CN108174626B - 具有基于力的马达控件的外科缝合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外科缝合器。所述外科缝合器包括驱动系统、柄部组件、电动马达、电池以及控制系统。所述驱动系统包括可动驱动构件。所述柄部组件包括被构造成能够支撑所述可动驱动构件的框架。所述电动马达机械联接到所述驱动系统。所述电池可电联接到所述电动马达。所述控制系统电连接到所述电动马达并且包括定位在所述框架上的传感器。所述控制系统被构造成能够基于由所述可动驱动构件施加到所述框架的力来控制电动马达。

Description

具有基于力的马达控件的外科缝合器

背景技术

本文所公开的发明涉及外科器械，并且在各种实施方案中，涉及外科缝合和切割器械以及与其一起使用的钉仓。

缝合器械可包括一对协同工作的细长钳口构件，其中每个钳口构件能够适于插入患者体内并且相对于待缝合和/或切入的组织定位。在各种实施方案中，钳口构件中的一者可支撑其中容纳有至少两个侧向地隔开的钉排的钉仓，并且另一个钳口构件可支撑具有与钉仓中的钉排对准的钉成形凹坑的砧座。一般来讲，缝合器械还可包括推杆和刀片，该推杆和刀片能够相对于钳口构件滑动以经由推杆上的凸轮表面和/或由推杆推动的楔形滑动件上的凸轮表面将钉从钉仓中依次射出。在至少一个实施方案中，凸轮表面可被构造成能够启动由仓承载并与钉相关联的多个钉驱动器，以便推动钉抵靠在砧座上并且在夹持于钳口构件之间的组织中形成侧向地隔开的变形钉排。在至少一个实施方案中，刀片可跟随凸轮表面并且沿着钉排之间的路线切割组织。

上述讨论仅是为了举例说明本发明的领域中相关技术目前的每个方面，而不应当视为对权利要求范围的否定。

附图说明

本文所述的实施方案的各种特征结构及其优点可结合如下附图根据以下描述来加以理解：

图1为具有可操作地联接到其的可互换轴组件的外科器械的透视图；

图2为图1的可互换轴组件和外科器械的分解组件视图；

图3为示出图1和图2的可互换轴组件和外科器械的多个部分的另一个分解组件视图；

图4为图1至图3的外科器械的一部分的分解组件视图；

图5为图4的外科器械的一部分的横截面侧视图，其中击发触发器处于完全致动位置；

图6为图5的外科器械的一部分的另一个横截面视图，其中击发触发器处于未致动位置；

图7为可互换轴组件的一种形式的分解组件视图；

图8为图7的可互换轴组件的多个部分的另一个分解组件视图；

图9为图7和图8的可互换轴组件的多个部分的另一个分解组件视图；

图10为图7至图9的可互换轴组件的一部分的横截面视图；

图11为图7至图10的轴组件的一部分的透视图，其中为清楚起见，已省去切换筒；

图12为其上安装有切换筒的图11所示可互换轴组件的部分的另一个透视图；

图13为可操作地联接到图1的外科器械的一部分的图11所示可互换轴组件的一部分的透视图，图中示出外科器械的闭合触发器处于未致动位置；

图14为图13的可互换轴组件和外科器械的右侧正视图；

图15为图13和图14的可互换轴组件和外科器械的左侧正视图；

图16为可操作地联接到图1的外科器械的一部分的图11所示可互换轴组件的一部分的透视图，图中示出外科器械的闭合触发器处于致动位置，而其击发触发器处于未致动位置；

图17为图16的可互换轴组件和外科器械的右侧正视图；

图18为图16和图17的可互换轴组件和外科器械的左侧正视图；

图18A为可操作地联接到图1的外科器械的一部分的图11所示可互换轴组件的右侧正视图，图中示出外科器械的闭合触发器处于致动位置，其击发触发器也处于致动位置；

图19为用于当轴组件未联接到外科器械柄部的电连接器时使电连接器掉电的系统的示意图；

图20为图1的外科器械的端部执行器的一个方面的分解图；

图21A-21B为横跨两张图纸的图1的外科器械的电路图；

图22示出了功率组件的一个实例，该功率组件包括被构造成能够生成电池组的使用循环计数的使用循环电路；

图23示出了用于顺序地为分段电路通电的过程的一个方面；

图24示出了功率段的一个方面，该功率段包括多个菊花链式功率转换器；

图25示出了分段电路的一个方面，该分段电路被构造成能够使可用于关键功能和/或功率密集功能的功率最大化；

图26示出了功率系统的一个方面，该功率系统包括被构造成能够被顺序通电的多个菊花链式功率转换器；

图27示出了包括单点控制节段的分段电路的一个方面；

图28为图1的外科器械的电路图，其被分为图图28A和图28B；

图29为图1的外科器械的框图，其中示出了柄部组件14与功率组件之间、以及柄部组件14与可互换轴组件之间的接口；

图30示出了根据各种实施方案的外科缝合器的各种电气部件的简化表示；

图31示出了根据各种实施方案的图31的外科缝合器的各种电气部件和机械部件的简化表示；

图32示出了外科缝合器的各种实施方案的简化表示。

图33示出了外科缝合器的各种实施方案的简化表示。

图34示出了外科缝合器的各种实施方案的简化表示。

图35示出了根据各种实施方案的图34的外科缝合器的部件的更详细的表示。

图36示出了外科缝合器的各种实施方案的简化表示；以及

图37示出了用于限制由外科缝合器施加的撞击力的方法的各种实施方案。

在所述若干视图中，对应的参考符号指示对应的部件。本文所述的范例以一种形式示出了本发明的各种实施方案，且这种范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

本申请的申请人拥有以下专利申请，所述专利申请与本申请于同一日期提交且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING DOWNSTREAM CURRENT-BASED MOTORCONTROL”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7660USNP/150095；

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING MOTOR CONTROL BASED ON A DRIVE SYSTEMCOMPONENT”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7661USNP/150096；

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING TEMPERATURE-BASED MOTOR CONTROL”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7662USNP/150097；

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING MAGNETIC FIELD-BASED MOTOR CONTROL”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7663USNP/150098；

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING CURRENT MIRROR-BASED MOTOR CONTROL”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7665USNP/150100；以及

标题为“SURGICAL STAPLER HAVING MOTOR CONTROL BASED ON AN ELECTRICALPARAMETER RELATED TO A MOTOR CURRENT”的美国专利申请序列号__________；代理人案卷号END7666USNP/150101。

本申请的申请人拥有以下专利申请，所述专利申请于2015年3月6日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“POWERED SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/640,746；

标题为“SYSTEM FOR DETECTING THE MIS-INSERTION OF A STAPLE CARTRIDGEINTO A SURGICAL STAPLER”的美国专利申请序列号14/640,765；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A LOCKABLE BATTERY HOUSING”的美国专利申请序列号14/640,780；

标题为“MULTIPLE LEVEL THRESHOLDS TO MODIFY OPERATION OF POWEREDSURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/640,795；

标题为“SIGNAL AND POWER COMMUNICATION SYSTEM POSITIONED ON AROTATABLE SHAFT”的美国专利申请序列号14/640,799；

标题为“INTERACTIVE FEEDBACK SYSTEM FOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/640,817；

标题为“MONITORING SPEED CONTROL AND PRECISION INCREMENTING OF MOTORFOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/640,831；

标题为“ADAPTIVE TISSUE COMPRESSION TECHNIQUES TO ADJUST CLOSURE RATESFOR MULTIPLE TISSUE TYPES”的美国专利申请序列号14/640,832；

标题为“SMART SENSORS WITH LOCAL SIGNAL PROCESSING”的美国专利申请序列号14/640,837；

标题为“CONTROL TECHNIQUES AND SUB-PROCESSOR CONTAINED WITHIN MODULARSHAFT WITH SELECT CONTROL PROCESSING FROM HANDLE”的美国专利申请序列号14/640,844；

标题为“TIME DEPENDENT EVALUATION OF SENSOR DATA TO DETERMINESTABILITY,CREEP,AND VISCOELASTIC ELEMENTS OF MEASURES”的美国专利申请序列号14/640,859；以及

标题为“OVERLAID MULTI SENSOR RADIO FREQUENCY(RF)ELECTRODE SYSTEM TOMEASURE TISSUE COMPRESSION”的美国专利申请序列号14/640,935。

本申请的申请人拥有以下专利申请，所述专利申请于2015年2月27日提交并且各自全文以引用的方式并入本文：

标题为“ADAPTABLE SURGICAL INSTRUMENT HANDLE”的美国专利申请序列号14/633,526；

标题为“MODULAR STAPLING ASSEMBLY”的美国专利申请序列号14/633,541；

标题为“REINFORCED BATTERY FOR A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/633,542；

标题为“SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO ASSESS WHETHER A PERFORMANCEPARAMETER OF THE SURGICAL APPARATUS IS WITHIN AN ACCEPTABLE PERFORMANCE BAND”的美国专利申请序列号14/633,546；

标题为“POWER ADAPTER FOR A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/633,548；

标题为“SYSTEM FOR MONITORING WHETHER A SURGICAL INSTRUMENT NEEDS TOBE SERVICED”的美国专利申请序列号14/633,555；

标题为“SURGICAL CHARGING SYSTEM THAT CHARGES AND/OR CONDITIONS ONE ORMORE BATTERIES”的美国专利申请序列号14/633,560；

标题为“SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO TRACK AN END-OF-LIFEPARAMETER”的美国专利申请序列号14/633,562；

标题为“CHARGING SYSTEM THAT ENABLES EMERGENCY RESOLUTIONS FORCHARGING A BATTERY”美国专利申请序列号14/633,566；以及

标题为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM COMPRISING AN INSPECTION STATION”的美国专利申请序列号14/633,576。

本申请的申请人拥有以下专利申请，所述专利申请于2014年12月18日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING AN ARTICULATABLE ENDEFFECTOR AND MEANS FOR ADJUSTING THE FIRING STROKE OF A FIRING”的美国专利申请序列号14/574,478；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING LOCKABLE SYSTEMS”的美国专利申请序列号14/574,483；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A FLEXIBLEARTICULATION SYSTEM”的美国专利申请序列号14/574,493；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A LOCKABLEARTICULATION SYSTEM”的美国专利申请序列号14/574,500；

标题为“SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS ANDMOVABLE FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号14/575,117；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT WITH AN ANVIL THAT IS SELECTIVELY MOVABLEABOUT A DISCRETE NON-MOVABLE AXIS RELATIVE TO A STAPLE CARTRIDGE”的美国专利申请序列号14/575,130；

标题为“DRIVE ARRANGEMENTS FOR ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/575,139；

标题为“SURGICAL INSTRUMENTS WITH IMPROVED CLOSURE ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号14/575,143；

标题为“LOCKING ARRANGEMENTS FOR DETACHABLE SHAFT ASSEMBLIES WITHARTICULATABLE SURGICAL END EFFECTORS”的美国专利申请序列号14/575,148；以及

标题为“SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS ANDIMPROVED FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号14/575,154。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2014年9月5日提交并且各自全文以引用的方式并入本文：

标题为“MULTIPLE SENSORS WITH ONE SENSOR AFFECTING A SECOND SENSOR'SOUTPUT OR INTERPRETATION”的美国专利申请序列号14/478,895；

标题为“MONITORING DEVICE DEGRADATION BASED ON COMPONENT EVALUATION”的美国专利申请序列号14/478,908；

标题为“SMART CARTRIDGE WAKE UP OPERATION AND DATA RETENTION”的美国专利申请序列号14/479,098；

标题为“CIRCUITRY AND SENSORS FOR POWERED MEDICAL DEVICE”的美国专利申请序列号14/479,103；

标题为“LOCAL DISPLAY OF TISSUE PARAMETER STABILIZATION”的美国专利申请序列号14/479,108；

标题为“USE OF POLARITY OF HALL MAGNET DETECTION TO DETECT MISLOADEDCARTRIDGE”的美国专利申请序列号14/479,110；

标题为“MULTIPLE MOTOR CONTROL FOR POWERED MEDICAL DEVICE”的美国专利申请序列号14/479,115；以及

标题为“ADJUNCT WITH INTEGRATED SENSORS TO QUANTIFY TISSUECOMPRESSION”的美国专利申请序列号14/479,119。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2014年4月9日提交并且各自全文以引用的方式并入本文：

标题为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A CLOSING DRIVE AND A FIRINGDRIVE OPERATED FROM THE SAME ROTATABLE OUTPUT”的美国专利申请序列号14/248,581，现为美国专利申请公开No.2014/0305989；

标题为“MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH ALIGNMENTFEATURES FOR ALIGNING ROTARY DRIVE SHAFTS WITH SURGICAL END EFFECTOR SHAFTS”的美国专利申请序列号14/248,584，现为美国专利申请公开No.2014/0305994；

标题为“METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/248,586，现为美国专利申请公开No.2014/0305990；

标题为“POWERED SURGICAL STAPLER”的美国专利申请序列号14/248,587，现为美国专利申请公开No.2014/0309665；

标题为“POWERED LINEAR SURGICAL STAPLER”的美国专利申请序列号14/248,588，现为美国专利申请公开No.2014/0309666；

标题为“MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH LOCKABLE DUAL DRIVESHAFTS”的美国专利申请序列号14/248,590，现为美国专利申请公开No.2014/0305987；

标题为“TRANSMISSION ARRANGEMENT FOR A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/248,591，现为美国专利申请公开No.2014/0305991；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT SHAFT INCLUDING SWITCHES FOR CONTROLLINGTHE OPERATION OF THE SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号14/248,595，现为美国专利申请公开No.2014/0305988；以及

标题为“MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH STATUSINDICATION ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号14/248,607，现为美国专利申请公开No.2014/0305992。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2014年3月26日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“SURGICAL INSTRUMENT CONTROL CIRCUIT HAVING A SAFETY PROCESSOR”的美国专利申请序列号14/226,071；

标题为“MODULAR POWERED SURGICAL INSTRUMENT WITH DETACHABLE SHAFTASSEMBLIES”的美国专利申请序列号14/226,075；

标题为“POWER MANAGEMENT THROUGH SEGMENTED CIRCUIT AND VARIABLEVOLTAGE PROTECTION”的美国专利申请序列号14/226,076；

标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SEGMENTED CIRCUIT”美国专利申请序列号14/226,081；

标题为“FEEDBACK ALGORITHMS FOR MANUAL BAILOUT SYSTEMS FOR SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/226,093；

标题为“VERIFICATION OF NUMBER OF BATTERY EXCHANGES/PROCEDURE COUNT”的美国专利申请序列号14/226,094；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING INTERACTIVE SYSTEMS”的美国专利申请序列号14/226,097；

标题为“STERILIZATION VERIFICATION CIRCUIT”的美国专利申请序列号14/226,099；

标题为“POWER MANAGEMENT CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/226,106；

标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENT SYSTEM”的美国专利申请序列号14/226,111；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT UTILIZING SENSOR ADAPTATION”的美国专利申请序列号14/226,116；

标题为“POWER MANAGEMENT THROUGH SLEEP OPTIONS OF SEGMENTED CIRCUITAND WAKE UP CONTROL”的美国专利申请序列号14/226,117；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A ROTATABLE SHAFT”的美国专利申请序列号14/226,125；

标题为“INTERFACE SYSTEMS FOR USE WITH SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/226,126；以及

标题为“MODULAR SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM”的美国专利申请序列号14/226,133。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2014年3月7日提交并且全文以引用方式并入本文：

标题为“CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号14/200,111，现为美国专利申请公开No.2014/0263539。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2013年4月16日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY ASINGLE MOTOR”的美国临时专利申请序列号61/812,365；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY ASINGLE MOTOR”的美国临时专利申请序列号61/812,372；

标题为“LINEAR CUTTER WITH POWER”的美国临时专利申请序列号61/812,376；

标题为“LINEAR CUTTER WITH MOTOR AND PISTOL GRIP”的美国临时专利申请序列号61/812,382；以及

标题为“SURGICAL INSTRUMENT HANDLE WITH MULTIPLE ACTUATION MOTORS ANDMOTOR CONTROL”的美国临时专利申请序列号61/812,385。

本申请的申请人还拥有以下专利申请，所述专利申请于2013年3月14日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“INTERCHANGEABLE SHAFT ASSEMBLIES FOR USE WITH A SURGICALINSTRUMENT”的美国专利申请序列号13/803,053，现为美国专利申请公开No.2014/0263564；

标题为“DRIVE SYSTEM LOCKOUT ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/803,066，现为美国专利申请公开No.2014/0263565；

标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATIONLOCK”的美国专利申请序列号13/803,086，现为美国专利申请公开No.2014/0263541；

标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A FIRING DRIVE”的美国专利申请序列号13/803,097，现为美国专利申请公开No.2014/0263542；

标题为“ARTICULATION CONTROL SYSTEM FOR ARTICULATABLE SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/803,117，现为美国专利申请公开No.2014/0263553；

标题为“DRIVE TRAIN CONTROL ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/803,130，现为美国专利申请公开No.2014/0263543；

标题为“MULTI-FUNCTION MOTOR FOR A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号13/803,148，现为美国专利申请公开No.2014/0263554；

标题为“METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请序列号13/803,159，现为美国专利申请公开No.2014/0277017；

标题为“CONTROL ARRANGEMENTS FOR A DRIVE MEMBER OF A SURGICALINSTRUMENT”的美国专利申请序列号13/803,193，现为美国专利申请公开No.2014/0263537；以及

标题为“SENSOR ARRANGEMENTS FOR ABSOLUTE POSITIONING SYSTEM FORSURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/803,210，现为美国专利申请公开No.2014/0263538。

本申请的申请人拥有以下专利申请，所述专利申请于2013年3月1日提交并且各自全文以引用方式并入本文：

标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS WITH CONDUCTIVE PATHWAYSFOR SIGNAL COMMUNICATION”的美国专利申请序列号13/782,295，现为美国专利申请公开No.2014/0246471；

标题为“ROTARY POWERED ARTICULATION JOINTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/782,323，现为美国专利申请公开No.2014/0246472；

标题为“THUMBWHEEL SWITCH ARRANGEMENTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/782,338，现为美国专利申请公开No.2014/0249557；

标题为“JOYSTICK SWITCH ASSEMBLIES FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/782,358，现为美国专利申请公开No.2014/0246477；

标题为“ROTARY POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH MULTIPLE DEGREES OFFREEDOM”的美国专利申请序列号13/782,375，现为美国专利申请公开No.2014/0246473；

标题为“MULTIPLE PROCESSOR MOTOR CONTROL FOR MODULAR SURGICALINSTRUMENTS”的美国专利申请序列号13/782,460，现为美国专利申请公开No.2014/0246478；

标题为“SENSOR STRAIGHTENED END EFFECTOR DURING REMOVAL THROUGHTROCAR”的美国专利申请序列号13/782,481，现为美国专利申请公开No.2014/0246479；

标题为“ELECTROMECHANICAL SURGICAL DEVICE WITH SIGNAL RELAYARRANGEMENT”的美国专利申请序列号13/782,499，现为美国专利申请公开No.2014/0246474；

标题为“CONTROL METHODS FOR SURGICAL INSTRUMENTS WITH REMOVABLEIMPLEMENT PORTIONS”的美国专利申请序列号13/782,518，现为美国专利申请公开No.2014/0246475；以及

标题为“SURGICAL INSTRUMENT SOFT STOP”的美国专利申请序列号13/782,536，现为美国专利申请公开No.2014/0246476。

本文列出了许多具体细节，以提供对说明书中所述和附图中所示的实施方案的整体结构、功能、制造和用途的透彻理解。没有详细描述熟知的操作、部件和元件，以免使说明书中描述的实施方案模糊不清。读者将会理解，本文所述和所示的实施方案为非限制性示例，从而可认识到，本文所公开的特定结构和功能细节可为代表性和例示性的。在不脱离权利要求的范围的情况下，可对这些实施方案进行变型和改变。

