedimentos e confirma que a mistura dos suprimentos corresponde a um procedimento torácico. Adicionalmente, o controlador cirúrgico central 106, 206 também é capaz de determinar que o procedimento não é um procedimento de cunha (porque os suprimentos de entrada têm uma au- sência de certos suprimentos que são necessários para um procedimento de cunha torácico ou, caso contrário, que os suprimentos de entrada não correspondem a um procedimento de cunha torácico).

[0678] Na terceira etapa 5206, o pessoal médico escaneia a pul- seira do paciente com um escâner que é conectado de maneira comu- nicável ao controlador cirúrgico central 106, 206. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então confirmar a identidade do paciente com base nos dados escaneados.

[0679] 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 usa- das 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 mo- dulares podem se emparelhar automaticamente com o controlador cirúr- gico central 106, 206 que está situado dentro de uma vizinhança especí- fica dos dispositivos modulares como parte de seu processo de inicializa- ção. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode então derivar informa- ções contextuais sobre o procedimento cirúrgico por meio da detecção dos tipos de dispositivos modulares que se correspondem com o mesmo durante essa fase pré-operatória ou de inicialização. Neste exemplo em particular, o controlador cirúrgico central 106, 206 determina que o pro- cedimento cirúrgico é um procedimento VATS (cirurgia torácica vídeo- assistida) baseado nesta combinação específica de dispositivos modula- res 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 co- nectam ao controlador central, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode, em geral, inferir o procedimento específico que a equipe cirúrgica executará. Depois que o controlador cirúrgico central 106, 206 reconhece qual procedimento específico está sendo executado, o controlador cirúr- gico 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 exem- plo, dispositivos modulares e dispositivos de monitoramento do paciente) para inferir qual etapa do procedimento cirúrgico a equipe cirúrgica está executando.

[0680] 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 disposi- tivos de monitoramento de paciente são capazes de parear com o con- trolador cirúrgico central 106, 206. Conforme o controlador cirúrgico cen- tral 106, 206 começa a receber dados dos dispositivos de monitora- mento do paciente, o controlador cirúrgico central 106, 206 dessa forma confirma que o paciente está na sala de operação.

[0681] 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.

[0682] Na sétima etapa 5214, o pulmão do paciente que está sendo operado é retraído (enquanto a ventilação é chaveada para o pulmão contralateral). O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir a partir dos dados de ventilador que o pulmão do paciente foi retraído, por exemplo. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a porção operatória do procedimento se iniciou quando ele pode comparar a detecção do colapso do pulmão do paciente nas eta- pas esperadas do procedimento (que podem ser acessadas ou recu- peradas anteriormente) e assim determinar que o retraimento do pul- mão é a primeira etapa operatória nesse procedimento específico.

[0683] Na oitava etapa 5216, o dispositivo de imageamento médico (por exemplo, um dispositivo de visualização) é inserido e o vídeo prove- niente do dispositivo de imageamento médico é iniciado. O controlador ci- rúrgico 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 executado 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 (Figura 2) podem ser usados para determinar informações contextuais sobre o tipo de procedi- mento sendo executado de diversas maneiras, incluindo mediante a deter- minação do ângulo no qual o dispositivo de imageamento médico é orien- tado em relação à visualização da anatomia do paciente, monitorar o nú- mero ou dispositivos de imageamento médicos sendo utilizados (isto é, que são ativados e pareados com o centro cirúrgico 106, 206), e monitorar os tipos de dispositivos de visualização utilizados. Por exemplo, uma téc- nica para executar uma lobectomia VATS coloca a câmera no canto ante- rior inferior da cavidade torácica do paciente acima do diafragma, en- quanto uma técnica para executar uma segmentectomia VATS coloca a câmera em uma posição intercostal anterior em relação à fissura segmen- tal. Com o uso de técnicas padrão de reconhecimento ou de aprendizado de máquina, por exemplo, o sistema de reconhecimento situacional pode ser treinado para reconhecer o posicionamento do dispositivo de imagea- mento médico de acordo com a visualização da anatomia do paciente. Como um outro exemplo, uma técnica para executar uma lobectomia VATS usa um único dispositivo de imageamento médico, enquanto uma outra técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza múltiplas câmeras. Como ainda um outro exemplo, uma técnica para executar uma segmentectomia VATS utiliza uma fonte de luz infravermelha (que pode ser acoplada de maneira comunicável ao controlador cirúrgico central como parte do sistema de visualização) para visualizar a fissura do seg- mento, que não é utilizada em uma lobectomia VATS. Mediante o rastrea- mento de qualquer um ou todos dentre esses dados provenientes do dis- positivo de imageamento médico, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode assim determinar o tipo específico de procedimento cirúrgico sendo executado e/ou a técnica sendo usada para um tipo específico de proce- dimento cirúrgico.

