CN108852443A - 动力外科手术缝合装置 - Google Patents

Abstract

一种外科手术缝合器包括手柄组件、末端执行器、设置成与末端执行器机械协作的发射杆、联接到发射杆的驱动马达、传感器和控制器。末端执行器包括相对于彼此可移动的第一和第二钳夹构件。第一钳夹构件包括外科手术紧固件并且第二钳夹构件包括砧座。驱动马达被配置成推进发射杆以引起第一和第二钳夹构件夹紧组织并且弹出外科手术紧固件。外科手术缝合器包括传感器，该传感器被配置成测量由第一和第二钳夹构件施加在组织上的夹紧力。控制器基于所测量的夹紧力来控制驱动马达的速度。

Description

动力外科手术缝合装置

相关申请的交叉引用

本申请是2015年1月16日提交的美国专利申请序列号14/598,586的部分接续案，该申请是2013年3月7日提交的美国专利申请序列号13/788,293的部分接续案，该申请是2008年8月12日提交的现已被放弃的美国专利申请序列号12/189,834的部分接续案，该申请要求2007年10月5日提交的美国临时专利申请序列号60/997,854的优先权。本申请还是2017年5月3日提交的美国专利申请序列号15/585,699的部分接续案，该申请是2015年7月24日提交的美国专利申请序列号14/808,672的部分接续案，现为美国专利第9,433,418号，该申请是2015年4月23日提交的美国专利申请序列号14/694,354的接续案，现为美国专利第9,113877号，该申请是2013年7月2日提交的美国专利申请序列号13/933,299的接续案，现为美国专利9,016,540，该申请是2012年6月1日提交的美国专利申请序列号13/486,370的接续案，现为美国专利第8,499,992号，该申请是2011年8月3日提交的美国专利申请序列号13/197,097的接续案，现为美国专利8,210,413，该申请是2009年4月27日提交的美国专利申请序列号12/430,780的分案，现为美国专利8,012,170。每个前述申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于将机械外科手术紧固件植入患者组织中的外科手术缝合器，并且具体地涉及一种由用于将外科手术紧固件发射到组织中的马达供以动力的外科手术缝合器以及一种用于响应于一个或多个感测到的反馈信号控制缝合器的反馈控制器。

背景技术

目前已知的装置通常可能需要10-60磅的手动手力来夹紧组织并在组织中部署并形成外科手术紧固件，其在重复使用时会导致外科医生的手变得疲劳。将外科手术紧固件植入组织中的气动缝合器在本领域中是已知的。这些器械中的某些器械利用连接到触发机构的加压气体供应。触发机构在被压下时仅释放加压气体以将紧固件植入组织中。

马达动力外科手术缝合器在本领域中也是已知的。这些包括具有启动钉发射机构的马达的动力外科手术缝合器。然而，这些马达驱动的装置仅对缝合过程提供有限的用户控制。用户可以只拨动单个开关和/或按钮来致动马达，并向缝合器的发射机构施加对应的扭矩。在某些其它装置中，使用控制器来控制缝合器。

对包括各种传感器的新型和改进型动力外科手术缝合器持续存在需求。传感器向反馈控制器提供相关反馈，该反馈控制器响应于表示缝合器操作的感测到的反馈信号而自动调整动力缝合器的各种参数。

发明内容

根据本发明的一个方面，外科手术缝合器包括手柄组件、联接到手柄组件的末端执行器、设置成与末端执行器机械协作的发射杆、联接到发射杆的驱动马达、传感器和可操作地联接到驱动马达的控制器。末端执行器包括包括外科手术紧固件的第一钳夹构件和包括砧座部分的第二钳夹构件。第一和第二钳夹构件可相对于彼此在打开位置与夹紧位置之间移动。驱动马达被配置成推进发射杆以引起第一和第二钳夹构件夹紧组织并且弹出外科手术紧固件。传感器被配置成测量由第一和第二钳夹构件施加在组织上的夹紧力。在另一方面，传感器被配置成测量施加在外科手术紧固件上的发射力。控制器被配置成基于所测量的夹紧力来控制驱动马达的速度。