术语“包括”(以及“包括”的任何形式，诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、具有(和“具有”的任何形式，诸如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包含”(和“包含”的任何形式，诸如“包含(includes)”、和“包含(including)”以及“含有”(和“含有”的任何形式，诸如“含有(contains)”和“含有(containing)”)为开放式系动词。因此，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个元件的外科系统、装置、或设备具有这些一个或多个元件，但不限于仅具有这些一个或多个元件。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个特征的系统、装置、或设备的元件具有那些一个或多个特征，但不限于仅具有那些一个或多个特征。

术语“近侧”和“远侧”在本文中是相对于操纵外科器械的柄部部分的临床医生来使用的。术语“近侧”是指最靠近临床医生的部分，并且术语“远侧”是指远离临床医生定位的部分。还应当理解，为简洁和清楚起见，本文可结合附图使用诸如“竖直”、“水平”、“上”和“下”等空间术语。然而，外科器械在许多方向和位置中使用，并且这些术语并非旨在限制性的和/或绝对的。

提供各种示例性装置和方法以用于执行腹腔镜式和微创外科手术。然而，读者将容易理解，本文所公开的各种方法和装置可用于多种外科手术和应用中，包括例如与开放式外科手术结合。继续参阅本具体实施方式，读者将进一步理解，本文所公开的各种器械可以任何方式插入身体中，诸如通过自然腔道、通过形成于组织中的切口或穿刺孔等。器械的工作部分或端部执行器部分可直接插入患者身体中或可通过具有工作通道的进入装置插入，外科器械的端部执行器和细长轴可穿过该工作通道推进。

外科缝合系统可包括轴和从轴延伸的端部执行器。端部执行器包括第一钳口和第二钳口。第一钳口包括钉仓。钉仓能够插入第一钳口中并且能够从第一钳口移除；然而设想了其中钉仓不能够从第一钳口移除或至少不易于从第一钳口替换的其它实施方案。第二钳口包括被构造成能够使从钉仓射出的钉变形的砧座。第二钳口能够围绕闭合轴线相对于第一钳口枢转；然而设想了其中第一钳口能够相对于第二钳口枢转的其它实施方案。外科缝合系统还包括被构造成能够允许端部执行器相对于轴旋转或进行关节运动的关节运动接头。端部执行器能够围绕延伸穿过关节运动接头的关节运动轴线旋转。设想了不包括关节运动接头的其它实施方案。

钉仓包括仓体。仓体包括近侧端部、远侧端部和在近侧端部与远侧端部之间延伸的平台。在使用中，钉仓定位在待缝合的组织的第一侧上，并且砧座定位在组织的第二侧上。砧座朝向钉仓移动以将组织压缩并夹紧抵靠平台。然后，可移除地储存在仓体中的钉可部署到组织中。仓体包括限定于其中的钉腔，其中钉可移除地储存在钉腔中。钉腔被布置成六纵向排。三排钉腔定位在纵向狭槽的第一侧上且三排钉腔定位在纵向狭槽的第二侧上。钉腔和钉的其它布置方式也是可以的。

钉由仓体中的钉驱动器支撑。驱动器能够在第一或非击发位置和第二或击发位置之间移动，以从钉仓射出钉。驱动器通过保持器保留在仓体中，保持器围绕仓体的底部延伸并且包括被构造成能够夹持仓体以及将保持器保持至仓体的弹性构件。驱动器能够通过滑动件在其非击发位置和其击发位置之间移动。滑动件能够在与近侧端部相邻的近侧位置和与远侧端部相邻的远侧位置之间移动。滑动件包括多个斜坡表面，该斜坡表面被构造成能够朝向砧座在驱动器下方滑动以及提升驱动器，并且钉在驱动器上受到支撑。

除上述以外，滑动件还可通过击发构件朝远侧移动。击发构件被构造成能够接触滑动件并朝向远侧端部推动滑动件。限定于仓体中的纵向狭槽被构造成能够接纳击发构件。砧座还包括被构造成能够接纳击发构件的狭槽。击发构件还包括接合第一钳口的第一凸轮和接合第二钳口的第二凸轮。在击发构件朝远侧推进时，第一凸轮和第二凸轮可控制钉仓的平台和砧座之间的距离或组织间隙。击发构件还包括被构造成能够切入在钉仓和砧座中间捕集的组织的刀片。希望刀片定位成至少部分接近斜坡表面，使得钉先于刀片射出。

图1至图6示出了可重复使用或不可重复使用的马达驱动外科切割和紧固器械10。在示出的示例中，器械10包括外壳12，该外壳包括被构造成能够由临床医生握持、操纵并致动的柄部组件14。外壳12被构造成用于可操作地附接到可互换轴组件200，该可互换轴组件具有可操作地联接到其的被构造成能够执行一个或多个外科任务或手术的外科端部执行器300。继续参阅本具体实施方式，应当理解，本文所公开的各种形式的可互换轴组件的各种独特和新颖的布置也可有效地与机器人控制的外科系统结合使用。因此，术语“外壳”也可涵盖机器人系统的容纳或以其他方式可操作地支撑至少一个驱动系统的外壳或类似部分，所述至少一个驱动系统被构造成能够生成并施加可用于致动本文所公开的可互换轴组件及其相应的等同物的至少一种控制动作。术语“框架”可指手持式外科器械的一部分。术语“框架”还可表示机器人控制的外科器械的一部分和/或机器人系统的可用于可操作地控制外科器械的一部分。例如，本文所公开的可互换轴组件可与标题为“SURGICAL STAPLINGINSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号13/118,241(现为美国专利No.9,072,535)中公开的各种机器人系统、器械、部件和方法一起使用。标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLEDEPLOYMENT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号13/118,241(现为美国专利No.9,072,535)全文以引用方式并入本文。

图1至图3中所示的外壳12结合包括端部执行器300的可互换轴组件200示出，所述端部执行器包括被构造成能够可操作地在其中支撑外科钉仓304的外科切割和紧固装置。外壳12可被构造成用于与可互换轴组件结合使用，该可互换轴组件包括端部执行器，该端部执行器适于支撑不同尺寸和类型的钉仓，该可互换轴组件具有不同的轴长度、尺寸和类型等。除此之外，外壳12还可有效地与多种其他可互换轴组件一起使用，该可互换轴组件包括被构造成能够将其他运动和形式的能量(诸如射频(RF)能量、超声能量和/或运动)施加到适于与各种外科应用和手术结合使用的端部执行器布置的那些组件。此外，该端部执行器、轴组件、柄部、外科器械和/或外科器械系统可利用任何一种或多种合适的紧固件来紧固组织。例如，包括可移除地被储存在其中的多个紧固件的紧固件仓能够可移除地插入轴组件的端部执行器中和/或附接到轴组件的端部执行器。

图1示出了可互换轴组件200可操作地联接到其的外科器械10。图2和图3示出了可互换轴组件200附接到外壳12或柄部组件14。如图4所示，柄部组件14可包括一对可互连柄部外壳段16和18，这对柄部外壳段可通过螺钉、按扣特征结构、粘合剂等互连。在示出的布置中，柄部外壳段16、18配合以形成可被临床医生握持和操纵的手枪式握把部19。如将在下文进一步详述，柄部组件14在其中可操作地支撑多个驱动系统，该多个驱动系统被构造成能够生成各种控制运动并将各种控制运动施加到可操作地附接到其的可互换轴组件的对应部分。

现在参见图4，柄部组件14还可包括可操作地支撑多个驱动系统的框架20。例如，框架20可操作地支撑通常被标记为30的“第一”或闭合驱动系统，该“第一”或闭合驱动系统可用于将闭合和打开运动施加到可操作地附接或联接到其的可互换轴组件200。在至少一种形式中，闭合驱动系统30可包括呈被框架20枢转地支撑的闭合触发器32形式的致动器。更具体地讲，如图4所示，闭合触发器32通过销33枢转地联接到外壳14。此类布置使得闭合触发器32能够由临床医生操纵，使得当临床医生握持柄部组件14的手枪式握把部19时，闭合触发器32可容易地从开始或“未致动”位置枢转到“致动”位置并且更具体地枢转到完全压缩或完全致动位置。闭合触发器32可由弹簧或其它偏压布置(未示出)偏压到未致动位置中。在各种形式中，闭合驱动系统30还包括枢转地联接到闭合触发器32的闭合连杆组件34。如图4所示，闭合连杆组件34可包括由销35枢转地联接到闭合触发器32的第一闭合连接件36和第二闭合连接件38。第二闭合连接件38在本文中也可称为“附接构件”，并且包括横向附接销37。

仍参见图4，可观察到，第一闭合连接件36可在其上具有锁定壁或锁定端部39，该锁定壁或锁定端部被构造成能够与枢转地联接到框架20的闭合释放组件60配合。在至少一种形式中，闭合释放组件60可包括释放按钮组件62，该释放按钮组件具有在其上形成的朝远侧突起的锁定棘爪64。释放按钮组件62可被释放弹簧(未示出)沿逆时针方向枢转。当临床医生将闭合触发器32从其未致动位置朝向柄部组件14的手枪式握把部19按压时，第一闭合连接件36向上枢转至某个点，其中锁定棘爪64落入该点中以与第一闭合连接件36上的锁定壁39保持接合，从而阻止闭合触发器32返回未致动位置。参见图18。因此，闭合释放组件60用来将闭合触发器32锁定在完全致动位置。当临床医生期望将闭合触发器32解锁以允许其被偏压到未致动位置时，临床医生只需枢转闭合释放按钮组件62，使得锁定棘爪64移动成与第一闭合连接件36上的锁定壁39脱离接合。当锁定棘爪64已移动成与第一闭合连接件36脱离接合时，闭合触发器32可枢转回到未致动位置。也可采用其他闭合触发器锁定和释放布置。

除上述之外，图13至图15示出了处于其未致动位置的闭合触发器32，该未致动位置与轴组件200的打开或未夹持构型相关联，在该构造中，组织可定位在轴组件200的钳口之间。图16至图18示出了处于其致动位置的闭合触发器32，该致动位置与轴组件200的闭合或夹持构型相关联，在该构型中，组织被夹持在轴组件200的钳口之间。读者在将图14与图17比较之后将会知道，当闭合触发器32从其未致动位置(图14)向其致动位置(图17)移动时，闭合释放按钮62在第一位置(图14)与第二位置(图17)之间枢转。闭合释放按钮62的旋转可称为向上旋转，然而，闭合释放按钮62的至少一部分朝向电路板100旋转。参见图4，闭合释放按钮62可包括从其延伸的臂61和例如安装到臂61的磁性元件63(诸如永磁体)。当闭合释放按钮62被从其第一位置旋转到其第二位置时，磁性元件63可朝电路板100移动。电路板100可包括被构造成能够检测磁性元件63的运动的至少一个传感器。在至少一个方面中，例如，磁场传感器65可安装到电路板100的底部表面。磁场传感器65可被构造成能够检测由磁性元件63的运动引起的围绕磁场传感器65的磁场变化。例如，磁场传感器65可与微控制器1500(图19)信号通信，该微控制器可确定闭合释放按钮62是处于其第一位置、其第二位置，还是/或者第一位置与第二位置之间的任何位置，所述第一位置与闭合触发器32的未致动位置和端部执行器的打开构型相关联，所述第二位置与闭合触发器32的致动位置和端部执行器的闭合构型相关联。

如贯穿本公开所使用的，磁场传感器可以是霍尔效应传感器、探测线圈、磁通门、光泵、核旋、超导量子干涉仪(SQUID)、霍尔效应、各向异性磁电阻、巨磁电阻、磁性隧道结、巨磁阻抗、磁致伸缩/压电复合材料、磁敏二极管、磁敏晶体管、光纤、磁光以及基于微机电系统的磁传感器等。

在至少一种形式中，柄部组件14和框架20能够可操作地支撑在本文中被称为击发驱动系统80的另一个驱动系统，该驱动系统被构造成能够将击发运动施加到附接到其的可互换轴组件的对应部分。击发驱动系统80也可在本文中被称为“第二驱动系统”。击发驱动系统80可采用位于柄部组件14的手枪式握把部19中的电动马达82。在各种形式中，马达82例如可以是具有约25,000RPM的最大旋转的DC有刷驱动马达。在其他布置中，马达82可包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达或任何其他合适的电动马达。马达82可由功率源90供电，在一种形式中，该功率源可包括可移除电源组92。如图4所示，例如，电源组92可包括近侧外壳部分94，该近侧外壳部分被构造用于附接到远侧外壳部分96。近侧外壳部分94和远侧外壳部分96被构造成能够可操作地在其中支撑多个电池98。电池98可各自包括例如锂离子(“LI”)或其它合适的电池。远侧外壳部分96被构造成用于以可移除方式可操作地附接到同样可操作地联接到马达82的控制电路板组件100。可使用可串联连接的多个电池98作为外科器械10的功率源。除此之外，功率源90可以是可替换的和/或可再充电的。

如上面关于其他各种形式所概述，电动马达82可以包括与齿轮减速器组件84可操作地接合的可旋转轴(未示出)，该齿轮减速器组件被安装成与纵向可动驱动构件120上的一组或一齿条的驱动齿122啮合接合。在使用中，功率源90所提供的电压极性可沿顺时针方向操作电动马达82，其中由电池施加到电动马达的电压极性可被反转，以便沿逆时针方向操作电动马达82。当电动马达82沿一个方向旋转时，驱动构件120将在远侧方向“DD”上轴向地驱动。当马达82沿相反的旋转方向被驱动时，驱动构件120将在近侧方向“PD”上轴向地驱动。柄部组件14可以包括开关，该开关可被构造成能够使由功率源90施加到电动马达82的极性反转。如同本文所述的其他形式一样，柄部组件14还可以包括传感器，所述传感器被构造成能够检测驱动构件120的位置和/或驱动构件120被移动的方向。

马达82的致动可由被枢转地支撑在柄部组件14上的击发触发器130控制。击发触发器130可在未致动位置和致动位置之间枢转。击发触发器130可由弹簧132或其它偏压布置偏压到未致动位置中，使得当临床医生释放击发触发器130时，击发触发器可由弹簧132或偏压布置枢转或以其它方式返回到未致动位置。在至少一种形式中，击发触发器130可如上所述被定位在闭合触发器32的“外侧”。在至少一种形式中，击发触发器安全按钮134可由销35枢转地安装到闭合触发器32。安全按钮134可定位在击发触发器130和闭合触发器32之间，并具有从其突起的枢转臂136。参见图4。当闭合触发器32处于未致动位置时，安全按钮134被容纳在柄部组件14中，在此情况下，临床医生不能容易地触及安全按钮并使安全按钮在防止击发触发器130的致动的安全位置和其中可击发击发触发器130的击发位置之间移动。临床医生按压闭合触发器32时，安全按钮134和击发触发器130向下枢转，其中它们随后可被临床医生操纵。

如上文所讨论，柄部组件14可以包括闭合触发器32和击发触发器130。参见图14至图18A，击发触发器130能够被可枢转地安装到闭合触发器32。闭合触发器32可包括从其延伸的臂31，并且击发触发器130能够围绕枢轴销33可枢转地安装到臂31。如上文所概述，当闭合触发器32从其未致动位置(图14)向其致动位置(图17)移动时，击发触发器130可向下下降。在安全按钮134已移动到其击发位置之后，主要参见图18A，可按压击发触发器130，以操作外科器械击发系统的马达。在各种情况下，柄部组件14可以包括跟踪系统(诸如系统800)，该跟踪系统例如被构造成能够确定闭合触发器32的位置和/或击发触发器130的位置。主要参照图14、图17和图18A，跟踪系统800可包括磁性元件(诸如永磁体802)，该磁性元件安装到从击发触发器130延伸的臂801。跟踪系统800可以包括一个或多个传感器，诸如第一磁场传感器803和第二磁场传感器804，这些传感器例如可被构造成能够跟踪磁体802的位置。

在将图14与图17比较之后，读者将会知道，当闭合触发器32从其未致动位置向其致动位置移动时，磁体802可在邻近第一磁场传感器803的第一位置与邻近第二磁场传感器804的第二位置之间移动。

读者在将图17与图18A比较之后将进一步知道，当击发触发器130从未击发位置(图17)向击发位置(图18A)移动时，磁体802可相对于第二磁场传感器804移动。传感器803和804可以跟踪磁体802的运动，并且可与电路板100上的微控制器信号通信。微控制器可利用来自第一传感器803和/或第二传感器804的数据，来确定磁体802沿预定义的路径的位置，并且微控制器可基于该位置，来确定闭合触发器32是处于其未致动位置、其致动位置、还是其未致动位置和其致动位置之间的位置。相似地，微控制器可利用来自第一传感器803和/或第二传感器804的数据，来确定磁体802沿预定义的路径的位置，并且微控制器可基于该位置，来确定击发触发器130是处于其未击发位置、其完全击发位置、还是其未击发位置和其完全击发位置之间的位置。

如上所述，在至少一种形式中，纵向可动驱动构件120具有在其上形成的一齿条的齿122，以用于与齿轮减速器组件84的相应驱动齿轮86啮合接合。至少一种形式还包括可手动致动的被构造成能够使得临床医生能够在马达82变得失效情况下手动地回缩纵向可动驱动构件120的“应急”组件140。应急组件140可包括杠杆或应急柄部组件142，该杠杆或应急柄部组件被构造成能够被手动地枢转为与同样设置在驱动构件120中的齿124棘轮接合。因此，临床医生可通过使用应急柄部组件142手动地回缩驱动构件120，以使驱动构件120沿近侧方向“PD”做棘轮运动。美国专利申请公开No.2010/0089970(现为美国专利No.8,608,045)公开了应急布置和也可与本文所公开的各种器械一起使用的其他部件、布置和系统。标题为“POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLYRETRACTABLE FIRING SYSTEM”的美国专利申请序列号12/249,117，美国专利申请公开No.2010/0089970(现为美国专利No.8,608,045)据此全文以引用方式并入。

现在转到图1和图7，可互换轴组件200包括外科端部执行器300，该外科端部执行器包括被构造成能够可操作地在其中支撑钉仓304的细长通道302。端部执行器300还可包括砧座306，该砧座相对于细长通道302可枢转地支撑。可互换轴组件200还可包括关节运动接头270和关节运动锁350(图8)，该关节运动锁可被构造成能够可释放地将端部执行器300相对于轴心线SA-SA保持在期望的位置。有关端部执行器300、关节运动接头270和关节运动锁350的构造和操作的细节，在于2013年3月14日提交的标题为“ARTICULATABLE SURGICALINSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK”的美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541)中示出。于2013年3月14日提交的标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK”的美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541)的完整公开内容据此以引用方式并入本文。如图7和图8所示，可互换轴组件200还可包括由喷嘴部分202和203构成的近侧外壳或喷嘴201。可互换轴组件200还可包括闭合管260，该闭合管可用于闭合和/或打开端部执行器300的砧座306。现在主要参见图8和图9，轴组件200可包括脊210，该脊可被构造成能够可固定地支撑关节运动锁350的轴框架部分212。参见图8。脊210可被构造成能够：第一，可滑动地在其中支撑击发构件220；第二，可滑动地支撑围绕脊210延伸的闭合管260。脊210还可被构造成能够可滑动地支撑近侧关节运动驱动器230。关节运动驱动器230具有远侧端部231，该远侧端部被构造成能够可操作地接合关节运动锁350。关节运动锁350与适于操作地接合端部执行器框架(未示出)上的驱动销(未示出)的关节运动框架352接合。如上所述，有关关节运动锁350和关节运动框架的操作的另外细节可见于美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541)。在各种情况下，脊210可以包括可旋转地支撑在底座240中的近侧端部211。在一种布置中，例如，脊210的近侧端部211具有在其上形成的螺纹214，以便通过螺纹附接到被构造成能够被支撑在底座240内的脊轴承216。参见图7。此类布置有利于脊210到底座240的可旋转附接，使得脊210可相对于底座240围绕轴心线SA-SA被选择性地旋转。