[0684] 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.

[0685] Na décima etapa 5220 do procedimento, a equipe cirúrgica prossegue até a etapa de ligação. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está ligando as artérias e veias porque ele recebe os dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico indicando que o instrumento está sendo disparado. De modo similar à etapa anterior, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode derivar essa inferência ao cruzar os dados de recepção do instrumento de grampea- mento 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.

[0686] Na décima primeira etapa 5222, é executada a porção de seg- mentectomia do procedimento. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o cirurgião está transeccionando o parênquima com base nos dados do instrumento de grampeamento e corte cirúrgico, incluindo os dados de seu cartucho. Os dados do cartucho podem corresponder ao tamanho ou tipo de grampo sendo disparo pelo instrumento, por exemplo. Como diferentes tipos de grampos são utilizados para diferentes tipos de tecidos, os dados do cartucho podem dessa forma indicar o tipo de tecido que está sendo grampeado e/ou transectado. Neste caso, o tipo de grampo que é disparado é utilizado para o parênquima (ou outros tipos similares de tecido), que permite que ao controlador cirúrgico central 106, 206 inferir que a porção de segmentectomia do procedimento está sendo executada.

[0687] Na décima segunda etapa 5224, a etapa de dissecção do nó é, então, executada. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que a equipe cirúrgica está dissecando o nó e executando um teste de fuga com base nos dados recebidos do gerador que indica qual instru- mento ultrassônico ou de RF está sendo disparado. Para esse procedi- mento específico, um instrumento de RF ou ultrassônico sendo utilizado depois que o parênquima foi transectado corresponde à etapa de dis- secção do nó, que permite que o controlador cirúrgico central 106, 206 faça essa inferência. Deve ser observado que os cirurgiões regular- mente alternam entre os instrumentos de grampeamento cirúrgico/corte e os instrumentos de energia cirúrgica (isto é, de RF ou ultrassônica) dependendo da etapa específica no procedimento porque diferentes instrumentos são melhor adaptados para tarefas específicas. Portanto, a sequência específica na qual os instrumentos de corte/grampeamento e os instrumentos de energia cirúrgica são usados pode indicar qual etapa do procedimento o cirurgião está executando. Além disso, em cer- tos 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 instru- mentos cirúrgicos de mão e/ou pode usar os dispositivos simultanea- mente, por exemplo. Após a conclusão da décima segunda etapa 5224, as incisões são fechadas e a porção do pós-operatório do processo se inicia.

[0688] Na décima terceira etapa 5226, a anestesia do paciente é revertida. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode inferir que o paciente está emergindo da anestesia com base nos dados de ventila- dor (isto é, a frequência respiratória do paciente começa a aumentar), por exemplo.

[0689] Finalmente, na décima quarta etapa 5228 é que o pessoal médico remove os vários dispositivos de monitoramento de paciente do paciente. O controlador cirúrgico central 106, 206 pode, dessa forma, inferir que o paciente está sendo transferido para uma sala de recupe- ração quando o controlador central perde os dados de ECG, pressão sanguínea e outros dados dos dispositivos de monitoramento de paci- ente. Como pode ser visto a partir da descrição deste procedimento ilus- trativo, o controlador cirúrgico central 106, 206 pode determinar ou infe-

rir quando cada etapa de um dado procedimento cirúrgico está ocor- rendo de acordo com os dados recebidos das várias fontes de dados que estão comunicavelmente acopladas ao controlador cirúrgico central 106, 206.

[0690] O reconhecimento situacional é adicionalmente descrito no pedido de patente provisório US nº de série 62/611.341, intitulado IN- TERACTIVE SURGICAL PLATFORM, depositado em 28 de dezembro de 2017, cujo conteúdo 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 divulga- dos, por exemplo, pode ser controlada pelo controlador central 106, 206 com base em sua percepção situacional e/ou retroinformação dos com- ponentes da mesma e/ou com base nas informações da nuvem 102.

[0691] Embora várias formas tenham sido ilustradas e descritas, não é intenção do requerente restringir ou limitar o escopo das reivin- dicações anexadas a tal detalhe. Numerosas modificações, variações, alterações, substituições, combinações e equivalentes destas formas podem ser implementadas e ocorrerão aos versados na técnica sem se que afaste do escopo da presente divulgação. Além disso, a estru- tura de cada elemento em associação com as formas descritas pode ser alternativamente descrita como um meio para fornecer a função executada pelo elemento. Além disso, onde forem divulgados materiais para determinados componentes, outros materiais podem ser usados. Deve-se compreender, portanto, que a descrição precedente e as rei- vindicações em anexo pretendem cobrir todas essas modificações, combinações e variações abrangidas pelo escopo das modalidades apresentadas. As reivindicações em anexo se destinam a cobrir todas essas modificações, variações, alterações, substituições, modifica- ções e equivalentes.