根据本发明的另外方面，控制器还被配置成响应于测量的夹紧力处于第一阈值夹紧力与第二阈值夹紧力之间而将驱动马达的速度设定为第一发射速度。在各方面，第一阈值夹紧力可以约为0磅力(lbf)，并且第二阈值夹紧力可以约为33磅力，在实施例中，第一阈值夹紧力可以约为33磅力，并且第二阈值夹紧力可以约为72磅力，而在其它实施例中，第一阈值夹紧力可以约为72磅力，并且第二阈值夹紧力可以约为145磅力。

在本发明的一个方面，控制器还被配置成响应于所测量的夹紧力大于第一阈值夹紧力而停止驱动马达。在各方面，第一阈值夹紧力约为145磅力。

根据本发明的又另外方面，控制器还被配置成响应于所测量的发射力处于第一发射力阈值与第二发射力阈值之间而将驱动马达的速度设定为第二发射速度。在各方面，第一发射力阈值约为0磅力，并且第二发射力阈值约为65磅力，在实施例中，第一发射力阈值约为65磅力，并且第二发射力阈值约为80磅力，而在其它实施例中，第一发射力阈值约为80磅力，并且第二发射力阈值约为145磅力。

在本发明的一个方面，如果发射力大于第一发射力阈值，则控制器停止驱动马达。在各方面，第一发射力阈值约为145磅力。

根据本发明的又另外方面，传感器是设置在第一钳夹构件、第二钳夹构件或发射杆中的至少一个上的应变计传感器。应变计传感器被配置成通过监测驱动马达的速度、由驱动马达施加的扭矩、第一钳夹构件与第二钳夹构件之间的距离，监测外科手术缝合器的一个或多个部件的温度或发射杆上的负载来测量夹紧力。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于控制外科手术缝合器的发射速度的方法。该方法包括将组织定位在末端执行器的第一钳夹构件与第二钳夹构件之间，第一和第二钳夹构件可相对于彼此移动，并且第一钳夹构件包括钉仓。该方法还包括测量第一和第二钳夹构件在组织上的最大夹紧力，基于所测量的最大夹紧力设定从钉仓发射钉的第一发射速度，开始从钉仓发射钉，测量施加在钉上的发射力，以及基于所测量的发射力将外科手术缝合器的第一发射速度调整到第二发射速度。

在本发明的一些方面，该方法包括如果所测量的发射力大于第一发射力阈值，则停止从钉仓发射钉。在各方面，第一发射力阈值约为145磅力。

在本发明的一些方面，最大夹紧力由传感器测量，该传感器被配置成通过监测驱动马达的速度、由驱动马达施加的扭矩、第一钳夹构件与第二钳夹构件之间的距离或发射杆上的负载来测量夹紧力。

此外，就一致的程度而言，本文描述的任何方面可以与本文描述的任何或所有其它方面结合使用。

附图说明

本文参考附图描述了本发明器械的各种实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的透视图；

图2是根据图1的本发明的实施例的动力外科手术器械的局部放大透视图；

图3是根据图1的本发明的实施例的动力外科手术器械的局部放大平面图；

图4是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的内部部件的局部透视剖视图；

图5是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的铰接机构的透视图，其中各部分分开；

图6是示出设置在第一位置的图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部横截面图；

图7是示出设置在第二位置的图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部横截面图；

图8是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的装载单元的安装组件和近侧主体部分的透视图，其中各部分分开；