主要参见图7，可互换轴组件200包括闭合梭动件250，该闭合梭动件滑动地支撑在底座240内，使得它可相对于其轴向移动。如图3和图7所示，闭合梭动件250包括被构造成用于附接到附接销37的一对朝近侧突起的钩252，该附接销附接到第二闭合连接件38，如将在下文进一步详细地讨论。闭合管260的近侧端部261联接到闭合梭动件250，以相对于闭合梭动件旋转。例如，将U形连接器263插入闭合管260的近侧端部261中的环形狭槽262中，使该U形连接器保留在闭合梭动件250中的竖直狭槽253内。参见图7。此类布置用于将闭合管260附接到闭合梭动件250，以与闭合梭动件一起轴向行进，同时使得闭合管260能够相对于闭合梭动件250围绕轴心线SA-SA旋转。闭合弹簧268轴颈连接在闭合管260上并且用于沿近侧方向“PD”偏压闭合管260，当轴组件可操作地联接到柄部组件14时，该闭合弹簧可用于将闭合触发器枢转到未致动位置。

在至少一种形式中，可互换轴组件200还可包括关节运动接头270。然而，其他可互换轴组件可能不能够进行关节运动。如图7所示，例如，关节运动接头270包括双枢轴闭合套管组件271。根据各种形式，双枢轴闭合套管组件271包括具有朝远侧突出的上柄脚273和下柄脚274的端部执行器闭合套管组件272。端部执行器闭合套管组件272包括马蹄形孔275和插片276，用于按照于2013年3月14日提交的标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTCOMPRISING AN ARTICULATION LOCK”的美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541，该专利申请以引用方式并入本文)中所述的各种方式接合砧座306上的开口插片。如本文进一步详细地描述，当砧座306打开时，马蹄形孔275和插片276与砧座上的插片接合。上部双枢轴连接件277包括向上突出的远侧枢轴销和近侧枢轴销，这些枢轴销分别接合闭合管260上的朝近侧突出的上柄脚273中的上部远侧销孔以及朝远侧突出的上柄脚264中的上部近侧销孔。下部双枢轴连接件278包括向上突出的远侧枢轴销和近侧枢轴销，这些枢轴销分别接合朝近侧突出的下柄脚274中的下部远侧销孔以及朝远侧突出的下柄脚265中的下部近侧销孔。还参见图8。

在使用中，闭合管260朝远侧(方向“DD”)平移，以例如响应于闭合触发器32的致动而闭合砧座306。通过朝远侧平移闭合管260，因而平移轴闭合套管组件272，使得轴闭合套管组件按前述参考文献美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541)中所述的方式冲击砧座360上的近侧表面，由此闭合砧座306。还如该参考文献中所详述，通过朝近侧平移闭合管260和轴闭合套管组件272，使得插片276和马蹄形孔275接触并推压砧座插片以将砧座306抬起，由此打开砧座306。在砧座打开位置，轴闭合管260移动至其近侧位置。

如上所述，外科器械10还可包括其类型和构造在美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公开No.2014/0263541)中进一步详细描述的关节运动锁350，该关节运动锁可被构造和操作成选择性地将端部执行器300锁定就位。当关节运动锁350处于其解锁状态时，这种布置使端部执行器300能够相对于轴闭合管260旋转或进行关节运动。在这种解锁状态下，端部执行器300可抵靠例如围绕患者体内手术部位的软组织和/或骨定位和推压，以使端部执行器300相对于闭合管260做关节运动。端部执行器300也可在关节运动驱动器230作用下，相对于闭合管260进行关节运动。

同样如上所述，可互换轴组件200还包括击发构件220，该击发构件被支撑以便在轴脊210内轴向行进。击发构件220包括被构造成用于附接到远侧切割部分或刀杆280的中间击发轴部分222。击发构件220在本文中也可被称为“第二轴”和/或“第二轴组件”。如图8和图9所示，中间击发轴部分222可在其远侧端部中包括纵向狭槽223，该纵向狭槽可被构造成能够接纳远侧刀杆280的近侧端部282上的插片284。纵向狭槽223和近侧端部282可被设定尺寸并被构造成能够允许它们之间的相对运动并且可包括滑动接头286。滑动接头286可允许击发驱动装置220的中间击发轴部分222移动，以在不移动或至少基本上不移动刀杆280的情况下，使端部执行器300进行关节运动。一旦端部执行器300已被适当地取向，中间击发轴部分222就可朝远侧推进，直到纵向狭槽223的近侧侧壁接触到插片284，以便推进刀杆280并击发定位在通道302内的钉仓。如图8和图9中可进一步看到的那样，轴脊210在其中具有细长的开口或窗口213，以有利于将中间击发轴部分222组装进轴框架210以及插入该轴框架中。一旦中间击发轴部分222已被插入轴框架中，顶部框架段215就可与轴框架212接合，以封闭其中的中间击发轴部分222与刀杆280。有关击发构件220的操作的进一步描述可见于美国专利申请序列号13/803,086，现为美国专利申请公布2014/0263541。

除上述之外，轴组件200可包括离合器组件400，该离合器组件可被构造成能够选择性地和可释放地将关节运动驱动器230联接到击发构件220。在一种形式中，离合器组件400包括围绕击发构件220定位的锁定衬圈或锁定套管402，其中锁定套管402可在接合位置与脱离位置之间旋转，在所述接合位置，锁定套管402将关节运动驱动器360联接到击发构件220，在所述脱离位置，关节运动驱动器360没有可操作地联接到击发构件200。当锁定套管402处于其接合位置时，击发构件220的远侧运动可使关节运动驱动器360朝远侧移动，相应地，击发构件220的近侧运动可使关节运动驱动器230朝近侧移动。当锁定套管402处于其脱离位置时，击发构件220的运动不传递到关节运动驱动器230，因此，击发构件220可独立于关节运动驱动器230移动。在各种情况下，当击发构件220没有使关节运动驱动器230沿近侧方向或远侧方向移动时，关节运动驱动器230可被关节运动锁350保持就位。

主要参见图9，锁定套管402可包括圆柱形或至少基本上圆柱形的主体，该主体包括限定于其中、被构造成能够接纳击发构件220的纵向孔403。锁定套管402可包括沿直径相对的、面朝内的锁定突起404和面朝外的锁定构件406。锁定突起404可被构造成能够与击发构件220选择性地接合。更具体地讲，当锁定套管402处于其接合位置时，锁定突起部404位于限定在击发构件220中的驱动凹口224内，使得远侧推力和/或近侧推力可从击发构件220传递至锁定套管402。当锁定套管402处于其接合位置时，第二锁定构件406被接纳在限定在关节运动驱动器230中的驱动凹口232内，使得施加到锁定套管402的远侧推力和/或近侧推力可传递至关节运动驱动器230。实际上，当锁定套管402处于其接合位置时，击发构件220、锁定套管402和关节运动驱动器230将一起移动。另一方面，当锁定套管402处于其脱离位置时，锁定突起部404可不位于击发构件220的驱动凹口224内，并且因此，远侧推力和/或近侧推力可不从击发构件220传递至锁定套管402。相应地，远侧推力和/或近侧拉力可以不传递到关节运动驱动器230。在此类情况下，击发构件220可相对于锁定套管402和近侧关节运动驱动器230朝近侧和/或朝远侧滑动。

如图8至图12所示，轴组件200还包括可旋转地接纳在闭合管260上的切换筒500。切换筒500包括中空轴段502，该中空轴段具有在其上形成的轴凸台504，以用于将向外突起的致动销410接纳在其中。在各种情况下，致动销410延伸穿过狭槽267进入设置在锁定套管402中的纵向狭槽408中，以有利于锁定套管402在其与关节运动驱动器230接合时的轴向运动。旋转扭转弹簧420被构造成能够如图10所示接合切换筒500上的凸台504以及喷嘴外壳203的一部分，以将偏压力施加到切换筒500。参见图5和图6，切换筒500还可包括限定于其中的至少部分周边的开口506，这些开口可被构造成能够接纳从喷嘴半部202、203延伸的周边安装架204、205，并允许切换筒500与近侧喷嘴201之间相对旋转而不是相对平移。如这些图所示，安装架204和205还延伸穿过闭合管260中的开口266以安置在轴脊210中的凹陷部209中。然而，喷嘴201旋转到某个点(在该点处，安装架204,205到达它们各自的狭槽506在切换筒500中的端部)将导致切换筒500围绕轴心线SA-SA旋转。切换筒500的旋转最终将导致致动销410和锁定套管402在其接合位置和脱离位置之间的旋转。因此，实质上，喷嘴201可用于以在美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公布2014/0263541)中更详细描述的各种方式来使关节运动驱动系统与击发驱动系统可操作地接合和脱离。

也如图8至图12所示，轴组件200可包括滑环组件600，例如，该滑环组件可被构造成能够将电力传导至端部执行器300和/或从该端部执行器传导电力，并且/或者将信号传送至端部执行器300和/或从该端部执行器接收信号。滑环组件600可包括近侧连接器凸缘604和远侧连接器凸缘601，该近侧连接器凸缘安装到从底座240延伸的底座凸缘242，该远侧连接器凸缘定位在限定于轴外壳202、203中的狭槽内。近侧连接器凸缘604可包括第一面，并且远侧连接器凸缘601可包括第二面，其中第二面与第一面相邻定位，并能够相对于第一面移动。远侧连接器凸缘601可围绕轴心线SA-SA相对于近侧连接器凸缘604旋转。近侧连接器凸缘604可包括限定在其第一面中的多个同心或至少基本上同心的导体602。连接器607可安装在连接器凸缘601的近侧侧面上，并且可具有多个触点(未示出)，其中每个触点对应于导体602中的一个导体并与其电接触。这种布置在保持近侧连接器凸缘604与远侧连接器凸缘601之间电接触的同时，允许这两个凸缘之间相对旋转。例如，近侧连接器凸缘604可包括电连接器606，该电连接器可使导体602与安装到轴底座240的轴电路板610进行信号通信。在至少一种情况下，包括多个导体的线束可在电连接器606与轴电路板610之间延伸。电连接器606可朝近侧延伸穿过限定于底座安装凸缘242中的连接器开口243。参见图7。于2013年3月13日提交的标题为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM”的美国专利申请序列号13/800,067，现为美国专利申请公开No.2014/0263552全文以引用方式并入。于2013年3月13日提交的标题为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSORSYSTEM”的美国专利申请序列号13/800,025，现为美国专利申请公开No.2014/0263551全文以引用方式并入。有关滑环组件600的另外细节可见于美国专利申请序列号13/803,086，现为美国专利申请公布2014/0263541。

如上文所讨论，轴组件200可包括可固定地安装到柄部组件14的近侧部分，以及可围绕纵向轴线旋转的远侧部分。可旋转远侧轴部分可如上所述围绕滑环组件600相对于近侧部分旋转。滑环组件600的远侧连接器凸缘601可定位在可旋转远侧轴部分内。而且，除上述之外，切换筒500也可定位在可旋转远侧轴部分内。当可旋转远侧轴部分旋转时，远侧连接器凸缘601和切换筒500可彼此同步地旋转。另外，切换筒500可相对于远侧连接器凸缘601在第一位置与第二位置之间旋转。当切换筒500处于其第一位置时，关节运动驱动系统可与击发驱动系统可操作地脱离，因此，击发驱动系统的操作可不使轴组件200的端部执行器300进行关节运动。当切换筒500处于其第二位置时，关节运动驱动系统可与击发驱动系统可操作地接合，因此，击发驱动系统的操作可以使轴组件200的端部执行器300进行关节运动。当切换筒500在其第一位置和其第二位置之间移动时，切换筒500相对于远侧连接器凸缘601移动。在各种情况下，轴组件200可包括被构造成能够检测切换筒500的位置的至少一个传感器。现在转到图11和图12，远侧连接器凸缘601可包括例如磁场传感器605，并且切换筒500可包括例如磁性元件，诸如永磁体505。磁场传感器605可被构造成能够检测永磁体505的位置。当切换筒500在其第一位置和其第二位置之间旋转时，永磁体505可相对于磁场传感器605移动。在各种情况下，磁场传感器605可检测当永磁体505移动时产生的磁场变化。磁场传感器605可与例如轴电路板610和/或柄部电路板100信号通信。基于来自磁场传感器605的信号，轴电路板610和/或柄部电路板100上的微控制器可确定关节运动驱动系统是与击发驱动系统接合还是脱离。

再次参见图3和图7，底座240包括在其上形成的至少一个、优选地两个锥形附接部分244，该锥形附接部分适于被接纳在对应的燕尾形狭槽702内，所述燕尾形狭槽在框架20的远侧附接凸缘部分700内形成。每个燕尾形狭槽702可以是锥形，或换句话讲，可以略成V形，从而以坐置方式将附接部分244接纳在其中。如图3和图7中可进一步看到的那样，轴附接耳状物226在中间击发轴222的近侧端部上形成。如将在下文进一步详述，当可互换轴组件200联接到柄部组件14时，轴附接耳状物226被接纳在形成于纵向驱动构件120的远侧端部125中的击发轴附接支架126中，例如，如图3和图6所示。

各种轴组件采用闩锁系统710以可移除地将轴组件200联接到外壳12，更具体地讲，联接到框架20。如图7所示，例如，在至少一种形式中，闩锁系统710包括可动地联接到底座240的锁定构件或锁定轭712。在示出的示例中，例如，锁定轭712具有U形，具有两个间隔开并向下延伸的支脚714。支脚714各自具有在其上形成的枢轴耳状物715，这些枢轴耳状物适于被接纳在形成于底座240中的对应的孔245中。这种布置有利于将锁定轭712枢转附接到底座240。锁定轭712可包括两个朝近侧突起的锁定耳状物716，这两个锁定耳状物被构造成用于与框架20的远侧附接凸缘700中对应的锁定棘爪或沟槽704可释放地接合。参见图3。在各种形式中，锁定轭712被弹簧或偏压构件(未示出)沿近侧方向偏压。锁定轭712的致动可通过可滑动地安装在闩锁致动器组件720上的闩锁按钮722来实现，该闩锁致动器组件安装到底座240。闩锁按钮722可相对于锁定轭712沿近侧方向偏置。如将在下文更详述，锁定轭712可通过沿远侧方向偏压闩锁按钮而移动到解锁位置，这也引起锁定轭712枢转，不再与框架20的远侧附接凸缘700保持接合。当锁定轭712与框架20的远侧附接凸缘700“保持接合”时，锁定耳状物716保持坐置在远侧附接凸缘700中对应的锁定棘爪或凹槽704内。

当采用包括适于切割和紧固组织的本文所述类型的端部执行器以及其他类型的端部执行器的可互换轴组件时，可能有利的是防止可互换轴组件在端部执行器致动的过程中不经意地从外壳脱离。例如，在使用中，临床医生可致动闭合触发器32以抓持目标组织并将其操纵成期望的位置。一旦目标组织以期望取向定位在端部执行器300内，临床医生就可完全致动闭合触发器32，以闭合砧座306并将目标组织夹持在合适位置以供切割与缝合。在这种情况下，第一驱动系统30已被完全致动。在目标组织已被夹持在端部执行器300中之后，可能期望防止轴组件200与外壳12的意外脱离。闩锁系统710的一种形式被构造成能够防止这种不经意的脱离。

如图7中可最清楚地看到的那样，锁定轭712包括至少一个且优选地包括两个锁定钩718，所述锁定钩适于接触在闭合梭动件250上形成的对应的锁定耳状物部分256。参见图13至图15，当闭合梭动件250处于未致动位置(即，第一驱动系统30未致动并且砧座306打开)时，锁定轭712可沿远侧方向枢转，以将可互换轴组件200从外壳12解锁。当处于该位置时，锁定钩718不接触闭合梭动件250上的锁定耳状物部分256。然而，当闭合梭动件250移动到致动位置(即，第一驱动系统30被致动并且砧座306处于闭合位置)时，锁定轭712被阻止枢转到解锁位置。参见图16至图18。换句话讲，如果临床医生试图将锁定轭712枢转到解锁位置，或者例如，锁定轭712不经意地以原本可能引起其朝远侧枢转的方式受到碰撞或发生接触，则锁定轭712上的锁定钩718将接触闭合梭动件250上的锁定耳状物部分256，并且防止锁定轭712移动到解锁位置。

现在将参照图3描述可互换轴组件200与柄部组件14的附接。要开始联接过程，临床医生可将可互换轴组件200的底座240定位在框架20的远侧附接凸缘700上方或附近，使得底座240上形成的锥形附接部分244与框架20中的燕尾形狭槽702对齐。然后，临床医生可沿垂直于轴心线SA-SA的安装轴线IA移动轴组件200，以使附接部分244安置成与对应的燕尾形接纳狭槽702“可操作地接合”。这样做时，中间击发轴222上的轴附接耳状物226也将坐置在纵向可动驱动构件120中的支架126中，并且第二闭合连接件38上的销37的部分将坐置在闭合轭250中的对应钩252中。如本文所用，在具有两个部件的上下文中的术语“可操作地接合”是指所述两个部件彼此充分地接合，使得一旦向其施加致动动作，所述部件就可以执行其预期活动、功能和/或程序。

如上文所讨论，可互换轴组件200的至少五个系统能够可操作地与柄部组件14的至少五个对应系统联接。第一系统可包括框架系统，该框架系统将轴组件200的框架或脊与柄部组件14的框架20联接并且/或者对齐。第二系统可包括闭合驱动系统30，该闭合驱动系统可将柄部组件14的闭合触发器32与轴组件200的闭合管260和砧座306可操作地连接。如上文所概述，轴组件200的闭合管附接轭250可与第二闭合连接件38上的销37接合。另一系统可包括击发驱动系统80，该击发驱动系统可将柄部组件14的击发触发器130与轴组件200的中间击发轴222可操作地连接。

如上文所概述，轴附接耳状物226可与纵向驱动构件120的支架126可操作地连接。另一系统可包括电气系统，该电气系统能够发送例如轴组件(诸如轴组件200)例如已与柄部组件14可操作地接合的信号到柄部组件14中的控制器(诸如微控制器)，并且/或者第二，在轴组件200与柄部组件14之间传导功率和/或通信信号。例如，轴组件200可包括可操作地安装到轴电路板610的电连接器1410。电连接器1410被构造成用于与柄部控制板100上的对应的电连接器1400配合接合。关于电路和控制系统的另外细节可见于美国专利申请序列号13/803,086，现为美国专利申请公开No.2014/0263541中，该专利的全部公开内容预先以引用方式并入本文。第五系统可由用于可释放地将轴组件200锁定到柄部组件14的闩锁系统组成。

再次参见图2和图3，柄部组件14可包括电连接器1400，该电连接器包括多个电触点。现在转到图19，电连接器1400可包括例如第一触点1401a、第二触点1401b、第三触点1401c、第四触点1401d、第五触点1401e和第六触点1401f。尽管示出的实施例利用了六个触点，但是设想了可利用多于六个触点或少于六个触点的其他实施例。

如图19所示，第一触点1401a可与晶体管1408电连通，触点1401b-1401e可与微控制器1500电连通，并且第六触点1401f可与地电连通。在某些情况下，当柄部组件14处于通电状态时，电触点1401b至1401e中的一个或多个电触点可与微控制器1500的一个或多个输出通道电连通并且可通电或者具有施加到其的电压电位。在一些情况下，电触点1401b至1401e中的一个或多个电触电可与微控制器1500的一个或多个输入通道电连通，并且当柄部组件14处于通电状态时，微控制器1500可被构造成能够检测电压电位何时被施加到此类电触点。当轴组件(诸如轴组件200)例如组装到柄部组件14时，电触点1401a至1401f可不彼此连通。然而，当轴组件未组装到柄部组件14时，电连接器1400的电触点1401a至1401f可能暴露，并且在一些情况下，触点1401a至1401f中的一个或多个触点可能被意外地布置成彼此电连通。例如，当触点1401a-1401f中的一个或多个接触导电材料时，可出现此类情况。当发生这种情况时，例如，微控制器1500可接收错误的输入并且/或者轴组件200可接收错误的输出。为解决这个问题，在各种情况下，当轴组件(诸如轴组件200)例如未附接到柄部组件14时，柄部组件14可以不通电。