[0692] A descrição detalhada precedente apresentou várias formas dos dispositivos e/ou processos por meio do uso de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos. Embora esses diagramas de bloco, fluxogra- mas e/ou exemplos contenham uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido pelos versados na técnica que cada função e/ou ope- ração dentro desses diagramas de bloco, fluxogramas e/ou exemplos pode ser implementada, individual e/ou coletivamente, através de uma am- pla gama de hardware, software, firmware ou praticamente qualquer com- binação destes. Os versados na técnica reconhecerão, contudo, que al- guns aspectos dos aspectos aqui divulgados, no todo ou em parte, podem ser implementados de modo equivalente em circuitos integrados, como um ou mais programas de computador executados em um ou mais computa- dores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas executados em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas executados em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou vir- tualmente como qualquer combinação dos mesmos, e que projetar o con- junto 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 divulgação. 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 executar a dis- tribuição.

[0693] As instruções usadas para programar a lógica para executar vários aspectos divulgados podem ser armazenadas em uma memória no sistema, como memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), ca- che, memória flash ou outro armazenamento. Além disso, as instruções podem ser distribuídas através de uma rede ou por meio de outras mí-

dias legíveis por computador. Dessa forma uma mídia legível por má- quina pode incluir qualquer mecanismo para armazenar ou transmitir in- formações em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador), mas não se limita a, disquetes, discos ópticos, disco com- pacto de memória só de leitura (CD-ROMs), e discos óptico-dínamos discos, memória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura programável apagável (EPROM), memó- ria só de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), car- tões magnéticos ou ópticos, memória flash, ou uma mídia tangível de armazenamento legíveis por máquina usada na transmissão de infor- mações pela Internet através de um cabo elétrico, óptico, acústico ou outras formas de sinais de propagados (por exemplo, ondas portadoras, sinal de infravermelho, sinais digitais, etc.). Consequentemente, a mídia não transitória legível por computador inclui qualquer tipo de mídia legí- vel por máquina adequada para armazenar ou transmitir instruções ou informações eletrônicas em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador).

[0694] 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 processa- dor de computador que compreende um ou mais núcleos de processa- mento de instrução individuais, unidade de processamento, processador, microcontrolador, unidade do microcontrolador, controlador, processador de sinal digital (DSP), dispositivo lógico programável (PLD), matriz lógica programável (PLA), ou arranjo de portas programável em campo (FPGA)), circuitos de máquinas de estado, firmware que armazena ins- truções executadas pelo circuito programável, e qualquer combinação dos mesmos. O circuito de controle pode, coletiva ou individualmente, ser incorporado como circuito elétrico que é parte de um sistema maior, por exemplo, um circuito integrado (IC), um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um sistema on-chip (SoC), computadores desktop, computadores laptop, computadores tablet, servidores, fones inteligen- tes, 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 me- nos um circuito integrado, circuitos elétricos que tenham ao menos um circuito integrado para aplicação específica, circuitos elétricos que for- mem um dispositivo de computação para finalidades gerais configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador para fi- nalidades gerais configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador que ao menos parcialmente execute os processos e/ou dispositivos aqui descritos), circuitos elétricos que formem um dispositivo de memória (por exemplo, formas de memória de acesso aleatório), e/ou circuitos elétricos que formem um dispositivo de comunicações (por exemplo, um modem, chave de comunicação, ou equipamento óptico-elétrico). Os versados na técnica reconhecerão que o assunto aqui descrito pode ser implemen- tado de modo analógico ou digital, ou em alguma combinação destes.

[0695] 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 regis- tados na mídia de armazenamento não transitório legível por computa- dor. O firmware pode ser incorporado como código, instruções ou con- juntos de instruções e/ou dados que são codificados rigidamente (por exemplo, não voláteis) em dispositivos de memória.

[0696] 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 combi- nação de hardware e software, software ou software em execução.

[0697] 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 ne- cessariamente precisem, assumir a forma de sinais elétricos ou magné- ticos que possam ser armazenados, transferidos, combinados, compa- rados 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 a quantidades físicas adequadas e são identificações mera- mente convenientes aplicadas a essas quantidades e/ou estados.

[0698] 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 the American National Standards Institute (ANSI). Alterna- tivamente ou adicionalmente, os transceptores podem ser capazes de se comunicar uns com os outros com o uso de um protocolo de comu- nicação ATM ("asynchronous transfer mode", modo de transferência as- síncrono). 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.