图9是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的末端执行器的侧视横截面图；

图10是示出图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部放大侧视图；

图11是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的单向离合器片的透视图；

图12是示出图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部放大侧视图；

图13是图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的电源的示意图；

图14是示出用于认证图1的动力外科手术器械的电源的方法的流程图；

图15A到图15B是图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的装载单元的局部透视后视图；

图16是示出图1的根据本发明的实施例的用于认证动力外科手术器械的装载单元的方法的流程图；

图17是图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的装载单元的透视图；

图18是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的末端执行器的侧视横截面图；

图19是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的侧视横截面图；

图20是根据图1的本发明的实施例的动力外科手术器械的控制系统的示意图；

图21是根据本发明的反馈控制系统的示意图；

图22A到图22B是根据本发明的实施例的反馈控制系统的反馈控制器的透视前视图和后视图；

图23是根据本发明的实施例的反馈控制器的示意图；

图24是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部剖视图；

图25是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的局部透视剖视图；

图26是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的前部组件的局部透视图；

图27是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的缩回杠杆的局部透视图；

图28是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的局部透视图；

图29是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的透视图；

图30是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的模块化缩回组件的透视图；

图31是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的放大局部剖视图；

图32是根据本发明的实施例的动力外科手术器械的内部部件的放大局部剖视图；

图33是根据本发明的图1的动力外科手术器械的末端执行器的实施例的侧视横截面图；

图34是沿着图33的剖面线截取的后视横截面图；

图35是根据本发明的实施例的另一末端执行器的后视横截面图；

图36是根据本发明的图1的动力外科手术器械的末端执行器的又一实施例的后视横截面图；

图37是示出光的波长响应度的图表；

图38是根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的另一末端执行器的侧视横截面图；

图39是沿着图38的剖面线截取的横截面图；

图40是图1的根据本发明的实施例的动力外科手术器械的控制系统的示意图；

图41是示出由根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械随时间施加的力的曲线图；

图42是示出用于控制根据本发明的实施例的图1的动力外科手术器械的方法的流程图；以及

图43是示出由根据本发明的实施例的动力外科手术器械施加的力上的发射速度的曲线图。

具体实施方式

现在参考附图详细描述目前公开的动力外科手术器械的实施例，其中在若干视图中的每一个视图中，相同的附图标记表示相同或相应的元件。如本文所使用，术语“远侧”是指动力外科手术器械或其部件更远离用户的那部分，而术语“近侧”是指动力外科手术器械或其部件更接近用户的那部分。

根据本发明的动力外科手术器械(例如，外科手术缝合器)在附图中用附图标记10指代。初始参考图1，动力外科手术器械10包括壳体110、限定延伸穿过其中的第一纵向轴线A-A的内窥镜部分140以及限定延伸穿过其中的第二纵向轴线B-B的末端执行器160。内窥镜部分140从壳体110向远侧延伸，并且末端执行器160设置成邻近于内窥镜部分140的远侧部分。在实施例中，壳体110的部件被密封以防止微粒和/或流体污染物的渗入，并且有助于防止该部件因消毒过程而受到损坏。

根据本发明的实施例，末端执行器160包括具有一个或多个外科手术紧固件(例如钉仓组件164)的第一钳夹构件和包括用于部署和形成外科手术紧固件的砧座部分(例如砧座组件162)的第二相对钳夹构件。在某些实施例中，钉容纳在钉仓组件164中，以同时或按顺序的方式将线性钉排施加到身体组织。砧座组件162和钉仓组件164中的任何一个或两者可相对于彼此在打开位置与接近或夹紧位置之间移动，在该打开位置，砧座组件162与钉仓组件164间隔开，在该接近或夹紧位置，砧座组件162与仓组件164并列排列。

还可以设想的是，末端执行器160附接到安装部分166，该安装部分可枢转地附接到主体部分168。主体部分168可以与动力外科手术器械10的内窥镜部分140形成一体，或者可以可移除地附接到器械10以提供可替换的一次性装载单元(DLU)或单次使用装载单元(SULU)(例如装载单元169)。在某些实施例中，可重复使用部分可以被配置用于在随后的外科手术中进行消毒和重新使用。

装载单元169可以通过卡扣连接连接到内窥镜部分140。可以设想的是，装载单元169具有连接到装载单元169的安装部分166的铰接连杆，并且铰接连杆连接到联动杆，使得当联动杆沿着第一纵向轴线AA在远侧-近侧方向上平移时，末端执行器160被铰接。可以使用将末端执行器160连接到内窥镜部分140以允许铰接的其它装置，诸如柔性管或包括多个可枢转构件的管。

装载单元169可以并入或被配置成并入各种末端执行器，诸如血管密封装置、线性缝合装置、环形缝合装置、切割器等。这类末端执行器可以联接到动力外科手术器械10的内窥镜部分140。装载单元169可以包括不铰接的线性缝合末端执行器。手柄部分112与装载单元之间可以包括中间柔性轴。可以设想的是，并入柔性轴可以有助于进入和/或在身体的某些区域内。