在其他情况下，当轴组件(诸如轴组件200)例如未附接到柄部组件14时，该柄部组件可通电。在这种情况下，例如，微控制器1500可被构造成能够忽略施加到与微控制器1500电连通的触点(即，触点1401b至1401e)的输入或电压电位，直到轴组件附接到柄部组件14。即使在此类情况下，微控制器1500可提供有用于操作柄部组件14的其他功能的功率，柄部组件14也可处于掉电状态。在某种程度上，电连接器1400可处于掉电状态，因为施加到电触点1401b至1401e的电压电位可能不影响柄部组件14的操作。读者将会知道，即使触点1401b-1401e可处于掉电状态，但未与微控制器1500电连通的电触点1401a和1401f可处于或可不处于掉电状态。例如，无论柄部组件14是处于加电还是掉电状态，第六触点1401f均可保持与地电连通。

此外，无论柄部组件14是处于加电还是掉电状态，晶体管1408和/或晶体管(诸如晶体管1410)的任何其他合适布置例如和/或开关可被构造成能够控制从功率源1404(诸如柄部组件14内的电池90)例如到第一电触点1401a的功率供应。在各种情况下，例如，当轴组件200与柄部组件14接合时，轴组件200可被构造成能够改变晶体管1408的状态。在某些情况下，除下述以外，磁场传感器1402可被构造成能够切换晶体管1410的状态，从而可切换晶体管1408的状态并最终从功率源1404向第一触点1401a供应功率。这样，至连接器1400的功率电路和信号电路两者当轴组件未安装到柄部组件14时可被掉电，并且当轴组件安装到柄部组件14时可被加电。

在各种情况下，再次参见图19，柄部组件14可包括例如磁场传感器1402，例如当轴组件联接到柄部组件14时，该磁场传感器可被构造成能够检测例如位于轴组件(诸如轴组件200)上的可检测元件，诸如磁性元件1407(图3)。磁场传感器1402可由诸如电池之类的功率源1406供电，该功率源例如实际上可放大磁场传感器1402的检测信号，并经由图19所示的电路与微控制器1500的输入通道通信。一旦微控制器1500接收到指示轴组件已至少部分地联接到柄部组件14、因而电触点1401a至1401f不再暴露的输入，微控制器1500就可进入其正常的或加电的操作状态。在此类工作状态中，微控制器1500将对从轴组件传输到一个或多个触点1401b-1401e的信号进行评估，和/或通过处于其正常使用状态的一个或多个触点1401b-1401e将信号传输到轴组件。在各种情况下，在磁场传感器1402可检测到磁性元件1407之前，可能必须完全安置轴组件200。例如，虽然可利用磁场传感器1402来检测轴组件200是否存在，但也可利用传感器和/或开关的任何合适的系统来检测轴组件是否已组装到柄部组件14。这样，除上述之外，至连接器1400的功率电路和信号电路两者当轴组件未安装到柄部组件14时可被掉电，并且当轴组件安装到柄部组件14时可被加电。

在各种示例中，如贯穿本公开可能使用的，例如，可采用任何合适的磁场传感器来检测轴组件是否已组装到柄部组件14。例如，用于磁场感测的技术包括霍尔效应传感器、探测线圈、磁通门、光泵、核旋、超导量子干涉仪(SQUID)、霍尔效应、各向异性磁电阻、巨磁电阻、磁性隧道结、巨磁阻抗、磁致伸缩/压电复合材料、磁敏二极管、磁敏晶体管、光纤、磁光以及基于微机电系统的磁传感器等。

参见图19，微控制器1500通常可包括微处理器(“处理器”)和以操作方式联接到该处理器的一个或多个存储器单元。例如，处理器通过执行存储器中存储的指令码，可控制外科器械的各种部件，诸如马达、各种驱动系统和/或用户显示器。微控制器1500可使用集成的和/或分立的硬件元件、软件元件和/或硬件元件和软件元件两者的组合来实现。集成硬件元件的示例可包括处理器、微处理器、微控制器、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片组、微控制器、片上系统(SoC)和/或封装系统(SIP)。分立硬件元件的示例可包括电路和/或电路元件，诸如逻辑门、场效应晶体管、双极型晶体管、电阻器、电容器、电感器和/或继电器。在某些情况下，例如，微控制器1500可包括混合电路，该混合电路在一个或多个基板上包括分立的和集成的电路元件或部件。

参见图19，微控制器1500可例如是可购自Texas Instruments的LM 4F230H5QR。在某些情况下，Texas Instruments LM4F230H5QR为ARM Cortex-M4F处理器内核，其包括：256KB的单循环闪存存储器或其他非易失性存储器(最多至40MHZ)的片上存储器、用于使性能改善超过40MHz的预取缓冲器、32KB的单循环串行随机访问存储器(SRAM)、装载有

软件的内部只读存储器(ROM)、2KB电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、一个或多个脉宽调制(PWM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、具有12个模拟输入通道的一个或多个12位模数转换器(ADC)，以及易得的其他特征。可以很方便地换用其他微控制器，来与本公开联合使用。因此，本公开不应限于这一上下文。

如上文所讨论，当轴组件200未组装到或未完全组装到柄部组件14时，柄部组件14和/或轴组件200可包括下述系统和构型：这些系统和构型被构造成能够防止或至少降低柄部电连接器1400的触点和/或轴电连接器1410的触点发生短路的可能性。参见图3，柄部电连接器1400可至少部分地陷入限定于柄部框架20中的腔体1409内。电连接器1400的六个触点1401a-1401f可完全陷入腔体1409内。这种布置可降低物体意外地接触触点1401a-1401f中的一个或多个的可能性。相似地，轴电连接器1410可定位在限定于轴底座240中的凹陷部内，这可降低物体意外地接触轴电连接器1410的触点1411a-1411f中的一个或多个的可能性。参照图3所示的具体实施例，轴触点1411a至1411f可包括凸形触点。在至少一个实施例中，例如，每个轴触点1411a至1411f可包括从其延伸的柔性突出部，该柔性突出部可被构造成能够接合对应的柄部触点1401a至1401f。柄部触点1401a-1401f可包括凹形触点。在至少一个实施例中，每个柄部触点1401a至1401f可包括例如平坦表面，轴凸形触点1401a至1401f可抵靠该平坦表面擦过或滑过，从而维持平坦表面和轴凸形触点1401a至1401f之间的导电接合。在各种情况下，将轴组件200组装到柄部组件14的方向可平行于、或至少基本上平行于柄部触点1401a至1401f，使得在将轴组件200组装到柄部组件14时，轴触点1411a至1411f抵靠柄部触点1401a至1401f滑动。在各种替代实施例中，柄部触点1401a至1401f可包括凸形触点，轴触点1411a至1411f可包括凹形触点。在某些替代实施例中，柄部触点1401a至1401f和轴触点1411a至1411f可具有任何合适的触点布置方式。

在各种情况下，柄部组件14可包括被构造成能够至少部分地覆盖柄部电连接器1400的连接器防护件和/或被构造成能够至少部分地覆盖轴电连接器1410的连接器防护件。当轴组件未组装到或只部分地组装到柄部时，连接器防护件可防止或至少降低物体意外地接触电连接器的触点的可能性。连接器防护件可以是可动的。例如，连接器防护件可在防护位置与非防护位置之间移动，在防护位置，该连接器防护件至少部分地保护连接器，在非防护位置，该连接器防护件不保护连接器，或至少为连接器提供较少保护。在至少一个实施例中，在将轴组件组装到柄部时，连接器防护件的位置可被移位。例如，如果柄部包括柄部连接器防护件，则在将轴组件组装到柄部时，轴组件可接触并移位柄部连接器防护件。相似地，如果轴组件包括轴连接器防护件，则在将轴组件组装到柄部时，柄部可接触并移位轴连接器防护件。在各种情况下，例如，连接器防护件可包括门。在至少一种情况下，该门可包括倾斜表面，在门与柄部或轴接触时，该倾斜表面可有利于门沿某一方向的移位。在各种情况下，例如，连接器防护件可被平移和/或旋转。在某些情况下，连接器防护件可包括覆盖电连接器触点的至少一层膜。当将轴组件组装到柄部时，这层膜可能破裂。在至少一种情况下，连接器的凸形触点可先刺透这层膜，再与定位在这层膜下方的对应触点接合。

如上所述，例如外科器械可包括能够选择性地对电连接器(诸如电连接器1400)的触点进行加电或激活的系统。在各种情况下，触点可在未激活状况与激活状况之间转换。在某些情况下，触点可在监控状况、去激活状况与激活状况之间转换。例如，当轴组件尚未组装到柄部组件14时，微控制器1500例如可监控触点1401a至1401f，以确定触点1401a至1401f中的一个或多个是否可能已经短路。微控制器1500可被构造成能够将低电压电位施加到触点1401a-1401f中的每个，并评估在该触点中的每一个处是否仅存在最小电阻。这种操作状态可包括监控状况。如果在某个触点处检测到的电阻很高，或超过了阈值电阻，则微控制器1500可去激活该触点、多于一个触点，或者全部触点。这种操作状态可包括去激活状况。如上文所讨论，如果将轴组件组装到柄部组件14，并被微控制器1500检测到，则微控制器1500可提高施加到触点1401a至1401f的电压电位。这种操作状态可包括激活状况。

本文所公开的各种轴组件可采用传感器和各种其他部件，所述传感器和各种其他部件需要与外壳中的控制器电连通。这些轴组件通常被构造成能够相对于外壳旋转，因此必须在两个或更多个可相对于彼此旋转的部件之间设置有利于这种电连通的连接件。当采用本文所公开类型的端部执行器时，连接器布置在本质上必须相对稳固，同时还必须略微紧凑，以组装到轴组件连接器部分中。

参见图20，示出了端部执行器300的非限制性形式。如上所述，端部执行器300可包括砧座306和钉仓304。在该非限制性实施例中，砧座306联接到细长通道198。例如，孔199可限定在细长通道198中，该孔可接纳从砧座306延伸的销152并允许砧座306相对于细长通道198和钉仓304从打开位置枢转到闭合位置。此外，图20示出了被构造成能够纵向平移到端部执行器300中的击发杆172。击发杆172可由一个实心部分构造，或在各种实施例中，可包括层压材料，该层压材料包括例如钢板的叠堆。击发杆172的远侧突出端可附接到E型梁178，该E型梁可(除了其他以外)在砧座306处于闭合位置时有助于将砧座306与定位在细长通道198中的钉仓304间隔开。E型梁178还可包括锋利切割刃182，当通过击发杆172朝远侧推进E型梁178时，切割刃182可用于切断组织。在操作中，E型梁178还可致动或击发钉仓304。钉仓304可包括模塑的仓体194，该仓体保持多个钉191，所述多个钉安置在钉驱动器192上，所述钉驱动器位于分别向上打开的钉腔195中。楔形滑动件190通过E形梁178朝远侧驱动，从而在仓托盘196上滑动，该仓托盘将可替换钉仓304的各种部件保持在一起。楔形滑动件190使钉驱动器192向上进行凸轮运动，以将钉191挤出成与砧座306变形接触，同时E形梁178的切割表面182切断夹持的组织。

除上述之外，E形梁178可包括在击发期间接合砧座306的上部销180。E形梁178还可包括中间销184和底脚186，其可接合仓体194、仓托盘196和细长通道198的各个部分。当钉仓304定位在细长通道198内时，限定在仓体194中的狭槽193可与限定在仓托盘196中的狭槽197以及限定在细长通道198中的狭槽189对齐。在使用中，E型梁178可滑动穿过对齐的狭槽193、197和189，如图20所示，其中E型梁178的底脚186可沿着狭槽189的长度接合沿着通道198的底面延伸的沟槽，中间销184可沿着纵向狭槽197的长度接合仓托盘196的顶部表面，并且上部销180可接合砧座306。在这种情况下，当击发杆172朝远侧移动以从钉仓304击发钉并且/或者切入砧座306和钉仓304之间捕集的组织时，E型梁178可间隔开或限制砧座306和钉仓304之间的相对运动。然后，击发杆172和E型梁178可朝近侧回缩，从而允许砧座306打开，以释放两个缝合和切割的组织部分(未示出)。

现已概括地描述了外科器械10(图1至图4)，下面将详细描述外科器械10的各种电气/电子部件。现在转到图21A至图21B，其中示出了包括多个电路段2002a至2002g的分段电路2000的一个实施例。包括多个电路段2002a-2002g的分段电路2000被构造成能够控制电动外科器械，诸如例如但不限于图1-18A中所示的外科器械10。多个电路段2002a-2002g被构造成能够控制电动外科器械10的一种或多种操作。安全处理器段2002a(第1段)包括安全处理器2004。主处理器段2002b(第2段)包括主处理器或总处理器2006。安全处理器2004和/或主处理器2006被构造成能够与一个或多个另外的电路段2002c-2002g进行交互，以控制电动外科器械10的操作。主处理器2006包括联接到例如一个或多个电路段2002c至2002g、电池2008和/或多个开关2056至2070的多个输入装置。分段电路2000可通过任何合适的电路(诸如例如电动外科器械10内的印刷电路板组件(PCBA))来实现。应当理解，本文使用的术语处理器包括任一种微处理器、微控制器，或者将计算机的中央处理单元(CPU)的功能结合在一个集成电路或最多几个集成电路上的其他基础计算装置。处理器是多用途的可编程装置，该装置接收数字数据作为输入，依据其存储器中存储的指令来处理输入，然后提供结果作为输出。因为处理器具有内部存储器，所以是顺序数字逻辑的示例。处理器的操作对象是以二进制数字系统表示的数字和符号。

在一方面，主处理器2006可以是任一种单核或多核处理器，诸如已知的由TexasInstruments生产的商品名为ARM Cortex的那些处理器。在一个示例中，安全处理器2004可以是包括两个基于微控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)的安全微控制器平台，已知同样由Texas Instruments生产的商品名为Hercules ARM Cortex R4。然而，可不受限制地采用微控制器和安全处理器的其他合适的替代物。在一个示例中，安全处理器2004可具体地针对IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等等进行构造，以在输送可量化的性能、连通性和存储选项时提供高级集成安全特征。

在某些情况下，主处理器2006可以是例如可购自Texas Instruments的LM4F230H5QR。在至少一个示例中，Texas Instruments LM4F230H5QR为ARM Cortex-M4F处理器内核，其包括：256KB的单循环闪存存储器或其他非易失性存储器(最多至40MHZ)的片上存储器、用于使性能改善超过40MHz的预取缓冲器、32KB的单循环SRAM、装载有

软件的内部ROM、2KB的EEPROM、一个或多个PWM模块、一个或多个QEI模拟、具有12个模拟输入通道的一个或多个12位ADC，以及对于产品数据表而言易得的其他特征。可以很方便地换用其他处理器，因此，本公开不应限于这一上下文。

在一方面，分段电路2000包括加速度段2002c(第3段)。加速度段2002c包括加速度传感器2022。加速度传感器2022可包括例如加速度计。加速度传感器2022被构造成能够检测电动外科器械10的运动或加速度。在一些示例中，来自加速度传感器2022的输入用于例如转变到休眠模式和从休眠模式转变、识别电动外科器械的取向并且/或者识别外科器械何时已被放下。在一些示例中，加速度段2002c联接到安全处理器2004和/或主处理器2006。

在一些方面，分段电路2000包括显示器段2002d(第4段)。根据各种实施方案，显示器段2002d包括联接到主处理器2006的显示器连接器(未示出)、联接到显示器连接器的一个或多个显示器驱动器集成电路(未示出)以及联接到一个或多个显示器驱动器集成电路的显示器2028。例如，在美国专利申请序列号14/226,076的图4B中示出了显示器连接器和一个或多个显示器驱动器集成电路，该文献内容全文据此以引用方式并入。显示器驱动器集成电路可与显示器2028集成并且/或者可与显示器2028分开定位。显示器2028可包括任一种合适的显示器，诸如例如有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)和/或任何其他合适的显示器。在一些示例中，显示器段2002d联接到安全处理器2004。

在一些方面，分段电路2000包括轴段2002e(第5段)。轴段2002e包括联接到外科器械10的轴组件(例如，轴组件200)的一个或多个控件和/或联接到轴200的端部执行器(例如，端部执行器300)的一个或多个控件。根据各种实施方案，轴段2002e包括轴连接器2030和轴印刷电路板组件(PCBA)2031。轴连接器2030被构造成能够将轴PCBA 2031联接到主处理器2006。根据各种实施方案，轴PCBA 2031包括第一关节运动开关(未示出)、第二关节运动开关(未示出)和轴PCBA EEPROM(未示出)。在一些示例中，轴PCBA EEPROM包括特定于轴组件200和/或轴PCBA 2031的一个或多个参数、例程和/或程序。轴PCBA 2031可联接到轴组件200和/或与外科器械10成一体。在一些示例中，轴段2002e包括第二轴EEPROM(未示出)。第二轴EEPROM包括对应于可与电动外科器械10交互的一个或多个轴组件200和/或端部执行器300的多个算法、例程、参数和/或其他数据。例如，在美国专利申请序列号14/226,076的图4A中示出了第一关节运动开关、第二关节运动开关和轴PCBA EEPROM，该文献内容全文据此以引用方式并入。根据其他实施方案，如图21A所示，轴段2002e包括轴PCBA 2031、霍尔效应传感器2070和轴连接器2025。轴PCBA 2031包括具有铁电随机存取存储器(FRAM)技术的低功率微处理器2090、机械关节运动开关2092、轴释放霍尔效应开关2094和闪存存储器2034。霍尔效应传感器2070用于指示轴组件200的接合，并且因此可被认为是轴接合开关。

在一些方面，分段电路2000包括位置编码器段2002f(第6段)。位置编码器段2002f包括一个或多个磁性旋转位置编码器2040a-2040b。一个或多个磁性旋转位置编码器2040a至2040b被构造成能够识别外科器械10的马达2048、轴组件200和/或端部执行器300的旋转位置。在一些示例中，磁性旋转位置编码器2040a至2040b可联接到安全处理器2004和/或主处理器2006。

在一些方面，分段电路2000包括马达段2002g(第7段)。马达段2002g包括马达2048(诸如例如有刷DC马达)，该马达被构造成能够控制电动外科器械10的一种或多种运动。马达2048通过马达控制器2043、多个H桥驱动器2042以及多个H桥场效应晶体管(未示出)联接到主处理器2006。根据各种实施方案，H桥场效应晶体管(FET)联接到安全处理器2004。例如，在美国专利申请序列号14/226,076的图4B中示出了H桥FET，该文献内容全文据此以引用方式并入。马达控制器2043控制第一马达标记2074a和第二马达标记2074b，以向主处理器2006指示马达2048的状态和位置。主处理器2006通过缓冲器2084向马达控制器2043提供脉宽调制(PWM)高信号2076a、PWM低信号2076b、方向信号2078、同步信号2080和马达复位信号2082。马达电流传感器2046与马达2048串联联接以测量马达2048的电流消耗。马达电流传感器2046与主处理器2006和/或安全处理器2004信号通信。在一些示例中，马达2048联接到马达电磁干扰(EMI)滤波器(未示出)。例如，在美国专利申请序列号14/226,076的图3B中示出了EMI滤波器，该文献内容全文据此以引用方式并入。