[0699] Salvo afirmação expressa em contrário, conforme fica evi- dente a partir da divulgação precedente, é entendido que, ao longo da divulgação precedente, as discussões que usam termos como "proces- samento", ou "computação", ou "cálculo", ou "determinação", ou "exibi- ção", ou similares, se referem à ação e aos processos de um computa- dor, ou dispositivo de computação eletrônica similar, que manipule e transforme os dados representados sob a forma de grandezas físicas (eletrônicas) nos registros e nas memórias do computador em outros dados representados de modo similar sob a forma de grandezas físicas nas memórias ou nos registros do computador, ou em outros dispositi- vos similares de armazenamento, transmissão ou exibição de informa- ções.

[0700] 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.

[0701] 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.

[0702] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que, em geral, os termos usados aqui, e principalmente nas reivindicações em anexo (por exemplo, corpos das reivindicações em anexo) destinam-se geral- mente 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 enten- dido pelos versados na técnica que, quando um número específico de uma menção de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será expressamente mencionada na reivindicação e, na ausência de tal menção, nenhuma intenção estará presente. Por exemplo, como uma ajuda para a compreensão, as seguintes reivindicações em anexo podem conter o uso das frases introdutórias "ao menos um" e "um ou mais" para introduzir menções de reivindicação. Entretanto, o uso de tais frases não deve ser interpretado como implicando que a introdução de uma menção da reivindicação pelos artigos indefinidos "um, uns" ou "uma, umas" limita qualquer reivindicação específica contendo a menção da reivindicação introduzida a reivindicações que contêm apenas uma tal menção, mesmo quando a mesma reivindicação inclui as frases introdutórias "um ou mais" ou "ao menos um" e artigos indefinidos, como "um, uns" ou "uma, umas" (por exemplo, "um, uns" e/ou "uma, umas" deve tipicamente ser interpre- tado como significando "ao menos um" ou "um ou mais"); o mesmo vale para o uso de artigos definidos usados para introduzir as menções de reivindicação.

[0703] Além disso, mesmo se um número específico de uma men- ção de reivindicação introduzida for explicitamente mencionado, os versados na técnica reconhecerão que essa menção precisa ser tipi- camente interpretada como significando ao menos o número mencio- nado (por exemplo, a mera menção de "duas menções", sem outros modificadores, tipicamente significa ao menos duas menções, ou duas ou mais menções). Além disso, em casos onde é usada uma conven- ção análoga a "pelo menos um dentre A, B e C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria enten- dida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Em casos nos quais é usada uma convenção análoga a "pelo menos um dentre A, B ou C, etc.", em geral essa construção se destina a ter o sentido no qual a convenção seria entendida por (por exemplo, "um sistema que tem ao menos um dentre A, B e C" incluiria, mas não se limitaria a, sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C so- zinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B e C juntos, etc.). Será adicionalmente entendido pelos versados na técnica que tipicamente uma palavra e/ou uma frase disjuntiva apresentando dois ou mais termos alternativos, quer na descrição, nas reivindicações ou nos desenhos, deve ser entendida como contemplando a possibilidade de incluir um dos termos, qualquer um dos termos ou ambos os termos, exceto quando o contexto determinar indicar algo diferente. Por exem- plo, a frase "A ou B" será tipicamente entendida como incluindo as pos- sibilidades de "A" ou "B"ou"AeB".

[0704] 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.

[0705] 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.

[0706] Qualquer pedido de patente, patente, publicação não de pa-

tente ou outro material de descrição mencionado neste relatório descri- tivo e/ou mencionado em qualquer folha de dados de pedido está aqui incorporado a título de referência, até o ponto em que os materiais in- corporados não são inconsistentes com isso. Desse modo, e na medida do necessário, a divulgação como explicitamente aqui apresentada substitui qualquer material conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a título de referência, mas que entre em conflito com as definições, declarações, ou outros materiais de divulgação exis- tentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas até o ponto em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de divulgação existente.

[0707] Em resumo, foram descritos numerosos benefícios que resul- tam do emprego dos conceitos descritos no presente documento. A des- crição anteriormente mencionada de uma ou mais modalidades foi apre- sentada para propósitos de ilustração e descrição. Essa descrição não pre- tende ser exaustiva nem limitar a invenção à forma precisa divulgada. Mo- dificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Uma ou mais modalidades foram escolhidas e descritas com a finalidade de ilustrar os princípios e a aplicação prática para, assim, permitir que o ver- sado 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 glo- bal.