参考图2，根据本发明的实施例示出了壳体110的放大图。在所示实施例中，壳体110包括其上设置有主驱动开关114的手柄部分112。开关114可以包括一起形成为拨动开关的第一开关114a和第二开关114b。限定手柄轴线H-H的手柄部分112被构造成由用户的手指抓握。手柄部分112具有符合人体工程学的形状，提供充足的手掌握力，这有助于防止手柄部分112在手术期间被挤出用户的手。每个开关114a和114b示出为布置在手柄部分112上的合适位置，以利于其被用户的一个或多个手指压下。

另外，并参考图1和图2，开关114a、114b可用于启动和/或停止驱动马达200(图4)的移动。在一个实施例中，开关114a被配置成在第一方向上启动驱动马达200以在远侧方向上推进发射杆220(图6)，从而夹紧砧座组件162和钉仓组件164。相反，开关114b可被配置成通过在相反方向上启动驱动马达200来缩回发射杆220以打开砧座组件162和钉仓组件164。缩回模式开始机械锁定，防止由装载单元169进行进一步的缝合和切割。拨动开关具有用于启动开关114a的第一位置、用于启动开关114b的第二位置，以及位于第一位置与第二位置之间的中立位置。下面更详细地讨论器械10的驱动部件的操作细节。

壳体110，特别是手柄部分112包括开关护罩117a和117b。开关护罩117a和117b可以具有分别围绕开关114a的底部和开关114b的顶部的肋状形状。开关护罩117a和117b防止开关114的意外启动。此外，开关114a和114b具有需要增加用于启动的压力的高触觉反馈。

在一个实施例中，开关114a和114b被配置成多速(例如两个或更多)增量或变速开关，其以非线性方式控制驱动马达200和发射杆220的速度。例如，开关114a、114b可以是压敏的。这种类型的控制接口允许驱动部件的速率从较慢且较精确的模式逐渐增加到较快的操作。为了防止缩回的意外启动，开关114b可以电子地断开，直到按下故障安全开关。此外，第三开关114c也可以用于此目的。另外地或可选地，通过按下并保持开关114b约100毫秒到约2秒的预定时间段，可以克服故障安全装置。除非在缩回模式期间启动(例如，按下和释放)开关114b以停止缩回，否则发射杆220自动缩回到其初始位置。随后在释放开关114b后按下开关114b以恢复缩回。或者，在其它实施例中，即使开关114b被释放，发射杆220也可以继续缩回到完全缩回。

开关114a和114b联接到非线性速度控制电路115，该非线性速度控制电路可以实现为电压调节电路、可变电阻电路或微电子脉冲宽度调制电路。开关114a和144b可以通过移位或致动可变控制装置，诸如变阻装置、多位置开关电路、线性和/或旋转可变位移传感器、线性和/或旋转电位计、光学编码器、铁磁传感器和/或霍尔效应传感器而与控制电路115连接。这允许开关114a和114b以多种速度模式操作驱动马达200，诸如基于开关114a和114b的压下取决于正在使用的控制电路115的类型渐进地或逐渐地增加驱动马达200的速度。

在特定实施例中，还可以包括开关114c(图1、图2和图4)，其中，其压下可以将操作模式从夹紧机械地和/或电力地改变为发射。开关114c凹入壳体110内并具有高触觉反馈以防止错误致动。提供单独的控制开关以初始化发射模式允许末端执行器的钳夹被重复地打开和关闭，使得器械10被用作抓握器直到开关114c被按下，从而启动缝合和/或切割。例如，开关114可以包括一个或多个微电子薄膜开关。这种微电子薄膜开关包括相对较低的致动力、较小的封装尺寸、符合人体工程学的尺寸和形状、较小的外形、能够在开关上包括模制字母、符号、描述和/或指示，以及较低的材料成本。另外，开关114(诸如微电子薄膜开关)可以被密封以帮助利于器械10的消毒，以及有助于防止微粒和/或流体污染。