在一些方面，分段电路2000包括被构造成能够向每个电路段1102a至1102g提供段电压的功率段2002h(第8段)。电池2008联接到安全处理器2004、主处理器2006，以及另外的电路段2002c-2002g中的一个或多个。电池2008通过电池连接器2010和电流传感器2012联接到分段电路2000。电流传感器2012被构造成能够测量分段电路2000的总电流消耗。在一些示例中，一个或多个电压转换器2014a,2014b,2016被构造成能够向一个或多个电路段2002a至2002g提供预先确定的电压值。例如，在一些示例中，分段电路2000可包括3.3V的电压转换器2014a至2014b和/或5V的电压转换器2016。升压转换器2018被构造成能够提供最高为预先确定的量(诸如例如，高达13V)的升压电压。升压转换器2018被构造成能够在功率密集操作期间提供附加的电压和/或电流，并且能够防止电压降低状况或低功率状况。晶体管开关(例如，N-沟道MOSFET)2015联接到功率转换器2014B、2016。

在一些方面，安全段2002a包括马达功率中断2020。马达功率中断2020联接在功率段2002h与马达段2002g之间。晶体管开关(例如，N-沟道MOSFET)2057联接到马达功率中断2020。安全段2002a被构造成能够在安全处理器2004和/或主处理器2006检测到错误或故障状况时中断到马达段2002g的功率，如本文更详细地讨论。尽管电路段2002a-2002g被示为具有电路段2002a-2002h中物理位置接近的所有部件，但本领域的技术人员将认识到，电路段2002a-2002h可包括在物理上和/或在电学上与相同电路段2002a-2002g的部件分开的其他部件。在一些示例中，一个或多个部件可由两个或更多个电路段2002a至2002g共享。

在一些方面，多个开关2056至2070联接到安全处理器2004和/或主处理器2006。多个开关2056-2070可被构造成能够控制外科器械10的一种或多种操作、能够控制分段电路2000的一种或多种操作，和/或能够指示外科器械10的状态。例如，应急门开关2056被构造成能够指示应急门的状态。多个关节运动开关(诸如左侧向左关节运动开关2058a、左侧向右关节运动开关2060a、左侧向中心关节运动开关2062a、右侧向左关节运动开关2058b、右侧向右关节运动开关2060b和右侧向中心关节运动开关2062b)被构造成能够控制轴组件200和/或端部执行器300的关节运动。左侧换向开关2064a和右侧换向开关2064b联接到主处理器2006。在一些示例中，左侧开关(包括左侧向左关节运动开关2058a、左侧向右关节运动开关2060a、左侧向中心关节运动开关2062a和左侧换向开关2064a)通过左挠性连接器(未示出)联接到主处理器2006。右侧开关(包括右侧向左关节运动开关2058b、右侧向右关节运动开关2060b、右侧向中心关节运动开关2062b和右侧换向开关2064b)通过右挠性连接器(未示出)联接到主处理器2006。例如，在美国专利申请序列号14/226,076的图3A中示出了左挠性连接器和右挠性连接器，该文献内容全文据此以引用方式并入。在一些示例中，击发开关2066、夹持释放开关2068和霍尔效应传感器/轴接合开关2070联接到主处理器2006。

在一些方面，多个开关2056至2070可包括例如安装到外科器械10的柄部的多个柄部控件、多个指示器开关和/或它们的任何组合。在各种示例中，多个开关2056至2070允许外科医生操纵外科器械，向分段电路2000提供有关外科器械的位置和/或操作的反馈，并且/或者指示外科器械10的不安全操作。在一些示例中，附加的或较少的开关可联接到分段电路2000，开关2056至2070中的一个或多个可组合成单个开关并且/或者扩展成多个开关。例如，在一个示例中，左侧关节运动开关和/或右侧关节运动开关2058a至2064b中的一个或多个可组合成单个多位置开关。

在一方面，安全处理器2004被构造成能够实现除了其他的安全操作以外实现看门狗功能。分段电路2000的安全处理器2004和主处理器2006进行信号通信。主处理器2006还联接到闪存存储器2086。微处理器活心跳信号在输出端2096处提供。加速度段2002c包括加速度计2022，该加速度计被构造成能够监控外科器械10的运动。在各种示例中，加速度计2022可以是单轴、双轴或三轴加速度计。加速度计2022可用于测量适当的加速度，该加速度不一定是坐标加速度(速度改变的速率)。作为替代，加速度计观察到在加速度计2022的参照系静止时，与测试质量所经受的重量现象相关联的加速度。例如，在地球的表面上静止的加速度计2022由于其重量将测量竖直向上的(重力)加速度g＝9.8m/s²。加速度计2022可测量的另一类加速度是重力加速度。在各种其他示例中，加速度计2022可包括单轴、双轴或三轴加速度计。此外，加速度段2002c可包括一个或多个惯性传感器，以检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度(DoF)。合适的惯性传感器可包括加速度计(单轴、双轴或三轴)、用于测量空间磁场(诸如地球磁场)的磁力计和/或用于测量角速度的陀螺仪。

在一方面，安全处理器2004被构造成能够针对一个或多个电路段2002c至2002h(诸如例如马达段2002g)实现看门狗功能。就这一点来说，安全处理器2004采用看门狗功能来检测主处理器2006的故障并从主处理器2006的故障中恢复。在正常操作期间，安全处理器2004监控主处理器2006的硬件故障或程序错误，并发起一个或多个纠正动作。纠正动作可包括将主处理器2006置于安全状态，并恢复正常的系统操作。在一个示例中，安全处理器2004联接到至少第一传感器。第一传感器测量外科器械10(图1至图4)的第一性质。在一些示例中，安全处理器2004被构造成能够将外科器械10的所测量性质与预先确定的值进行比较。例如，在一个示例中，马达传感器2040a(例如，磁性旋转位置编码器)联接到安全处理器2004。马达传感器2040a向安全处理器2004提供马达的速度和位置信息。安全处理器2004监控马达传感器2040a并将值与最大速度和/或位置值进行比较，并且如果值高于预先确定的值，则阻止马达2048的操作。在一些示例中，预先确定的值基于马达2048的实时速度和/或位置计算、由与主处理器2006通信的第二马达传感器2040b(例如，磁性旋转位置编码器)所提供的值计算，并且/或者从例如联接到安全处理器2004的存储器模块提供给安全处理器2004。

在一些方面，第二传感器联接到主处理器2006。第二传感器被构造成能够测量第一物理性质。安全处理器2004和主处理器2006被构造成能够提供分别指示第一传感器的值和第二传感器的值的信号。当安全处理器2004或主处理器2006指示值超出可接受范围时，分段电路2000便阻止电路段2002c-2002h中至少一个(诸如马达段2002g)的操作。例如，在图21A至图21B所示的实施例中，安全处理器2004联接到第一马达位置传感器2040a，并且主处理器2006联接到第二马达位置传感器2040b。马达位置传感器2040a、2040b可包括任何合适的马达位置传感器，诸如，具有正弦和余弦输出的磁性角度旋转输入装置。马达位置传感器2040a、2040b向安全处理器2004和主处理器2006提供指示马达2048的位置的相应的信号。

当第一马达传感器2040a的值和第二马达传感器2040b的值处于预先确定的范围内时，安全处理器2004和主处理器2006生成激活信号。当主处理器2006或安全处理器2004检测到值超出预先确定的范围时，则终止激活信号，随即中断并且/或者阻止至少一个电路段2002c至2002h(诸如马达段2002g)的操作。例如，在一些示例中，来自主处理器2006的激活信号和来自安全处理器2004的激活信号联接到与门2059。与门2059联接到马达功率开关2020。当来自安全处理器2004和主处理器2006这两者的激活信号都较高(指示马达传感器2040a、2040b的值在预先确定的范围内)时，与门2059便将马达功率开关2020保持在闭合或打开位置。当马达传感器2040a,2040b中任一者检测到值超出预先确定的范围时，则来自马达传感器2040a、2040b的激活信号被设定为低，并且与门2059的输出也被设定为低，从而断开马达功率开关2020。在一些示例中，第一传感器2040a的值与第二传感器2040b的值例如通过安全处理器2004和/或主处理器2006进行比较。当第一传感器的值与第二传感器的值不同时，安全处理器2004和/或主处理器2006便可阻止马达段2002g的操作。

在一些方面，安全处理器2004接收指示第二传感器2040b的值的信号，并且将第二传感器的值与第一传感器的值进行比较。例如，在一方面，安全处理器2004直接联接到第一马达传感器2040a。第二马达传感器2040b联接到主处理器2006(该主处理器将第二马达传感器2040b的值提供给安全处理器2004)并且/或者直接联接到安全处理器2004。安全处理器2004将第一马达传感器2040的值与第二马达传感器2040b的值进行比较。当安全处理器2004检测到第一马达传感器2040a与第二马达传感器2040b之间存在失配时，安全处理器2004可例如通过切断到马达段2002g的功率来中断马达段2002g的操作。

在一些方面，安全处理器2004和/或主处理器2006联接到被构造成能够测量外科器械的第一性质的第一传感器2040a和被构造成能够测量外科器械的第二性质的第二传感器2040b。第一性质和第二性质包括在外科器械正常操作时的预先确定的关系。安全处理器2004监控第一性质和第二性质。当检测到第一性质的值和/或第二性质的值与预先确定的关系不一致时，则发生故障。发生故障时，安全处理器2004至少采取一种动作，诸如，阻止至少一个电路段的操作、执行预先确定的操作，和/或重置主处理器2006。例如，安全处理器2004在检测到故障时可断开马达功率开关2020，以切断到马达电路段2002g的功率。

在一方面，安全处理器2004被构造成能够执行独立的控制算法。在操作中，安全处理器2004监控分段电路2000并且被构造成能够独立地控制和/或覆写来自其他电路部件诸如主处理器2006的信号。安全处理器2004可执行预先编程的算法并且/或者在操作期间可基于外科器械10的一种或多种动作和/或位置进行联机更新或联机编程。例如，在一个示例中，每当新的轴和/或端部执行器联接到外科器械10时，便使用新的参数和/或安全算法对安全处理器2004进行重新编程。在一些示例中，安全处理器2004存储的一个或多个安全值由主处理器2006复制。执行双向错误检测，以确保处理器2004、2006中任一者存储的值和/或参数是正确的。

在一些方面，安全处理器2004和主处理器2006实施冗余的安全检查。安全处理器2004和主处理器2006提供指示操作正常的周期性信号。例如，在操作期间，安全处理器2004可向主处理器2006指示安全处理器2004正在执行代码并且操作正常。主处理器2006同样可向安全处理器2004指示主处理器2006正在执行代码并且操作正常。在一些示例中，安全处理器2004和主处理器2006之间的通信以预先确定的间隔发生。预先确定的间隔可以是常数，也可基于电路状态和/或外科器械10的操作而改变。

图22示出了功率组件2100的一个示例，该功率组件包括被构造成能够监控功率组件2100的使用循环计数的使用循环电路2102。功率组件2100可联接到外科器械2110。使用循环电路2102包括处理器2104和使用指示器2106。使用指示器2106被构造成能够向处理器2104提供信号，以指示电池组2100和/或联接到功率组件2100的外科器械2110的使用情况。“使用情况”可包括任何合适的动作、条件和/或参数，例如，改变外科器械2110的模块化部件、部署或击发联接到外科器械2110的一次性部件、从外科器械2110输送电外科能量、修复外科器械2110和/或功率组件2100、交换功率组件2100、为功率组件2100再充电并且/或者超出外科器械2110和/或电池组2100的安全限制。

在一些情况下，使用循环或使用情况由一个或多个功率组件2100参数限定。例如，在一种情况下，当功率组件2100处于完全充电水平时，使用循环包括使用大于5％的可得自功率组件2100的总能量。在另一种情况下，使用循环包括超出预先确定时间限制的从功率组件2100的连续能量消耗。例如，使用循环可对应于从功率组件2100连续和/或总能量消耗五分钟。在一些情况下，功率组件2100包括使用循环电路2102，该使用循环电路存在连续功率消耗，以将使用循环电路2102的一个或多个部件例如使用指示器2106和/或计数器2108保持在激活状态下。

处理器2104保持着使用循环计数。使用循环计数指示出由使用指示器2106检测到的功率组件2100和/或外科器械2110的使用次数。处理器2104可基于来自使用指示器2106的输入而增加并且/或者减少使用循环计数。使用循环计数用于控制功率组件2100和/或外科器械2110的一个或多个操作。例如，在一些情况下，当使用循环计数超出预先确定的使用限度时，停用功率组件2100。尽管本文所述情况是相对于增加使用循环计数使其超出预先确定的使用限度而论述的，但本领域中的那些技术人员将认识到，使用循环计数可开始于某个预先确定的量，并可由处理器2104减少。在这种情况下，当使用循环计数降至低于预先确定的使用限度时，处理器2104即启动和/或阻止功率组件2100的一个或多个操作。

使用循环计数由计数器2108保持。计数器2108包括任何合适的电路，例如，存储器模块、模拟计数器和/或被构造成能够保持使用循环计数的任何电路。在一些情况下，计数器2108与处理器2104一体地形成。在其他情况下，计数器2108包括单独的部件，例如固态存储器模块。在一些情况下，使用循环计数被提供给远程系统，例如中央数据库。使用循环计数由通信模块2112传输到远程系统。通信模块2112被构造成能够使用任何合适的通信媒介，例如，有线和/或无线通信。在一些情况下，通信模块2112被构造成能够在使用循环计数超出预先确定的使用限度时，接收来自远程系统的一个或多个指令，例如控制信号。

在一些情况下，使用指示器2106被构造成能够监控与联接到功率组件2100的外科器械2110一起使用的模块化部件的数目。模块化部件可包括例如模块化轴、模块化端部执行器、和/或任何其他模块化部件。在一些情况下，使用指示器2106监控一个或多个一次性部件的使用情况，例如，在联接到外科器械2110的端部执行器内插入并且/或者部署钉仓的情况。使用指示器2106包括一个或多个传感器，这些传感器用于检测外科器械2110的一个或多个模块化部件和/或一次性部件的交换。

在一些情况下，使用指示器2106被构造成能够监控在已安装功率组件2100时进行的单次患者外科手术。例如，当功率组件2100联接到外科器械2110时，使用指示器2106可被构造成能够监控外科器械2110的击发。击发可对应于钉仓的部署、电外科能量的施加和/或任何其他合适的外科事件。使用指示器2106可包括用于在已安装功率组件2100时测量击发次数的一个或多个电路。当进行单次患者手术时，使用指示器2106向处理器2104提供信号，然后处理器2104增加使用循环计数。

在一些情况下，使用指示器2106包括被构造成能够监控功率源2114的一个或多个参数(例如，从功率源2114消耗的电流)的电路。功率源2114的一个或多个参数对应于可由外科器械2110执行的一个或多个操作，例如，切割和缝合操作。使用指示器2106向处理器2104提供一个或多个参数，当这一个或多个参数指示手术已进行时，该处理器增加使用循环计数。

在一些情况下，使用指示器2106包括被构造成能够在预先确定的时间段后增加使用循环计数的计时电路。预先确定的时间段对应于单次患者手术时间，即操作者进行手术(例如，切割和缝合手术)所需的时间。当功率组件2100联接到外科器械2110时，处理器2104轮询使用指示器2106，以确定单次患者手术时间是否已结束。若预先确定的时间段已经过去，处理器2104则增加使用循环计数。在增加使用循环计数之后，处理器2104重置用户指示器2106的计时电路。

在一些情况下，使用指示器2106包括与单次患者手术时间近似的时间常数。在一个示例中，使用循环电路2102包括电阻器-电容器(RC)计时电路2506。RC计时电路包括由电阻器-电容器对限定的时间常数。时间常数由电阻器和电容器的值限定。在一个示例中，使用循环电路2552包括可再充电电池和时钟。当功率组件2100安装在外科器械中时，可再充电电池由电源充电。可再充电电池包括足够的功率以使时钟运行至少单次患者手术时间。时钟可包括实时时钟、被构造成能够实现计时功能的处理器或任何其他合适的计时电路。

仍参见图22，在一些情况下，使用指示器2106包括传感器，该传感器被构造成能够监控功率组件2100所经受的一种或多种环境条件。例如，使用指示器2106可包括加速度计。加速度计被构造成能够监控功率组件2100的加速度。功率组件2100具有最大加速度耐受度。加速度超过预先确定的阈值表示例如功率组件2100已被放下。当使用指示器2106检测到加速度超过最大加速度耐受度时，处理器2104增加使用循环计数。在一些情况下，使用指示器2106包括湿气传感器。湿气传感器被构造成能够在功率组件2100已暴露于湿气时进行指示。湿气传感器可包括例如被构造成能够指示功率组件2100何时已完全浸入清洁流体中的浸没传感器、被构造成能够指示使用期间湿气何时接触功率组件2100的湿气传感器、和/或任何其他合适的湿气传感器。

在一些情况下，使用指示器2106包括化学品接触传感器。化学品接触传感器被构造成能够在功率组件2100已经与有害和/或危险化学品接触时进行指示。例如，在消毒程序期间，可能使用了导致功率组件2100劣化的不适用的化学品。当使用指示器2106检测到不适用的化学品时，处理器2104增加使用循环计数。

在一些情况下，使用循环电路2102被构造成能够监控功率组件2100所经历的修复循环次数。修复循环可包括例如清洁循环、消毒循环、充电循环、常规和/或预防性维修、和/或任何其他合适的修复循环。使用指示器2106被构造成能够检测修复循环。例如，使用指示器2106可包括湿气传感器以检测清洁和/或消毒循环。在一些情况下，使用循环电路2102监控功率组件2100所经历的修复循环次数，并在修复循环次数超出预先确定的阈值之后，停用功率组件2100。

使用循环电路2102可被构造成能够监控功率组件2100交换的次数。每当交换功率组件2100时，使用循环电路2102便增加使用循环计数。当超出最大交换次数时，使用循环电路2102锁定功率组件2100和/或外科器械2110。在一些情况下，当功率组件2100联接到外科器械2110时，使用循环电路2102识别功率组件2100的序列号并锁定功率组件2100，使得功率组件2100只能与外科器械2110一起使用。在一些情况下，每当功率组件2100从外科器械2110移除并且/或者联接到该外科器械时，使用循环电路2102增加使用循环。

在一些情况下，使用循环计数对应于功率组件2100的消毒。使用指示器2106包括被构造成能够检测消毒循环的一个或多个参数(例如，温度参数、化学参数、湿气参数和/或任何其他合适的参数)的传感器。当检测到消毒参数时，处理器2104增加使用循环计数。在预先确定的消毒次数之后，使用循环电路2102停用功率组件2100。在一些情况下，使用循环电路2102在消毒循环、电压传感器和/或任何合适的传感器检测再充电循环期间被重置。当检测到修复循环时，处理器2104增加使用循环计数。当检测到消毒循环时，停用使用循环电路2102。当功率组件2100联接到外科器械2110时，重新激活并且/或者重置使用循环电路2102。在一些情况下，使用指示器包括零功率指示器。零功率指示器在消毒循环期间改变状态，并当功率组件2100联接到外科器械2110时由处理器2104检查。当零功率指示器指示已经发生消毒循环时，处理器2104增加使用循环计数。

计数器2108保持着使用循环计数。在一些情况下，计数器2108包括非易失性存储器模块。每当检测到使用循环时，处理器2104便增加存储在非易失性存储器模块中的使用循环计数。存储器模块可由处理器2104和/或控制电路(例如，控制电路2000)访问。当使用循环计数超出预先确定的阈值时，处理器2104停用功率组件2100。在一些情况下，使用循环计数由多个电路部件保持。例如，在一种情况下，计数器2108包括电阻器(或熔断器)组。在每次使用功率组件2100之后，电阻器(或熔断器)可被烧断成断开位置，从而改变电阻器组的电阻。功率组件2100和/或外科器械2110读取剩余的电阻。当电阻器组的最后一个电阻器被烧坏时，电阻器组便具有预先确定的电阻(例如，对应于开式电路的无穷大电阻)，这表明功率组件2100已经达到其使用限度。在一些情况下，电阻器组的电阻用于推导出剩余的使用次数。