[0708] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos numerados:

[0709] Exemplo 1. Um método para estimar um estado de um atua- dor de extremidade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultras- sônico incluindo um sistema ultrassônico eletromecânico definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma Ilà- mina ultrassônica, o método compreendendo: medir, por um circuito de controle, uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definido como | ZJ(t) = O: g receber, pelo circuito de controle, um ponto de dados de medição de impedância complexa; comparar, por circuito de controle, o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classi- ficar, pelo circuito de controle, o ponto de dado de medição de impedân- cia complexa com base em um resultado da análise de comparação; atribuir, pelo circuito de controle, um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação; estimar, pelo circuito de controle, o estado do atuador de extremidade do dispo- sitivo ultrassônico; E controlar, pelo circuito de controle, o estado do atu- ador de extremidade do dispositivo ultrassônico com base no estado estimado.

[0710] Exemplo 2. O método do Exemplo 1, que compreende: rece- ber, pelo circuito de controle, o padrão característico da impedância complexa de referência de uma base de dados ou memória acoplada ao circuito de controle; e gerar, pelo circuito de controle, o padrão ca- racterístico de impedância complexa de referência da seguinte forma: aplicar, por meio de um circuito de acionamento acoplado ao circuito de controle, um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ultras- sônico começando em uma frequência inicial, terminando em uma fre- quência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas. medir, pelo circuito de controle, a impedância do transdutor ultrassônico em cada frequência; armazenar, pelo circuito de controle, um ponto de dados correspondente a cada medição de impedância; e ajustar a curva, pelo circuito de controle, uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de im- pedância complexa de referência, em que a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f.

[0711] Exemplo 3. O método do Exemplo 2, em que o ajuste da curva inclui um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equa- ção paramétrica.

[0712] Exemplo 4. O método, de qualquer um dos Exemplos 1 a 3, que compreende: receber, pelo circuito de controle, um novo ponto de dados de medição de impedância; e classificar, pelo circuito de controle, o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distân- cia perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência.

[0713] Exemplo 5. O método do Exemplo 4, que compreende esti- mar, pelo circuito de controle, uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância está corretamente classificado.

[0714] Exemplo 6. O método do Exemplo 5, que compreende adicio- nar, pelo circuito de controle, o novo ponto de dados da medição de impe- dância ao padrão característico de impedância complexa de referência com base na probabilidade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impedância.

[0715] Exemplo 7. O método do Exemplo 4, que compreende: classi- ficar pelo circuito de controle, dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o conjunto de dados de treinamento S compre- ende uma pluralidade de dados de medição de impedância complexa; ajustar com a curva, pelo circuito de controle, o conjunto de dados de trei- namento S usando uma série de Fourier paramétrica; em que S é definido por:

2 SS. nmt — nmt p=a+ > (ancos E + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância z, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|llp—z| quando: o, ot então: D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância Zz pertencente ao grupo S.

[0716] Exemplo 8. O método do Exemplo 1, em que o circuito de controle está localizado em um controlador cirúrgico central em comu- nicação com o sistema eletromecânico ultrassônico.

[0717] Exemplo 9. Um gerador para estimar um estado de um atu- ador de extremidade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultras- sônico incluindo um sistema ultrassônico eletromecânico definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma Ià- mina ultrassônica, o gerador compreendendo: um circuito de controle acoplado a uma memória, sendo o circuito de controle configurado para: medir uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como VV) ZA(t) = no! receber um ponto de dados de medição de impedância complexa; com- parar o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação; Estimar o estado do atuador de extremidade do dispositivo ultrassônico; e controlar o estado do atuador de extremi- dade do dispositivo ultrassônico com base no estado estimado.

[0718] Exemplo 10. O gerador do Exemplo 9, que compreende adi- cionalmente: um circuito de acionamento acoplado ao circuito de con- trole, sendo o circuito de acionamento configurado para aplicar um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ultrassônico começando em uma frequência inicial, terminando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas; em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para gerar o padrão caracterís- tico de impedância complexa de referência; em que o circuito de con- trole é configurado para receber o padrão característico da impedância complexa de referência de uma base de dados ou memória acoplada ao circuito de controle; medir a impedância do transdutor ultrassônico em cada frequência; Armazenar na memória um ponto de dados corres- pondente a cada medição de impedância; e fazer o ajuste de curva de uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensio- nal representativa do padrão característico de impedância complexa de referência, em que a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f.

[0719] Exemplo 11. O gerador, de acordo com o Exemplo 10, em que o ajuste da curva inclui um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.

[0720] Exemplo 12. O gerador, de qualquer um dos Exemplos 9 a 11, em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para: receber um novo ponto de dados de medição de impedância; e classifi-

car o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma dis- tância perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência.

[0721] Exemplo 13. O gerador do Exemplo 11, em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para estimar uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância está correta- mente classificado.