作为开关114的替代或者除开关114之外，其它输入装置可以包括语音输入技术，其可以包括并入控制系统501(图14)中的硬件和/或软件，或者连接到其的单独的数字模块。语音输入技术可以包括语音识别、语音启动、语音矫正和/或嵌入式语音。用户可以能够通过语音命令全部或部分地控制器械的操作，从而释放用户的一只或两只手以操作其它器械。语音或其它声音输出也可用于向用户提供反馈。

参考图3，示出了具有用户界面120的壳体110的近侧区域118。用户界面120包括屏幕122和多个开关124。用户界面120可以显示器械10的各种类型的操作参数，诸如可以经由传感器传递到用户界面的“模式”(例如，旋转、铰接或致动)、“状态”(例如，铰接的角度、旋转速度或致动的类型)和“反馈”，诸如是否已经基于由设置在器械10中的传感器报告的信息发射钉。

屏幕122可以是LCD屏幕、等离子屏幕、电致发光屏幕等。在一个实施例中，屏幕122可以是触摸屏，从而不需要开关124。触摸屏可以并入电阻式、表面波、电容式、红外线、应变计、光学、色散信号或声脉冲识别触摸屏技术。触摸屏可用于允许用户在查看操作反馈的同时提供输入。这种方法可以使密封筛网部件利于帮助消毒器械10，并防止微粒和/或流体污染。在某些实施例中，屏幕可枢转地或可旋转地安装到器械10，以便在使用或准备期间(例如，经由铰链或球窝安装座)在观看屏幕时具灵活性。

开关124可用于启动和/或停止器械10的移动以及选择枢转方向、速度和/或扭矩。还可以设想的是，至少一个开关124可以用于选择优先于各种设置的紧急模式。开关124还可以用于在屏幕122上选择各种选项，诸如在导航用户界面菜单并选择各种设置时响应提示，允许用户输入不同的组织类型以及钉仓的各种尺寸和长度。

开关124可以由各种形状和尺寸的微电子触觉或非触觉薄膜、聚酯薄膜、弹性体、塑料或金属键形成。另外，开关可以被定位在彼此不同的高度处和/或可以包括凸起的标记或其它纹理特征(例如，凹面或凸面)以允许用户按下适当的开关而不需要查看用户界面120。

除了屏幕122之外，用户界面120可以包括一个或多个视觉输出123，其可以包括一个或多个彩色可见灯或发光二极管(“LED”)以将反馈传递给用户。视觉输出123可以包括具有标识视觉输出123的数字和/或文本的各种形状、尺寸和/或颜色的对应指示符。视觉输出123设置在壳体110的顶部，使得输出123相对于壳体110凸起并且突出，从而提供更好的可见性。

多个灯以特定的组合显示以向用户说明特定的操作模式。在一个实施例中，视觉输出123包括第一灯(例如黄色)123a、第二灯(例如绿色)123b和第三灯(例如红色)123c。该灯以与下表1中列出的特定操作模式相关联的特定组合进行操作。

表1

在另一实施例中，视觉输出123可以包括单个多色LED，其显示与上面关于表1中的第一、第二和第三灯讨论的操作模式相关联的特定颜色。

用户界面120还包括音频输出125(例如音调、铃声、蜂鸣器、集成扬声器等)以将各种状态改变传递给用户，例如较低电池、空仓等。听觉反馈可以与视觉输出123一起使用或代替视觉输出123使用。听觉反馈可以以单次或多次脉冲序列中的喀哒声、卡扣、嘟嘟声、铃声和/或蜂鸣器的形式提供。在一个实施例中，可以预先记录模拟的机械声音，其复制由机械锁定和常规非动力器械的机构产生的喀哒声和/或卡扣声音。这消除了通过器械10的实际部件产生这类机械声音的需要，并且还避免了使用通常与其它手术室设备相关联的嘟嘟声和其它电子声音，由此防止与外部听觉反馈混淆。

器械10还可以通过壳体110内的触觉机构(未明确示出)提供触觉或振动反馈。触觉反馈可以与听觉和视觉反馈结合使用或代替其来使用，以避免与依赖于音频和视觉反馈的手术室设备混淆。触觉机构可以是以脉冲方式振动的异步马达。在一个实施例中，振动处于约30Hz或以上的频率，从而提供幅度为1.5mm或更小的位移，以限制振动效应到达装载单元169。