在一些情况下，当使用循环计数超出预先确定的使用限度时，使用循环电路2102便阻止功率组件2100和/或外科器械2110的进一步使用。在一种情况下，例如，利用与外科器械2110一体形成的屏幕将与功率组件2100相关的使用循环计数提供给操作者。外科器械2110向操作者提供使用循环计数已经超出功率组件2100的预先确定限度的指示，并阻止外科器械2110的进一步操作。

在一些情况下，使用循环电路2102被构造成能够当达到预先确定的使用限度时在物理上防止其操作。例如，功率组件2100可包括护罩，该护罩被构造成能够在使用循环计数超出预先确定的使用限度时部署在功率组件2100的触点上。该护罩通过覆盖功率组件2100的电连接，来阻止功率组件2100的再充电及使用。

在一些情况下，使用循环电路2102至少部分地位于外科器械2110内，并被构造成能够保持外科器械2110的使用循环计数。图22以虚线示出了外科器械2110内的使用循环电路2102的一个或多个部件，并示出使用循环电路2102的替代定位。当超出外科器械2110的预先确定使用限度时，使用循环电路2102停用并且/或者阻止外科器械2110的操作。当使用指示器2106检测到特定事件和/或需求(例如，外科器械2110的击发、对应于单次患者手术时间的预先确定的时间段)时，使用循环电路2102响应于表明达到了一个或多个预先确定的阈值和/或满足了任何其他合适需求的系统诊断，基于外科器械2110的一个或多个马达参数而增加使用循环计数。如上所论述，在一些情况下，使用指示器2106包括对应于单次患者手术时间的计时电路。在其他情况下，使用指示器2106包括一个或多个传感器，这些传感器被构造成能够检测外科器械2110的特定事件和/或条件。

在一些情况下，使用循环电路2102被构造成能够防止在达到预先确定的使用限度之后外科器械2110的操作。在一些情况下，外科器械2110包括可视指示器，以便当已经达到和/或超过预先确定的使用限度时给出指示。例如，标记(诸如红色标记)可从外科器械2110(诸如从柄部)弹出，从而向操作者提供外科器械2110已超出预先确定的使用限度的视觉指示。又如，使用循环电路2102可联接到与外科器械2110一体地形成的显示器。使用循环电路2102显示出指示已经超出预先确定的使用限度的信息。外科器械2110可以向操作者提供已经超出预先确定的使用限度的听觉指示。例如，在一种情况下，当超出预先确定的使用限度时，外科器械2110发出可以听见的音调，然后将功率组件2100从外科器械2110移除。可以听见的音调指示出外科器械2110的最后一次使用，并指示应该丢弃或修复外科器械2110。

在一些情况下，使用循环电路2102被构造成能够将外科器械2110的使用循环计数传输到远程位置，例如，中央数据库。使用循环电路2102包括被构造成能够将使用循环计数传输到远程位置的通信模块2112。通信模块2112可利用任何合适的通信系统，例如有线和/或无线通信系统。远程位置可包括被构造成能够保持使用信息的中央数据库。在一些情况下，当功率组件2100联接到外科器械2110时，功率组件2100记录外科器械2110的序列号。例如，当功率组件2100联接到充电器时，该序列号被传输到中央数据库。在一些情况下，中央数据库保持着对应于外科器械2110的每一次使用的计数。例如，每次使用外科器械2110时，与外科器械2110相关联的条形码便可被扫描。当使用计数超过预先确定的使用限度时，中央数据库向外科器械2110提供指示应该丢弃外科器械2110的信号。

外科器械2110可被构造成能够当使用循环计数超出预先确定的使用限度时锁定和/或阻止外科器械2110的操作。在一些情况下，外科器械2110包括一次性仪器，并且在使用循环计数超出预先确定的使用限度之后被丢弃。在其他情况下，外科器械2110包括可重复使用的外科器械，该外科器械可在使用循环计数超出预先确定的使用限度之后被修复。在达到预先确定的使用限度之后，外科器械2110引发可逆闭锁。技术人员例如利用被构造成能够重置使用循环电路2102的专业技术键来修复外科器械2110并释放闭锁。

在一些方面，分段电路2000被构造成能够顺序地启动。先由每个电路段2002a-2002g执行错误检查，再对顺序的下一个电路段2002a-2002g通电。图23示出了用于对分段电路2270，例如分段电路2000顺序地通电的过程的一个实施例。当电池2008联接到分段电路2000时，安全处理器2004通电2272。安全处理器2004执行错误自检2274。当检测到错误时2276a，安全处理器停止对分段电路2000通电并生成错误代码2278a。当未检测到错误时2276b，安全处理器2004开始对主处理器2006加电2278b。主处理器2006执行错误自检。当未检测到错误时，主处理器2006开始对剩余的电路段中的每个顺序地加电2278b。主处理器2006对每个电路段进行通电及错误检查。当未检测到错误时，对下一个电路段通电2278b。当检测到错误时，安全处理器2004和/或主处理器停止对电流段通电，并生成错误2278a。继续顺序地启动，直到电路段2002a-2002g全部已通电为止。

图24示出了功率段2302的一方面，该功率段包括多个菊花链式功率转换器2314、2316、2318。功率段2302包括电池2308。电池2308被构造成能够提供源电压，诸如12V的电压。电流传感器2312联接到电池2308，以监控分段电路和/或一个或多个电路段的电流消耗。电流传感器2312联接到FET开关2313。电池2308联接到一个或多个电压转换器2309、2314、2316。始终接通的转换器2309向一个或多个电路部件例如运动传感器2322提供恒定的电压。始终接通的转换器2309包括例如3.3V转换器。始终接通的转换器2309可向附加电路部件例如安全处理器(未示出)提供恒定的电压。电池2308联接到升压转换器2318。升压转换器2318被构造成能够提供大于由电池2308所提供电压的升压电压。例如，在所示实施例中，电池2308提供12V的电压。升压转换器2318被构造成能够将该电压升高至13V。升压转换器2318被构造成能够在外科器械，例如外科器械10(图1至图4)的操作期间维持最小的电压。马达的操作可引起提供给主处理器2306的功率降到低于最小阈值，并且在主处理器2306中产生电压降低或重置状况。升压转换器2318确保在外科器械10的操作期间有足够的功率可用于主处理器2306和/或其他电路部件，诸如马达控制器2343。在一些示例中，升压转换器2318直接联接一个或多个电路部件，诸如OLED显示器2388。

升压转换器2318联接到一个或多个降压转换器，以提供低于升高电压水平的电压。第一电压转换器2316联接到升压转换器2318，并且向一个或多个电路部件提供第一降低的电压。在所示实施例中，第一电压转换器2316提供5V的电压。第一电压转换器2316联接到旋转位置编码器2340。FET开关2317联接在第一电压转换器2316与旋转位置编码器2340之间。FET开关2317由处理器2306来控制。处理器2306例如在功率密集操作期间断开FET开关2317，以去激活位置编码器2340。第一电压转换器2316联接到第二电压转换器2314，该第二降压转换器被构造成能够提供第二降低的电压。第二降低的电压包括例如3.3V的电压。第二电压转换器2314联接到处理器2306。在一些示例中，升压转换器2318、第一电压转换器2316和第二电压转换器2314以菊花链式构型联接。菊花链式构型允许使用更小且更高效的转换器以用于产生低于该升压电压水平的电压水平。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

图25示出了分段电路2400的一个方面，该分段电路被构造成能够使可用于关键功能和/或功率密集功能的功率最大化。分段电路2400包括电池2408。电池2408被构造成能够提供源电压，例如12V的电压。源电压被提供给多个电压转换器2409、2418。始终接通的电压转换器2409向一个或多个电路部件例如运动传感器2422和安全处理器2404提供恒定的电压。始终接通的电压转换器2409直接联接到电池2408。始终接通的转换器2409提供例如3.3V的电压。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

分段电路2400包括升压转换器2418。升压转换器2418提供大于由电池2408所提供的源电压(例如13V)的升压电压。升压转换器2418直接向一个或多个电路部件例如OLED显示器2488和马达控制器2443提供升压电压。通过将OLED显示器2488直接联接到升压转换器2418，分段电路2400消除了对专门用于OLED显示器2488的功率转换器的需要。升压转换器2418在马达2448的一个或多个功率密集操作例如切割操作期间向马达控制器2443和马达2448提供升压电压。升压转换器2418联接到降压转换器2416。降压转换器2416被构造成能够将低于所述升压电压的电压(例如5V)提供给一个或多个电路部件。降压转换器2416联接到例如FET开关2451和位置编码器2440。FET开关2451联接到主处理器2406。当将分段电路2400转变到休眠模式时，并且/或者在需要将额外的电压输送给马达2448的功率密集功能期间，主处理器2406断开FET开关2451。断开FET开关2451去激活位置编码器2440，并且消除了位置编码器2440的功率消耗。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

降压转换器2416联接到线性转换器2414。线性转换器2414被构造成能够提供例如3.3V的电压。线性转换器2414联接到主处理器2406。线性转换器2414向主处理器2406提供操作电压。线性转换器2414可联接到一个或多个附加的电路部件。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

分段电路2400包括应急开关2456。应急开关2456联接到外科器械10上的应急门。应急开关2456和安全处理器2404联接到与门2419。与门2419向FET开关2413提供输入。当应急开关2456检测到应急状况时，应急开关2456向与门2419提供应急关闭信号。当安全处理器2404检测到例如由于传感器失配而引起的不安全状况时，安全处理器2404向与门2419提供关闭信号。在一些示例中，应急关闭信号和关闭信号两者在正常操作期间都较高，并且当检测到应急状况或不安全的状况时都较低。当与门2419的输出较低时，FET开关2413是断开的，并且马达2448的操作受到阻止。在一些示例中，安全处理器2404利用关闭信号将马达2448转变到休眠模式下的关闭状态。由联接到电池2408的电流传感器2412向FET开关2413提供第三输入。电流传感器2412监控由电路2400消耗的电流，并且当检测到电流大于预先确定的阈值时，断开FET开关2413从而关闭到马达2448的功率。FET开关2413和马达控制器2443联接到被构造成能够控制马达2448的操作的一组FET开关2445。

马达电流传感器2446与马达2448串联联接，从而向电流监控器2447提供马达电流传感器读数。电流监控器2447联接到主处理器2406。电流监控器2447提供了指示马达2448电流消耗的信号。主处理器2406可利用来自马达电流监控器2447的信号来控制马达的操作，例如，以确保马达2448的电流消耗位于可接受范围内、将马达2448的电流消耗与电路2400(诸如位置编码器2440)的一个或多个其他参数进行比较、和/或确定治疗部位的一个或多个参数。在一些示例中，电流监控器2447可联接到安全处理器2404。

在一些方面，一个或多个柄部控件例如击发触发器的致动引起主处理器2406在柄部控件被致动时降低供给一个或多个部件的功率。例如，在一个示例中，击发触发器控制切割构件的击发行程。切割构件由马达2448驱动。击发触发器的致动引起马达2448的向前操作和切割构件的推进。在击发期间，主处理器2406断开FET开关2451，以从位置编码器2440移除功率。一个或多个电路部件的去激活允许更高的功率被输送至马达2448。当击发触发器被释放时，例如，通过闭合FET开关2451并且再激活位置编码器2440，全功率恢复至停用的部件。

在一些方面，安全处理器2404控制分段电路2400的操作。例如，安全处理器2404可启动分段电路2400的顺序加电、分段电路2400转变到休眠模式和从休眠模式转变，并且/或者可覆写来自主处理器2406的一个或多个控制信号。例如，在所示示例中，安全处理器2404联接到降压转换器2416。安全处理器2404通过激活或去激活降压转换器2416来控制分段电路2400的操作，以向分段电路2400的其余部分提供功率。

图26示出了功率系统2500的一方面，该功率系统包括被构造成能够被顺序通电的多个菊花链式功率转换器2514、2516、2518。所述多个菊花链式功率转换器2514、2516、2518可在初始加电和/或从休眠模式转变期间被例如安全处理器顺序地激活。安全处理器可由独立的功率转换器(未示出)供电。例如，在一个示例中，当电池电压VBATT联接到功率系统2500并且/或者加速度计检测到休眠模式下的运动时，安全处理器引发菊花链式功率转换器2514、2516、2518的顺序启动。安全处理器激活13V升压节段2518。升压节段2518通电并执行自检。在一些示例中，升压节段2518包括集成电路2520，该集成电路被构造成能够升高源电压并执行自检。二极管D阻止5V供电节段2516加电，直到升压节段2518已完成自检并已向二极管D提供了指示升压节段2518未识别到任何错误的信号为止。在一些示例中，由安全处理器提供该信号。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

5V供电节段2516在升压节段2518之后被顺序地加电。5V供电节段2516在加电期间执行自检，以识别5V供电节段2516中的任何错误。5V供电节段2516包括集成电路2515，该集成电路被构造成能够从升压电压提供降低电压，并能够执行错误检查。当未检测到错误时，5V供电节段2516完成顺序加电，并向3.3V供电节段2514提供激活信号。在一些示例中，安全处理器向3.3V供电节段2514提供激活信号。3.3V供电节段包括集成电路2513，该集成电路被构造成能够由5V供电节段2516提供降低电压，并能够在加电期间执行错误自检。当在自检期间未检测到错误时，3.3V供电节段2514向主处理器提供功率。主处理器被构造成能够顺序地对剩余的电路段中的每个通电。通过顺序地对功率系统2500和/或分段电路的剩余部分通电，功率系统2500降低了错误风险，在施加负荷之前实现电压水平的稳定性，并防止所有硬件以不可控的方式同时被接通而产生较大的电流消耗。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

在一方面，功率系统2500包括过压识别及消减电路。过压识别及消减电路被构造成能够检测外科器械中的单极返回电流，并且在检测到单极返回电流时中断来自功率段的功率。过压识别及消减电路被构造成能够识别功率系统的地电浮动。过压识别及消减电路包括金属氧化物变阻器。过压识别及消减电路包括至少一个瞬时电压抑制二极管。

图27示出了包括单点控制节段2602的分段电路2600的一方面。单点控制节段2602使分段电路2600的控制硬件与分段电路2600的功率节段(未示出)隔离。控制节段2602包括例如主处理器2606、安全处理器(未示出)，和/或附加的控制硬件(例如，FET开关2617)。功率节段包括例如马达、马达驱动器和/或多个马达MOSFET。单点控制节段2602包括充电电路2603和联接到5V功率转换器2616的可再充电电池2608。充电电路2603和可再充电电池2608使主处理器2606与功率节段隔离。在一些示例中，可再充电电池2608联接到安全处理器和任一附加的支持硬件。使控制节段2602与功率节段隔离允许控制节段2602(例如，主处理器2606)保持激活(甚至当主电源被移除时)、穿过可再充电电池2608提供过滤器以保持噪声远离控制节段2602、使控制节段2602与电池电压中的剧烈变化隔离以确保适当的操作(甚至在较大的马达负载期间)并且/或者允许实时操作系统(RTOS)被分段电路2600使用。在一些示例中，可再充电电池2608向主处理器提供降低电压，例如，3.3V的电压。然而，这些示例不限于本说明书的上下文中所述的特定电压范围。

图28A和图28B示出了被构造成能够控制图1至图18A所示的电动外科器械10的控制电路3000的另一方面。如图18A、图28B所示，柄部组件14可包括马达3014，该马达可由马达驱动器3015控制，并可由外科器械10的击发系统使用。在各种形式中，马达3014例如可以是具有约25,000RPM的最大旋转的DC有刷驱动马达。在其他布置中，马达3014可包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达或任何其他合适的电动马达。在某些情况下，马达驱动器3015可包括例如H桥FET 3019，如图28B所示。马达3014可由功率组件3006供电，该功率组件可以可释放地安装到柄部组件14。功率组件3006被构造成能够向外科器械10供应控制功率。功率组件3006可包括电池，该电池可包括串联连接的、可用作功率源为外科器械10供电的多个电池单元。在这种构型中，功率组件3006可被称为电池组。在某些情况下，功率组件3006的电池单元可以是可替换的和/或可再充电的。在至少一个示例中，电池单元可以是能够可分离地联接到功率组件3006的锂离子电池。

适合与外科器械10一起使用的驱动系统和闭合系统的示例公开于2013年3月14日提交的标题为“CONTROL SYSTEM OF A SURGICAL INSTRUMENT”的美国临时专利申请序列号61/782,866，该专利的完整公开内容全文以引用方式并入本文。例如，电动马达3014可包括可与齿轮减速器组件可操作地接合的可旋转轴(未示出)，该齿轮减速器组件可与一组或一齿条的驱动齿啮合接合地安装在纵向可动驱动构件上。在使用中，电池所提供的电压极性可操作电动马达3014驱动纵向可动驱动构件，以使端部执行器300生效。例如，马达3014可被构造成能够驱动纵向可动驱动构件以推进击发机构，从而将钉从与端部执行器300组装在一起的钉仓击发到由端部执行器300捕集的组织中并且/或者推进切割构件来例如切割由端部执行器300捕集的组织。

如图28A和图28B所示，并如下文更详细地描述，例如，功率组件3006可包括功率管理控制器3016，该功率管理控制器可被构造成能够调节功率组件3006的功率输出，以便在可互换轴组件200联接到柄部组件14时，输送第一功率输出为马达3014供电从而推进切割构件，并且以便在可互换轴组件200联接到柄部组件14时，输送第二功率输出为马达3014供电从而推进切割构件。这种调节在避免将超出联接到柄部组件14的可互换轴组件需求的过高功率传输到马达3014这方面可以是有利的。

轴组件200可包括轴PCBA 3031，该轴PCBA包括轴组件控制器3022，在轴组件200与功率组件3006联接到柄部组件14时，该轴组件控制器可通过接口(例如，图29的接口3024)与功率管理控制器3016通信。例如，接口可包括第一接口部分3025和第二接口部分3027，其中第一接口部分可包括一个或多个用于与对应的轴组件电连接器联接接合的电连接器，第二接口部分可包括一个或多个用于与对应的功率组件电连接器联接接合的电连接器，从而在轴组件200与功率组件3006联接到柄部组件14时，允许轴组件控制器3022和功率管理控制器3016之间电连通。可通过接口传输一个或多个通信信号，以将附接的可互换轴组件200的功率需求中的一个或多个传送到功率管理控制器3016。作为响应，功率管理控制器3016可依据所附接轴组件200的功率需求，调节功率组件3006的电池的功率输出，如下文更详细地描述。在某些情况下，电连接器中的一个或多个可包括开关，在柄部组件14机械联接接合到轴组件200并且/或者机械联接接合到功率组件3006以允许轴组件控制器3022与功率管理控制器3016之间电连通之后，这些开关可被启动。

在某些情况下，例如，通过将一个或多个通信信号路由通过位于柄部组件14中的主控制器3017，接口可有利于在功率管理控制器3016与轴组件控制器3022之间传输这类通信信号。在其他情况下，当轴组件200和功率组件3006联接到柄部组件14时，接口可有利于通过柄部组件14的功率管理控制器3016和轴组件控制器3022之间的直接通信线路。

在一种情况下，主微控制器3017可以是任一种单核或多核处理器，诸如已知的由Texas Instruments生产的商品名为ARM Cortex的那些。在一种情况下，外科器械10(图1至图4)可包括功率管理控制器3016，例如包括两个基于微控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)的安全微控制器平台(已知同样由Texas Instruments生产的商品名为Hercules ARMCortex R4)。然而，可不受限制地采用微控制器和安全处理器的其他合适的替代物。在一种情况下，安全处理器2004(图21A)可具体地针对IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等等进行构造，以在输送可量化的性能、连通性和存储选项时提供高级集成安全特征。

在某些情况下，微控制器3017可以是例如可购自Texas Instruments的LM4F230H5QR。在至少一个示例中，Texas Instruments LM4F230H5QR为ARM Cortex-M4F处理器内核，其包括256KB的单循环闪存存储器或其他非易失性存储器(最多至40MHZ)的片上存储器、40MHz以上的用于提高性能的预取缓冲区、32KB单周期串行随机存取存储器(SRAM)、加载有