[0722] Exemplo 14. O gerador do Exemplo 13, em que o circuito de controle é adicionalmente configurado para adicionar o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão característico de impedân- cia complexa de referência com base na probabilidade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impedância.

[0723] Exemplo 15. O gerador do Exemplo 13, em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para: classificar os dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o con- junto de dados de treinamento S compreende uma pluralidade de da- dos de medição de impedância complexa; ajustar com a curva o con- junto de dados de treinamento S usando uma série de Fourier paramé- trica; em que S é definido por: 2 00 SS. nmt — nat p=a+ > (ancos + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância Z, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|lp—z quando: Po ot então:

D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância z pertencente ao grupo S.

[0724] Exemplo 16. O gerador de acordo com a reivindicação 9, em que o circuito de controle e a memória estão localizados em um controla- dor cirúrgico central em comunicação com o sistema eletromecânico ul- trassônico.

[0725] Exemplo 17. Um dispositivo ultrassônico para estimar um es- tado de um atuador de extremidade do mesmo, com o dispositivo ultras- sônico compreendendo: um sistema ultrassônico eletromecânico defi- nido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ul- trassônico eletromecânico compreendendo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica; um circuito de controle acoplado a uma memória, sendo o circuito de controle configurado para: medir uma impedância complexa do transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como Z9(t) = O; g receber um ponto de dados de medição de impedância complexa; com- parar o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação; Estimar o estado do atuador de extremidade do dispositivo ultrassônico; e controlar o estado do atuador de extremi- dade do dispositivo ultrassônico com base no estado estimado.

[0726] Exemplo 18. O dispositivo ultrassônico do Exemplo 17, que compreende adicionalmente: um circuito de acionamento acoplado ao circuito de controle, sendo o circuito de acionamento configurado para aplicar um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ultrassô- nico começando em uma frequência inicial, terminando em uma fre- quência final, e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas; em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para gerar o padrão característico de impedância complexa de referência; em que o circuito de controle é configurado para receber o padrão característico da impedância complexa de referência de uma base de dados ou me- mória acoplada ao circuito de controle; medir a impedância do transdu- tor ultrassônico em cada frequência; Armazenar na memória um ponto de dados correspondente a cada medição de impedância; e fazer o ajuste de curva de uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de impe- dância complexa de referência, em que a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f.

[0727] Exemplo 19. O dispositivo ultrassônico do Exemplo 18, em que o ajuste de curva inclui um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.

[0728] Exemplo 20. O dispositivo ultrassônico de qualquer um dos Exemplos 17 a 19, em que o circuito de controle é configurado adicional- mente para: receber um novo ponto de dados de medição de impedância; e classificar o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distância perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de me- dição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão ca- racterístico de impedância do complexo de referência.

[0729] Exemplo 21. O dispositivo ultrassônico do Exemplo 20, em que o circuito de controle é adicionalmente configurado para estimar uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de im- pedância está corretamente classificado.

[0730] Exemplo 22. O dispositivo ultrassônico do Exemplo 21, em que o circuito de controle é adicionalmente configurado para adicionar o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão caracte- rístico de impedância complexa de referência com base na probabili- dade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impedância.

[0731] Exemplo 23. O dispositivo ultrassônico do Exemplo 21, em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para: classifi- car os dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o conjunto de dados de treinamento S compreende uma plura- lidade de dados de medição de impedância complexa; ajustar com a curva o conjunto de dados de treinamento S usando uma série de Fou- rier paramétrica; em que S é definido por: 2 SS nmt — nt p=a+t+ > (ancos E + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância Zz, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|llp—zl quando: Po ot então: D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância z pertencente ao grupo S.

[0732] Exemplo 24. O dispositivo ultrassônico, de acordo com qualquer um dos Exemplos 17 a 23, em que o circuito de controle e a memória estão localizados em um controlador cirúrgico central em co- municação com o sistema eletromecânico ultrassônico.