软件的内置只读存储器(ROM)、2KB电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、一个或多个脉宽调制(PWM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、一个或多个具有12个模拟输入通道的12位模/数转换器(ADC)、以及对于产品数据表而言易得的其他特征。本公开不应限于这一上下文。

功率组件3006可包括功率管理电路，该功率管理电路可包括功率管理控制器3016、功率调制器3038和电流感测电路3036。在轴组件200与功率组件3006联接到柄部组件14时，功率管理电路可被构造成能够基于轴组件200的功率需求调节电池的功率输出。例如，功率管理控制器3016可被编程以控制功率调制器3038调节功率组件3006的功率输出，并且电流感测电路3036可用于监控功率组件3006的功率输出，以便为功率管理控制器3016提供与电池的功率输出有关的反馈，使得功率管理控制器3016可调节功率组件3006的功率输出以维持理想的输出。

值得注意的是，功率管理控制器3016和/或轴组件控制器3022各自可包括一个或多个可存储多个软件模块的处理器和/或存储器单元。尽管可采用举例说明的方式描述外科器械10的某些模块和/或块，但可以理解，可使用数目更多或更少的模块和/或块。另外，虽然各种情况可按照模块和/或块的形式描述以便于说明，但这些模块和/或块可通过一个或多个硬件部件和/或软件部件和/或硬件部件与软件部件的组合加以实施，所述硬件部件例如处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、专用集成电路(ASIC)、电路、寄存器，所述软件部件例如程序、子例程、逻辑。

在某些情况下，外科器械10可包括输出装置3042，该输出装置可包括一个或多个用于向用户提供感官反馈的装置。此类装置可包括例如视觉反馈装置(例如，LCD显示屏、LED指示器)、听觉反馈装置(例如，扬声器、蜂鸣器)或触觉反馈装置(例如，触觉致动器)。在某些情况下，输出装置3042可包括显示器3043，该显示器可包括在柄部组件14中。轴组件控制器3022和/或功率管理控制器3016可通过输出装置3042向外科器械10的用户提供反馈。接口(例如，图29的接口3024)可被构造成能够将轴组件控制器3022和/或功率管理控制器3016连接到输出装置3042。读者将会知道，作为替代，输出装置3042可与功率组件3006集成。在这类情况下，当轴组件200联接到柄部组件14时，输出装置3042与轴组件控制器3022之间的通信可通过接口实现。

图29为图1的外科器械的框图，其中示出了柄部组件14与功率组件3006之间、以及柄部组件14与可互换轴组件200之间的接口(统称为3024)。如图29所示，功率组件3006可包括功率管理电路3034，所述功率管理电路可包括功率管理控制器3016、功率调制器3038、电流感测电路3036和功率组件连接器3032。功率管理电路3034可被构造成能够在轴组件200与功率组件3006联接到柄部组件14时，基于轴组件200的功率需求调节电池3007的功率输出。例如，功率管理控制器3016可被编程以控制功率调制器3038调节功率组件3006的功率输出，并且电流感测电路3036可用于监控功率组件3006的功率输出，以便为功率管理控制器3016提供与电池3007的功率输出有关的反馈，使得功率管理控制器3016可调节功率组件3006的功率输出以维持理想的输出。功率组件连接器3032被构造成能够在接口3027处连接到柄部组件14的功率组件连接器3030，以将功率组件3006连接到柄部组件14。

轴组件200包括轴组件控制器3022和轴组件连接器3028。轴组件连接器3028被构造成能够在接口3025处连接到柄部组件14的轴组件连接器3026，以将轴组件200连接到柄部组件14。如图29所示，柄部组件14可包括主微控制器3017和包括显示器3043的输出装置3042。

如上所述，各种部件可配合以帮助控制电动外科器械的马达。例如，对于电动外科器械10，马达电流传感器2046测量正被输送到马达2048的电流，并将表示所测量电流的输入信号输送到主处理器2006，该主处理器继而将脉宽调制信号施加到马达控制器2043，该马达控制器继而向FET 2044的栅极端子提供控制信号以控制随时间推移从电池2008输送到马达2048的电流量以及马达2048的旋转方向。当马达沿着第一方向旋转时，可利用一个马达电流传感器2046来测量正被输送到马达2048的电流，并且当马达沿着第二方向旋转时，可利用另一个马达电流传感器2046来测量正被输送到马达2048的电流。总而言之，这些部件可被认为形成了控制电路/系统或马达控制电路/系统的一部分。在各种实施方案中，为了测量正被输送到马达2048的电流，马达电流传感器2046被定位成测量在马达2048与马达2048上游的FET 2044之间的H桥电路(H桥电路包括FET 2044并且允许电压沿任一方向施加在马达2048上以允许马达2048沿第一方向和第二方向旋转)中流动的电流。所测量的电流可用于控制马达2048，并且通过扩展来控制施加到电动外科器械10的击发驱动系统80的力。

在实施过程中，定位马达电流传感器2046来测量在马达2048与马达2048上游的FET 2044之间的H桥电路中流动的电流较为困难。因此，根据各种实施方案，期望利用除在H桥电路中测量的电流之外的电流来控制马达2048。例如，代替如上所述利用在H桥电路中测量的电流，可以利用外科器械10中另一点处测量的力来控制马达2048。

图30示出了根据各种实施方案的外科缝合器3100的各种电气部件的简化表示。根据各种实施方案，外科缝合器3100包括驱动系统、柄部组件、电动马达3102、电池3104和控制系统。为了简单起见，在图30中未示出的驱动系统可与击发驱动系统80类似或相同。为了简单起见，在图30中未示出的柄部组件可与柄部组件14类似或相同。电动马达3102机械联接到驱动系统，并且可与马达2048类似或相同。电池3104可电联接到电动马达3102，并且可与电池2008类似或相同。控制系统电连接到电动马达3102并且包括H桥电路和多个传感器。为了简单起见，在图30中未示出多个传感器，并且将在下面参考图31更详细地描述。H桥电路包括第一开关装置3110、第二开关装置3112、第三开关装置3114以及第四开关装置3116。第一开关装置、第二开关装置、第三开关装置和第四开关装置3110至3116可以是任何合适类型的开关装置，并且可与FET 2044类似或相同。H桥电路还限定了相对于马达3102的高压侧和低压侧。高压侧包括第一支路和第二支路，其中第一开关装置3110是第一支路的一部分，并且第二开关装置3112是第二支路的一部分，如本领域已知的。低压侧包括第三支路和第四支路，其中第三开关装置3114是第三支路的一部分，第四开关装置316是第四支路的一部分。H桥电路的高压侧被认为是H桥电路的上游侧，而H桥电路的低压侧被认为是H桥电路的下游测。电动马达3102可通过H桥电路电联接到电池3104。

在“一般”操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿第一方向(例如，使得驱动系统的部件朝远侧推进的方向)旋转。对于这种情况，电流的路径从电池3104的正极端子，穿过第一开关装置3110，穿过电动马达3102，穿过第四开关装置3116，并返回电池3104的负极端子。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置3110和第四开关装置3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿第二方向(例如，使得驱动系统的部件朝近侧回缩的方向)旋转。对于这种情况，电流的路径从电池3104的正极端子，穿过第二开关装置3112，穿过电动马达3102，穿过第三开关装置3114，并返回电池3104的负极端子。如下文更详细描述的，在驱动系统的一个或多个部件上赋予的或由驱动系统的一个或多个部件赋予的一个或多个力可用于控制电动马达3102。

图31示出了根据各种实施方案的外科缝合器3100的各种电气部件和机械部件的简化表示。外科缝合器3100的驱动系统包括可动驱动构件120。为了简单起见，在图31中未示出可动驱动构件120。外科缝合器3100的柄部组件包括被构造成能够接纳和/或支撑可动驱动构件120的框架3120。框架3120可与框架20类似或相同，如上文参考图4所述，所述框架20可操作地支撑击发驱动系统80的可动驱动构件120。框架3120限定操作以帮助支撑可动驱动构件120的插口3122。如图31所示，外科缝合器3100还可包括定位于框架3120的外表面上的第一传感器3106和定位于框架3120的相对外表面上的第二传感器3108(以虚线示出)。第一传感器3106和第二传感器3108可被认为是控制系统的一部分，并且可以是被构造成能够感测由可动驱动构件120施加到或赋予在框架3120上的力的任何合适类型的传感器。根据各种实施方案，第一传感器3106和第二传感器3108体现为应变仪。

在操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得可动驱动构件120朝远侧推进的第一方向旋转。当可动驱动构件120朝远侧推进时，其在框架3120上施加或赋予力。该力可由第一传感器3106和/或第二传感器3108感测/测量。响应于感测的力，第一传感器3106可输出指示施加到或赋予在框架3120上的力的大小的信号，并且第二传感器3108可输出指示施加到或赋予在框架3120上的力的大小的信号。来自第一传感器3106和/或第二传感器3108的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第一方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置和第四开关装置3110,3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得可动驱动构件120朝近侧回缩的第二方向旋转。当可动驱动构件120朝近侧回缩时，其在框架3120上施加或赋予力。该力可由第一传感器3106和/或第二传感器3108感测/测量。响应于感测的力，第一传感器3106可输出指示施加到或赋予在框架3120上的力的大小的信号，并且第二传感器3108可输出指示施加到或赋予在框架3120上的力的大小的信号。来自第一传感器3106和/或第二传感器3108的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第二方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。

虽然图31示出了仅两个传感器3106、3108，但应当理解，控制系统可包括定位在框架3120上的任何数量的传感器。例如，如下文关于图32更详细地描述的那样，传感器可定位在框架3120的插口3122的表面上。

图32示出了根据各种实施方案的外科缝合器3200的简化表示。外科缝合器3200类似于外科缝合器3100之处在于其包括驱动系统、柄部组件、电动马达和电池，但是不相同。如图32所示，驱动系统包括驱动齿轮86和可动驱动构件120。对于外科缝合器3200，框架3120的插口3222被改性以使其成为稍具柔性的梁，并且控制系统包括定位在插口3222的表面上的传感器3206。为了简单起见，图32中示出了框架3120的仅一些部分，包括插口3222和衬套块3224。传感器3206可以是被构造成能够感测由可动驱动构件120施加到或赋予在插口3222上的力(例如，推力)的任何合适类型的传感器。根据各种实施方案，传感器3206体现为应变仪。虽然图32中示出了仅一个传感器3106，但应当理解，控制系统可包括定位在插口3122上的任何数量的传感器。

在操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得可动驱动构件120朝远侧推进的第一方向旋转。当可动驱动构件120朝远侧推进时，其在插口3222上施加或赋予力。该力可由传感器3206感测/测量。响应于感测的力，传感器3206可输出指示施加到或赋予在插口3222上的力的大小的信号。来自传感器3206的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第一方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置3110和第四开关装置3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得可动驱动构件120朝近侧回缩的第二方向旋转。当可动驱动构件120朝近侧回缩时，其在插口3222上施加或赋予力(例如，推力)。该力可由传感器3206感测/测量。响应于感测的力，传感器3206可输出指示施加到或赋予在插口3222上的力的大小的信号。来自传感器3206的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第二方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。

图33示出了根据各种实施方案的外科缝合器3300的简化表示。外科缝合器3300与外科缝合器3200相似之处在于其包括驱动系统、柄部组件、电动马达和电池，但是不相同。如图33所示，驱动系统包括驱动齿轮86、可动驱动构件120和机械联接到驱动齿轮86并且由衬套块部分3324支撑的轴3326。为了简单起见，图33中示出了框架3120的仅一些部分，包括插口3322和衬套块3324。对于外科缝合器3300，框架3120的衬套块部分3324中的一个被改性以使其成为稍具柔性的梁，并且控制系统包括定位在改性的衬套块部分3324的表面上的传感器3306。传感器3306可以是被构造成能够感测由轴3326施加到或赋予在衬套块部分3324上的力(例如，弯曲力)的任何合适类型的传感器。根据各种实施方案，传感器3306体现为应变仪。虽然图33中示出了仅一个衬套块部分3324被改性，但应当理解，两个衬套块部分3324均可以被改性以使它们成为稍具柔性的梁。对于这样的实施方案，控制系统将包括定位在相应的衬套块部分3324的表面上的传感器。另外，应当理解，可将任何数量的传感器定位在或集成到构建块部分3324中。

在操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3326旋转并且可动驱动构件120朝远侧推进的第一方向旋转。当可动驱动构件120朝远侧推进时，该可动驱动构件在轴3326上施加或赋予力(例如，弯曲力)，该力被转移到衬套块部分3224。该力可由传感器3306感测/测量。响应于感测的力，传感器3306可输出指示施加到或赋予在衬套块部分3224上的力的大小的信号。来自传感器3306的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第一方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置3110和第四开关装置3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3326旋转并且可动驱动构件120朝近侧的第二方向旋转。当可动驱动构件120朝近侧回缩时，该可动驱动构件在轴3326上施加或赋予力(例如，弯曲力)，该力被转移到衬套块部分3224。该力可由传感器3306感测/测量。响应于感测的力，传感器3306可输出指示施加到或赋予在衬套块部分3224上的力的大小的信号。来自传感器3306的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第二方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。

图34示出了根据各种实施方案的外科缝合器3400的简化表示。外科缝合器3400与外科缝合器3200相似之处在于其包括驱动系统、柄部组件、电动马达和电池，但是不相同。如图34所示，驱动系统包括驱动齿轮86、可动驱动构件120以及机械地联接到驱动齿轮86并由衬套块部分3424支撑的轴3326。为了简单起见，图34中示出了框架3120的仅一些部分，包括插口3422和衬套块3424。对于外科缝合器3400，衬套块部分3424中的一个包括三层衬套3428，并且控制系统包括联接到三层衬套3428的传感器3406。图35中示出了三层衬套3428的更详细的表示。三层衬套3428的第一层3430被定位在衬套块3424的表面附近并且包括导电金属。三层衬套3428的第二层3432被定位在轴3326的表面附近并且也包括导电金属。三层衬套3428的第三层3434被定位在第一层3430和第二层3432之间，并且包括嵌入有导电颗粒的压缩材料。当三层衬套3428经历压缩力(例如，由驱动系统施加的力)时，第一层3430和第二层3432之间的电阻率随着力成比例地变化。

在操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3326旋转并且可动驱动构件120朝远侧推进的第一方向旋转。当可动驱动构件120朝远侧推进时，该可动驱动构件在轴3326上施加或赋予力，该力被转移到三层衬套3428。合力导致三层衬套3428的压缩，这继而改变第一层3430和第二层3432之间的电阻率。传感器3406感测/测量第一层3430和第二层3432之间的电阻率的变化。响应于感测的电阻率的变化，传感器3406可输出指示施加到或赋予在三层衬套3428上的力的大小的信号。来自传感器3206的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第一方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置3110和第四开关装置3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3326旋转并且可动驱动构件120朝近侧回缩的第二方向旋转。当可动驱动构件120朝近侧回缩时，该可动驱动构件在轴3326上施加或赋予力，该力被转移到三层衬套3428。合力导致三层衬套3428的压缩，这继而改变第一层3430和第二层3432之间的电阻率。传感器3406感测/测量第一层3430和第二层3432之间的电阻率的变化。响应于感测的电阻率的变化，传感器3406可输出指示施加到或赋予在三层衬套3428上的力的大小的信号。来自传感器3206的输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第二方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。

虽然图34中示出了仅一个三层衬套3428，但应当理解，两个衬套块部分3424均可包括三层衬套3428。对于这样的实施方案，控制系统可包括联接到附加三层衬套3428的附加传感器3406。另外，应当理解，传感器3406可被定位在构建块部分3424附近、在该构建块部分上或集成到该构建块部分中。

图36示出了根据各种实施方案的外科缝合器3600的简化表示。外科缝合器3600与外科缝合器3100相似之处在于其包括驱动系统、柄部组件、电动马达和电池，但是不相同。如图36所示，驱动系统包括驱动齿轮86、可动驱动构件120以及机械联接到驱动齿轮86的细长轴3626，该细长轴由衬套块部分3624支撑并且延伸经过衬套块部分3624中的一个。轴3626是细长的，使得由驱动系统施加到其上的力引起的轴3626的任何弯曲将导致轴3626的端部的加大的弯曲。为了简单起见，图36中示出了框架3120的仅一些部分，包括插口3622和衬套块3624。外科缝合器3600还包括连接到轴3626的端部的磁体3628以及围绕磁体3628和轴3626的端部的多个传感器3606。传感器3606被构造成能够感测轴3626的端部相对于轴3626的居中位置的偏离或弯曲，并且可被认为是控制系统的一部分。传感器3606可以是任何合适类型的传感器，并且可被定位在外科缝合器之上或之内的任何合适的位置处。例如，根据各种实施方案，传感器3606体现为定位在框架3120上或该框架附近(例如，在衬套块3624附近)的霍尔效应传感器。虽然图36中示出了三个传感器3606，但应当理解，外科器械3600可包括任何数量的传感器3606，所述传感器被构造成能够感测轴3626的端部相对于轴3626的居中位置的偏离或弯曲。此外，虽然轴3626的仅一个端部被示出为延伸经过图36中的衬套块3624，但应当理解，轴3626的两个端部都可以延伸，两个端部可具有与其连接的磁体3628，并且两个磁体3628可由多个传感器3606围绕。

在操作中，当第一开关装置3110和第四开关装置3116“闭合”并且第二开关装置3112和第三开关装置3114“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3626旋转并且可动驱动构件120朝远侧推进的第一方向旋转。当可动驱动构件120朝远侧推进时，其在轴3626上施加或赋予力。施加到轴3626的力导致轴3626的端部处的弯曲，这导致磁体3628移动得更靠近传感器3606中的一个并且更远离其他传感器3606。可由传感器3606感测/测量从磁体3628到相应传感器3606的距离的相应变化。响应于相应的感测的距离变化，传感器3606可各自输出指示施加到或赋予在轴3626上的力的大小的信号。来自传感器3606的相应输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第一方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。类似地，当第二开关装置3112和第三开关装置3114“闭合”并且第一开关装置3110和第四开关装置3116“断开”时，电动马达3102能够从电池3104汲取电流并且沿使得驱动齿轮86和轴3326旋转并且可动驱动构件120朝近侧回缩的第二方向旋转。当可动驱动构件120朝近侧回缩时，其在轴3326上施加或赋予力，这导致磁体3628移动得更靠近传感器3606中的一个并且更远离其他传感器3606。可由传感器3606感测/测量从磁体3628到相应传感器3606的距离的相应变化。响应于相应的感测的距离变化，传感器3606可各自输出指示施加到或赋予在轴3626上的力的大小的信号。来自传感器3606的相应输出信号可被输入到主处理器2006以控制电动马达3102，并且通过扩展来控制当电动马达3102沿第二方向操作时施加到外科缝合器3100的驱动系统的力。

图37示出了用于限制由外科缝合器施加的撞击力的方法3700的各种实施方案。方法3700可通过本文所述的任何外科缝合器来实现。该过程从框3710开始，其中从位于外科缝合器中的一个或多个存储器读取外科缝合器的系统的部件的质量值和刚度值中的每一个。该系统可以是外科缝合器的任何系统，例如上文所述的闭合系统30或击发系统80。质量值和刚度值可例如由马达控制器2043从柄部组件14中的存储器和/或轴组件200中的存储器读取。

该过程从框3710前进至框3720，其中从一个或多个存储器读取外科缝合器的每种状态的每个最大力值。最大力值可例如由马达控制器2043从柄部组件14中的存储器和/或轴组件200中的存储器读取。该最大力值可包括例如外科缝合器的夹持状态的最大力值、外科缝合器的非夹持状态的最大力值、外科缝合器的关节运动状态的最大力值、外科缝合器的击发状态的最大力值等。

应当理解，在框3710和框3720处采取的动作可顺序地、同时地或以不同的顺序发生。

该过程从框3720前进至框3730，其中确定外科缝合器的当前状态。根据各种实施方案，该确定可基于读取的质量值、刚度值和最大力值，并且可由主处理器2006、安全处理器2004或它们的组合来进行。另外，根据各种实施方案，一旦确定了外科缝合器的当前构型，可通过将系统的每个部件的相应质量值相加并且将系统的每个部件的相应刚度值相加来确定系统的总质量值和总刚度值。

该过程从框3730前进至框3740，其中基于外科缝合器的确定状态的最大力值来控制电动马达(例如，电动马达3102)，以限制由外科缝合器的端部执行器(例如，端部执行器300)施加的撞击力。根据各种实施方案，对于外科缝合器所给定的确定的当前状态，控制电动马达以控制系统部件中的一者(例如，刀杆280)的速度，使得速度小于或等于外科缝合器的确定状态的最大力值除以外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

上述过程可以重复任意次数。在外科器械的给定状态已经改变为另一种状态(例如，从夹持状态变为未夹持状态)之后，可通过上述方式确定系统的另一总质量值和另一总刚度值，并且可以控制电动马达以限制系统部件中的一者的速度从而限制由外科缝合器的端部执行器施加的撞击力。通过利用上述方法，应当理解，可防止端部执行器对组织施加过大的撞击力，并且不需要串联的力传感器和高速运动控件。

实施例

实施例1—提供了一种外科缝合器。外科缝合器包括包含可动驱动构件的驱动系统、包括被构造成能够在其中支撑可动驱动构件的框架的柄部组件、机械联接到驱动系统的电动马达、可电联接到电动马达的电池以及电连接到电动马达的控制系统。控制系统包括定位在框架上的传感器。该控制系统被构造成能够基于由可动驱动构件施加到框架的力来控制电动马达。

实施例2—根据实施例1所述的外科缝合器，其中传感器包括应变仪。

实施例3—根据实施例1或2所述的外科缝合器，其中传感器被定位在框架的外表面上。

实施例4—根据实施例1、2或3所述的外科缝合器，其中传感器被构造成能够感测由可动驱动构件施加到框架的力。

实施例5—根据实施例1、2、3或4所述的外科缝合器，其中控制系统还包括定位在框架上的多个传感器。

实施例6—提供了一种外科缝合器。外科缝合器包括包含可动驱动构件的驱动系统、包括框架的柄部组件，其中该框架限定被构造成能够在其中支撑可动驱动构件的插口、机械联接到驱动系统的电动马达、可电联接到电动马达的电池以及电连接到电池的控制系统。控制系统包括定位在插口上的传感器。该控制系统被构造成能够基于由可动驱动构件施加到插口的力来控制电动马达。

实施例7—根据实施例6所述的外科缝合器，其中传感器包括应变仪。

实施例8—根据实施例6或7所述的外科缝合器，其中传感器被构造成能够感测由可动驱动构件施加到插口的力。

实施例9—根据实施例6、7或8所述的外科缝合器，其中控制系统还包括定位在插口上的多个传感器。

实施例10—提供了一种外科缝合器。外科缝合器包括驱动系统、柄部组件、机械联接到驱动系统的电动马达、可电联接到电动马达的电池以及电连接到电动马达的控制系统。驱动系统包括可动驱动构件、与可动驱动构件机械联接的齿轮以及连接到齿轮的轴。柄部组件包括被构造成能够支撑轴的衬套块。控制系统包括定位在衬套块上的传感器，并且被构造成能够基于由驱动系统施加到衬套块的力来控制电动马达。

实施例11—根据实施例10所述的外科缝合器，其中传感器包括应变仪。

实施例12—根据实施例10或11所述的外科缝合器，其中传感器被构造成能够感测由驱动系统施加到衬套块的力。

实施例13—根据实施例10、11或12所述的外科缝合器，其中柄部组件还包括被构造成能够支撑轴的第二衬套块，并且控制系统还包括定位在第二衬套块上的第二传感器。

实施例14—提供了一种外科缝合器。外科缝合器包括驱动系统、柄部组件、机械联接到驱动系统的电动马达、可电联接到电动马达的电池以及电连接到电动马达的控制系统。驱动系统包括可动驱动构件、与可动驱动构件机械联接的齿轮以及连接到齿轮的轴。柄部组件包括被构造成能够支撑轴的衬套块，其中该衬套块包括三层衬套。控制系统包括联接到三层衬套的传感器。该控制系统被构造成能够基于由驱动系统施加到三层衬套的力来控制电动马达。

实施例15—根据实施例14所述的外科缝合器，其中传感器被构造成能够感测由驱动系统施加到三层衬套的压缩力。

实施例16—根据实施例14或15所述的外科缝合器，其中，第一，柄部组件还包括被构造成能够支撑轴的第二衬套块，其中该第二衬套块包括第二三层衬套，并且，第二，控制系统还包括联接到第二三层衬套的第二传感器。

实施例17—提供了一种外科缝合器。外科缝合器包括驱动系统，其中该驱动系统包括可动齿条、与可动齿条机械联接的齿轮以及连接到齿轮的轴。外科缝合器还包括连接到轴的端部的磁体、包括被构造成能够支撑轴的框架的柄部组件、机械联接到驱动系统的电动马达、可电联接到电动马达的电池以及电连接到电动马达的控制系统。控制系统包括围绕磁体的传感器阵列，并且控制系统被构造成能够基于施加到轴的力来控制电动马达。

实施例18—根据实施例17所述的外科缝合器，其中传感器阵列包括霍尔效应传感器阵列。

实施例19—根据实施例17或18所述的外科缝合器，其中传感器阵列被构造成能够感测轴的端部的弯曲。

实施例20—提供了一种用于限制由外科缝合器施加的撞击力的方法。该方法包括：从外科缝合器的一个或多个存储器读取系统的部件的质量值和刚度值、从一个或多个存储器读取外科缝合器的每种状态的最大力值、确定外科缝合器的当前状态、以及控制外科缝合器的电动马达，以基于外科缝合器的确定状态的最大力值来限制由外科缝合器的端部执行器施加的撞击力。

实施例21—根据实施例20所述的方法，其中读取质量值和刚度值包括从以下中的至少一者读取值：外科缝合器的柄部组件中的存储器，以及外科缝合器的轴组件中的存储器。

实施例22—根据实施例20或21所述的方法，其中读取最大力值包括读取以下中的至少一者：外科缝合器的夹持状态的最大力值、外科缝合器的未夹持状态的最大力值、外科缝合器的关节运动状态的最大力值，以及外科缝合器的击发状态的最大力值。

实施例23—根据实施例20、21或22的方法还包括确定以下各项中的至少一项的总质量值和总刚度值：外科缝合器的闭合系统和外科缝合器的击发系统。

实施例24—根据实施例20、21、22或23的方法，其中，对于外科缝合器的确定状态，控制电动马达包括控制电动马达使得系统部件中的一者的速度小于或等于外科缝合器的确定状态的最大力值除以外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

实施例25—根据实施例23或24的方法，还包括在外科缝合器的状态改变之后确定以下各项中的至少一项：外科缝合器的系统的另一总质量值和外科缝合器的系统的另一总刚度值。

下述专利的全部公开内容据此以引用方式并入本文：

公布于1995年4月4日的标题为“ELECTROSURGICAL HEMOSTATIC DEVICE”的美国专利5,403,312；

公布于2006年2月21日的标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENT HAVINGSEPARATE DISTINCT CLOSING AND FIRING SYSTEMS”的美国专利7,000,818；

公布于2008年9月9日的标题为“MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING ANDFASTENING INSTRUMENT WITH TACTILE POSITION FEEDBACK”的美国专利7,422,139；

公布于2008年12月16日的标题为“ELECTRO-MECHANICAL SURGICAL INSTRUMENTWITH CLOSURE SYSTEM AND ANVIL ALIGNMENT COMPONENTS”的美国专利7,464,849；

公布于2010年3月2日的标题为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING AN ARTICULATINGEND EFFECTOR”的美国专利7,670,334；

公布于2010年7月13日的标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS”的美国专利7,753,245；

公布于2013年3月12日的标题为“SELECTIVELY ORIENTABLE IMPLANTABLEFASTENER CARTRIDGE”的美国专利8,393,514；

标题为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES”的美国专利申请序列号11/343,803，现为美国专利7,845,537；

于2008年2月14日提交的标题为“SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENTHAVING RF ELECTRODES”的美国专利申请序列号12/031,573；

于2008年2月15日提交的标题为“END EFFECTORS FOR A SURGICAL CUTTING ANDSTAPLING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号12/031,873(现为美国专利No.7,980,443)；

标题为“MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号12/235,782，现为美国专利8,210,411；

标题为“POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLYRETRACTABLE FIRING SYSTEM”的美国专利申请序列号12/249,117，现为美国专利8,608,045；

于2009年12月24日提交的标题为“MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING INSTRUMENTWITH ELECTRIC ACTUATOR DIRECTIONAL CONTROL ASSEMBLY”的美国专利申请序列号12/647,100(现为美国专利号8,220,688)；

于2012年9月29日提交的标题为“STAPLE CARTRIDGE”的美国专利申请序列号12/893,461，现为美国专利No.8,733,613；

于2011年2月28日提交的标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号13/036,647，现为美国专利No.8,561,870；

标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENTARRANGEMENTS”的美国专利申请序列号No.13/118,241，现为美国专利9,072,535；

于2012年6月15日提交的标题为“ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTCOMPRISING A FIRING DRIVE”的美国专利申请序列号13/524,049；现为美国专利No.9,101,358；

于2013年3月13日提交的标题为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSORSYSTEM”的美国专利申请序列号13/800,025，现为美国专利申请公布2014/0263551；

于2013年3月13日提交的标题为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSORSYSTEM”的美国专利申请序列号13/800,067，现为美国专利申请公开No.2014/0263552；

于2006年1月31日提交的标题为“SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENTWITH CLOSURE TRIGGER LOCKING MECHANISM”的美国专利申请公布2007/0175955；以及

于2010年4月22日提交的标题为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENT WITH ANARTICULATABLE END EFFECTOR”的美国专利申请公布2010/0264194，现为美国专利8,308,040。

虽然本文已结合某些公开的实施方案描述了装置的各种实施方案，但也可实施对这些实施方案的许多修改和变型。另外，在公开了用于某些部件的材料的情况下，也可使用其它材料。此外，根据多种实施方案，单个部件可被替换为多个部件，并且多个部件也可被替换为单个部件，以执行给定的一种或多种功能。上述具体实施方式和下述权利要求旨在涵盖所有此类修改和变型。

本文所公开的装置可被设计成在单次使用后废弃，或者其可被设计成能够使用多次。然而无论是哪种情况，该装置都可在至少一次使用后经过修复以供重新使用。修复可包括拆卸装置、随后清洁或替换具体部件以及后续重新组装的步骤的任意组合。具体地，所述装置可拆卸，而且可以任意组合选择性地替换或移除所述装置的任意数目的特定零件或部件。在清洁和/或替换特定部件后，可对所述装置进行重新组装，以便随后在修复设施处使用或就在外科手术之前由手术团队使用。本领域的技术人员将会理解，修复装置可利用各种技术来进行拆卸、清洁/替换和重新组装。此类技术的使用以及所得的修复装置均在本申请的范围内。

仅以举例的方式，可在外科手术之前对本文所述的方面进行处理。首先，可以获得新的或用过的器械，并且根据需要进行清洁。然后，可对器械进行消毒。在一种消毒技术中，将器械置于闭合和密封容器诸如塑料或TYVEK(可从杜邦公司商购获得)袋中。然后可将容器和器械置于可穿透该容器的辐射场，例如γ辐射、X射线或高能电子。辐射可以杀死器械上和容器中的细菌。消毒后的器械随后可被储存在无菌容器中。密封容器可将器械保持处于无菌状态，直至在医疗设施中将该容器打开。还可使用本领域已知的任何其它技术对装置进行消毒，所述技术包括但不限于β或γ辐射、环氧乙烷、等离子过氧化物或蒸汽。

尽管本发明已被描述为具有示例性设计，但可在本公开的实质和范围内进一步修改本发明。因此，本专利申请旨在涵盖使用本发明的一般原理的本发明的任何变型、用途或改型。

以引用方式全文或部分地并入本文的任何专利、公布或其它公开材料均仅在所并入的材料不与本公开所提出的现有定义、陈述或其它公开材料相冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其它公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。

Claims (24)

1.一种外科缝合器，所述外科缝合器包括：

驱动系统，所述驱动系统包括可动驱动构件；

柄部组件，所述柄部组件包括外壳和通过所述外壳围绕的框架，其中所述框架被构造成能够在其中支撑所述可动驱动构件；

电动马达，所述电动马达机械联接到所述驱动系统；

电池，所述电池能够电联接到所述电动马达；以及

控制系统，所述控制系统电连接到所述电动马达，其中所述控制系统包括：

H桥电路；以及

定位在所述框架上的传感器，其中所述控制系统被构造成能够基于由所述可动驱动构件施加到所述框架的力来控制所述电动马达；

其中所述电动马达被控制成使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定的当前状态的最大力值除以所述外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

2.根据权利要求1所述的外科缝合器，其中所述传感器包括应变仪。

3.根据权利要求1所述的外科缝合器，其中所述传感器被定位在所述框架的外表面上。

4.根据权利要求1所述的外科缝合器，其中所述传感器被构造成能够感测由所述可动驱动构件施加到所述框架的力。

5.根据权利要求1所述的外科缝合器，其中所述控制系统还包括定位在所述框架上的多个传感器。

6.一种外科缝合器，所述外科缝合器包括：

驱动系统，所述驱动系统包括可动驱动构件；

柄部组件，所述柄部组件包括外壳和通过所述外壳围绕的框架，其中所述框架限定被构造成能够在其中支撑所述可动驱动构件的插口；

电动马达，所述电动马达机械联接到所述驱动系统；

电池，所述电池能够电联接到所述电动马达；以及

控制系统，所述控制系统电连接到所述电池，其中所述控制系统包括：

H桥电路；以及

定位在所述插口上的传感器，并且其中所述控制系统被构造成能够基于由所述可动驱动构件施加到所述插口的力来控制所述电动马达；

其中所述电动马达被控制成使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定的当前状态的最大力值除以所述外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

7.根据权利要求6所述的外科缝合器，其中所述传感器包括应变仪。

8.根据权利要求6所述的外科缝合器，其中所述传感器被构造成能够感测由所述可动驱动构件施加到所述插口的力。

9.根据权利要求6所述的外科缝合器，其中所述控制系统还包括定位在所述插口上的多个传感器。

10.一种外科缝合器，所述外科缝合器包括：

驱动系统，所述驱动系统包括：

可动驱动构件；

齿轮，所述齿轮与所述可动驱动构件机械联接；以及

轴，所述轴连接到所述齿轮；

柄部组件，所述柄部组件包括外壳和通过所述外壳围绕的衬套块，其中所述衬套块被构造成能够支撑所述轴；

电动马达，所述电动马达机械联接到所述驱动系统；

电池，所述电池能够电联接到所述电动马达；以及

控制系统，所述控制系统电连接到所述电动马达，其中所述控制系统包括：

H桥电路；以及

定位在所述衬套块上的传感器，并且其中所述控制系统被构造成能够基于由所述驱动系统施加到所述衬套块的力来控制所述电动马达；

其中所述电动马达被控制成使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定的当前状态的最大力值除以所述外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

11.根据权利要求10所述的外科缝合器，其中所述传感器包括应变仪。

12.根据权利要求10所述的外科缝合器，其中所述传感器被构造成能够感测由所述驱动系统施加到所述衬套块的力。

13.根据权利要求10所述的外科缝合器，其中：

所述柄部组件还包括被构造成能够支撑所述轴的第二衬套块；并且

所述控制系统还包括定位在所述第二衬套块上的第二传感器。

14.一种外科缝合器，所述外科缝合器包括：

驱动系统，所述驱动系统包括：

可动驱动构件；

齿轮，所述齿轮与所述可动驱动构件机械联接；以及

轴，所述轴连接到所述齿轮；

柄部组件，所述柄部组件包括外壳和通过所述外壳围绕的衬套块，其中所述衬套块被构造成能够支撑所述轴，其中所述衬套块包括三层衬套；

电动马达，所述电动马达机械联接到所述驱动系统；

电池，所述电池能够电联接到所述电动马达；以及

控制系统，所述控制系统电连接到所述电动马达，其中所述控制系统包括：

H桥电路；以及

联接到所述三层衬套的传感器，并且其中所述控制系统被构造成能够基于由所述驱动系统施加到所述三层衬套的力来控制所述电动马达；

其中所述电动马达被控制成使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定的当前状态的最大力值除以所述外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

15.根据权利要求14所述的外科缝合器，其中所述传感器被构造成能够感测由所述驱动系统施加到所述三层衬套的压缩力。

16.根据权利要求14所述的外科缝合器，其中：

所述柄部组件还包括被构造成能够支撑所述轴的第二衬套块，其中所述第二衬套块包括第二三层衬套；并且

所述控制系统还包括联接到所述第二三层衬套的第二传感器。

17.一种外科缝合器，所述外科缝合器包括：

驱动系统，所述驱动系统包括：

可动齿条；

齿轮，所述齿轮与所述可动齿条机械联接；以及

轴，所述轴连接到所述齿轮；

磁体，所述磁体连接到所述轴的端部；

柄部组件，所述柄部组件包括外壳和通过所述外壳围绕的框架，其中所述框架被构造成能够支撑所述轴；

电动马达，所述电动马达机械联接到所述驱动系统；

电池，所述电池能够电联接到所述电动马达；以及

控制系统，所述控制系统电连接到所述电动马达，其中所述控制系统包括：

H桥电路；以及

围绕所述磁体的传感器阵列，其中所述控制系统被构造成能够基于施加到轴的力来控制所述电动马达；

其中所述电动马达被控制成使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定的当前状态的最大力值除以所述外科缝合器的系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

18.根据权利要求17所述的外科缝合器，其中所述传感器阵列包括霍尔效应传感器阵列。

19.根据权利要求17所述的外科缝合器，其中所述传感器阵列被构造成能够感测所述轴的所述端部的弯曲。

20.一种用于限制由根据权利要求1-19中任一项所述的外科缝合器施加的撞击力的方法，所述方法包括：

从所述外科缝合器的一个或多个存储器读取系统的部件的质量值和刚度值；

从一个或多个存储器读取所述外科缝合器的每种状态的最大力值；

确定所述外科缝合器的当前状态；以及

控制所述外科缝合器的电动马达，以基于所述外科缝合器的所确定状态的最大力值来限制由所述外科缝合器的端部执行器施加的撞击力；

其中控制所述电动马达包括控制所述电动马达使得系统部件中的一者的速度小于或等于所述外科缝合器的所确定状态的最大力值除以所述外科缝合器的所述系统的总质量值和总刚度值的乘积的平方根。

21.根据权利要求20所述的方法，其中读取所述质量值和所述刚度值包括从以下的至少一者读取所述值：

所述外科缝合器的柄部组件中的存储器；以及

所述外科缝合器的轴组件中的存储器。

22.根据权利要求20所述的方法，其中读取所述最大力值包括读取以下各项中的至少一项：

所述外科缝合器的夹持状态的最大力值；

所述外科缝合器的未夹持状态的最大力值；

所述外科缝合器的关节运动状态的最大力值；以及

所述外科缝合器的击发状态的最大力值。

23.根据权利要求20所述的方法，其中针对以下的至少一者确定所述总质量值和所述总刚度值：

所述外科缝合器的闭合系统；以及

所述外科缝合器的击发系统。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述外科缝合器的状态改变之后确定以下各项中的至少一项：

所述外科缝合器的所述系统的另一个总质量值；以及

所述外科缝合器的所述系统的另一个总刚度值。

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