[0733] Exemplo 25. Um método para estimar um estado de um atu- ador de extremidade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultras- sônico incluindo um sistema ultrassônico eletromecânico definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma Ià- mina ultrassônica, o método compreendendo: aplicar, por um circuito de controle, um sinal de acionamento a um transdutor ultrassônico, em que o sinal de acionamento é um sinal periódico definido por uma magnitude e frequência; varrer, por um processador ou circuito de controle, a fre- quência do sinal de acionamento de abaixo da ressonância até acima da ressonância do sistema ultrassônico eletromagnético; medir e gra- var, pelo processador ou circuito de controle, as variáveis do círculo de impedância/admitância Re, Ge, Xe, Be; comparar, pelo processador ou circuito de controle, as variáveis do círculo de impedância/admitância medidas Re, Ge, Xe, Be com as variáveis do círculo de impedância/admi- tância de referência Rret, Gret, Xret, Bret, € determinar, pelo processador ou circuito de controle, um estado ou condição do atuador de extremi- dade com base no resultado da análise de comparação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para estimar e controlar um estado de um atuador de extremidade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultrassô- nico incluindo um sistema ultrassônico eletromecânico, definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico ele- tromecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma Ilâ- mina ultrassônica, caracterizado por compreender: medir, por um circuito de controle, uma impedância complexa de um transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como ZA (t) = O, [9 (£) receber, pelo circuito de controle, um ponto de dados de medi- ção de impedância complexa; comparar, por circuito de controle, o ponto de dado de medição de impedância complexa com um ponto de dado em um padrão caracte- rístico de impedância complexa de referência; classificar, pelo circuito de controle, o ponto de dado de medi- ção de impedância complexa com base em um resultado da análise de comparação; e atribuir, pelo circuito de controle, um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de compa- ração.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: receber, pelo circuito de controle, o padrão característico da impedância complexa de referência de uma base de dados ou memória acoplada ao circuito de controle; e gerar, pelo circuito de controle, o padrão característico de im- pedância complexa de referência como a seguir: aplicar, por um circuito de acionamento acoplado ao circuito de controle, um sinal de acionamento não terapêutico ao transdutor ul- trassônico começando em uma frequência inicial, terminando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas; medir, pelo circuito de controle, a impedância do transdutor ultrassônico em cada frequência; armazenar, pelo circuito de controle, um ponto de dados correspondente a cada medição de impedância; e ajustar a curva, pelo circuito de controle, uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de impedância complexa de referência, em que a magnitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o ajuste da curva incluir um ajuste de curva polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: receber, pelo circuito de controle, um novo ponto de dados de medição de impedância; e classificar, pelo circuito de controle, o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distância perpendicular Eucli- diana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender estimar, pelo circuito de controle, uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância está corretamente clas- sificado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender adicionar, pelo circuito de controle, o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão característico de impe- dância complexa de referência com base na probabilidade da classifi- cação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impe- dância.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender: classificar pelo circuito de controle, dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o conjunto de dados de treinamento S compreende uma pluralidade de dados de medição de impedância complexa; ajustar com a curva, pelo circuito de controle, o conjunto de dados de treinamento S usando uma série de Fourier paramétrica; em que S é definido por: 2 SS nmt — nmt p=a,+t > (ancos É + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância z, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|lp—z| quando: o, ot então: D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância z pertencente ao grupo S.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o circuito de controle estar localizado em um controlador cirúrgico central em comunicação com o sistema eletromecânico ultrassônico.

9. Gerador para estimar um estado de um atuador de extremi- dade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultrassônico incluindo um sistema ultrassônico eletromecânico, definido por uma frequência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletromecânico inclu- indo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica, ca- racterizado por compreender: um circuito de controle acoplado a uma memória, sendo o cir- cuito de controle configurado para: medir uma impedância complexa de um transdutor ultrassô- nico, em que a impedância complexa é definida como ZA (t) = O, [9 (£) receber um ponto de dados de medição de impedância com- plexa; comparar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

10. Gerador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender adicionalmente: um circuito de acionamento acoplado ao circuito de controle, sendo o circuito de controle configurado para aplicar um sinal de aciona- mento não terapêutico ao transdutor ultrassônico começando em uma fre- quência inicial, terminando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas; em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para gerar o padrão característico de impedância complexa de referên- cia;

em que o circuito de controle é configurado para receber o pa- drão característico da impedância complexa de referência de uma base de dados ou memória acoplada ao circuito de controle; medir a impedância do transdutor ultrassônico em cada fre- quência; armazenar na memória um ponto de dados correspondente a cada medição de impedância; e fazer o ajuste de curva de uma pluralidade de pontos de dados para gerar uma curva tridimensional representativa do padrão característico de impedância complexa de referência, em que a mag- nitude |Z| e a fase q são plotadas em função da frequência f.

11. Gerador, de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zado por o ajuste de curva incluir um ajuste de curvas polinomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.

12. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para: receber um novo ponto de dados de medição de impedância; e classificar o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distância perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência.

13. Gerador, de acordo com a reivindicação 12, caracteri- zado por o circuito de controle ser configurado adicionalmente para es- timar uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância está corretamente classificado.

14. Gerador, de acordo com a reivindicação 13, caracteri- zado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para adicionar o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão característico de impedância complexa de referência com base na pro- babilidade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impedância.

15. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o circuito de controle ser configurado para: classificar dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o conjunto de dados de treinamento S compre- ende uma pluralidade de dados de medição de impedância complexa; ajustar com a curva o conjunto de dados de treinamento S usando uma série de Fourier paramétrica; em que S é definido por: 2 0 ç a nmt — nat p=a+t+ > (ancos = + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância Z, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|llp—zl quando: Po ot então: D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância z pertencente ao grupo S.

16. Gerador, de acordo com a reivindicação 9, caracteri- zado por o circuito de controle e a memória estarem localizados em um controlador cirúrgico central em comunicação com o sistema eletrome- cânico ultrassônico.

17. Dispositivo ultrassônico para estimar um estado de um atu- ador de extremidade do mesmo, caracterizado por compreender: um sistema ultrassônico eletromecânico, definido por uma fre- quência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletrome- cânico compreendendo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica; um circuito de controle acoplado a uma memória, sendo o cir- cuito de controle configurado para: medir uma impedância complexa do transdutor ultrassônico, em que a impedância complexa é definida como ZA (t) = O, [9 (£) receber um ponto de dados de medição de impedância com- plexa; comparar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com um ponto de dado em um padrão característico de impedância complexa de referência; classificar o ponto de dado de medição de impedância com- plexa com base em um resultado da análise de comparação; atribuir um estado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.

18. Dispositivo ultrassônico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o fato de compreender adicionalmente: um circuito de acionamento acoplado ao circuito de controle, sendo o circuito de controle configurado para aplicar um sinal de aciona- mento não terapêutico ao transdutor ultrassônico começando em uma fre- quência inicial, terminando em uma frequência final e em uma pluralidade de frequências entre as mesmas; em que o circuito de controle é configurado adicionalmente para gerar o padrão característico de impedância complexa de referên- cia;

19. Dispositivo ultrassônico, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o ajuste de curva incluir um ajuste de curva poli- nomial, uma série de Fourier e/ou uma equação paramétrica.

20. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configurado para: receber um novo ponto de dados de medição de impedância; e classificar o novo ponto de dados de medição de impedância usando uma distância perpendicular Euclidiana do novo ponto de dados de medição de impedância para uma trajetória que foi ajustada ao padrão característico de impedância do complexo de referência.

21. Dispositivo ultrassônico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configu- rado para estimar uma probabilidade de que o novo ponto de dados de medição de impedância está corretamente classificado.

22. Dispositivo ultrassônico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o circuito de controle ser adicionalmente configu- rado para adicionar o novo ponto de dados da medição de impedância ao padrão característico de impedância complexa de referência com base na probabilidade da classificação correta estimada do novo ponto de dados de medição de impedância.

23. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o circuito de controle ser configurado para: classificar dados com base em um conjunto de dados de treinamento S, em que o conjunto de dados de treinamento S compre- ende uma pluralidade de dados de medição de impedância complexa; ajustar com a curva o conjunto de dados de treinamento S usando uma série de Fourier paramétrica; em que S é definido por: 2 0 ç a nmt — nat p=a+t+ > (ancos = + basin) n=1 em que, para um novo ponto de dados de medição de im- pedância Z, uma distância perpendicular a partir de p até z é encon- trada por: D=|llp—zl quando: Doo ot então: D=D, em que a distribuição de probabilidade de D pode ser usada para estimar a probabilidade de um novo ponto de dados de medição de impedância z pertencente ao grupo S.

24. Dispositivo ultrassônico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o circuito de controle e a memória estarem localizados em um controlador cirúrgico central em comunicação com o sistema ele- tromecânico ultrassônico.

25. Método para estimar um estado de um atuador de ex- tremidade de um dispositivo ultrassônico, o dispositivo ultrassônico in- cluindo um sistema ultrassônico eletromecânico, definido por uma fre- quência de ressonância predeterminada, o sistema ultrassônico eletro- mecânico incluindo um transdutor ultrassônico acoplado a uma lâmina ultrassônica, caracterizado por compreender:

aplicar, por um circuito de acionamento, um sinal de acio- namento a um transdutor ultrassônico, em que o sinal de acionamento é um sinal periódico definido por uma magnitude e frequência;

varrer, por um processador ou circuito de controle, a frequên- cia do sinal de acionamento de abaixo da ressonância até acima da res- sonância do sistema ultrassônico eletromagnético;

medir e gravar, pelo processador ou circuito de controle, as variáveis do círculo de impedância/admitância Re, Ge, Xe, Be;

comparar, pelo processador ou circuito de controle, as vari- áveis do círculo de impedância/admitância medidas Re, Ge, Xe, Be com as variáveis do círculo de impedância/admitância de referência Rrer, Gret, Xret, Bres; € determinar, pelo processador ou circuito de controle, um es- tado ou condição do atuador de extremidade com base no resultado da análise de comparação.