还可以设想的是，用户界面120包括屏幕上和/或开关上的文本的不同颜色和/或强度，用于进一步区分所显示的项目。视觉、听觉或触觉反馈可以增加或减小强度。例如，反馈的强度可以用来指示器械上的力量变得过大。

图2到图4示出了铰接机构170，其包括铰接壳体172、动力铰接开关174、铰接马达132和手动铰接旋钮176。动力铰接开关174的平移或手动铰接旋钮176的枢转启动了铰接马达132，然后致动铰接机构170的铰接齿轮233，如图4中所示。铰接机构170的致动引起末端执行器160从纵向轴线B-B与纵向轴线A-A基本对准的第一位置朝向纵向轴线B-B与纵向轴线A-A成一定角度设置的位置移动。优选地，实现了多个铰接位置。动力铰接开关174还可以并入与由开关114a和114b控制夹紧机构类似的非线性速度控制。

此外，壳体110包括开关护罩169，该开关护罩具有翼状形状并且从壳体110的顶面在开关174上延伸。开关护罩169防止开关174的意外启动并且要求用户到达护罩169下方以启动铰接机构170。

另外，铰接壳体172和动力铰接开关174被安装到旋转壳体组件180。旋钮182围绕第一纵向轴线A-A的旋转引起壳体组件180以及铰接壳体172和动力铰接开关174围绕第一纵向轴线旋转，并因此引起发射杆220的远侧部分224和末端执行器160围绕第一纵向轴线A-A的对应旋转。如图4和图26中所示，铰接机构170电机联接到设置在壳体前部组件155上的第一导电环157和第二导电环159。导电环157和159可以被焊接和/或压接到前部组件155上并且与电源400电接触，从而向铰接机构170提供电力。前部组件155可以是模块化的并且可以在组装期间附接到壳体110以允许更容易焊接和/或压接环。铰接机构170包括与导电环157和159接触的一个或多个电刷和/或弹簧负载的接触件，使得当壳体组件180与铰接壳体172一起旋转时，铰接机构170与导电环157和159连续接触，从而从电源400接收电力。

在2007年3月15日提交的共同拥有的美国专利申请公开号2008/0223903A1中详细描述了铰接壳体172、动力铰接开关174、手动铰接旋钮176以及向末端执行器160提供铰接的更多细节，其内容整体以引用方式并入本文中。可以设想的是，可以利用限位开关、接近传感器(例如，光学和/或铁磁)、线性可变位移传感器和/或可设置在壳体110内的轴编码器的任何组合来控制和/或记录末端执行器160的铰接角度和/或发射杆220的位置。

图4到图8示出了器械10的各种内部部件，包括驱动马达200、驱动管210和具有近侧部分222和远侧部分224的发射杆220。驱动管210可围绕驱动管轴线C-C延伸穿过其中。驱动马达200设置成与驱动管210机械协作并且被配置成使驱动管210围绕驱动齿轮轴线C-C旋转。在一个实施例中，驱动马达200可以是电动马达或齿轮马达，其可以包括并入在其壳体内的传动装置。

如图3中所示，壳体110可以由两个半部110a和110b形成。两个壳体部分半部110a和110b可以使用凸台定位器111处的螺钉彼此附接，该凸台定位器对准壳体部分110a和110b。另外，壳体110可以由塑料形成，并且可以包括经由二次注射成型工艺施加到壳体110的内表面的橡胶支撑构件。橡胶支撑构件可以将驱动部件(例如，驱动马达200)的振动与器械10的其余部分隔离开。

壳体半部110a和110b可以经由使半部110a和110b互连的薄塑料部分(例如，活动铰链)相互附接，从而允许通过打开半部110a和110b而打开壳体110。

在一个实施例中，驱动部件(例如，包括驱动马达200、驱动管210、发射杆220等)可以安装在支撑板上，从而允许在已经使用器械10之后将驱动部件从壳体110移除。与铰链壳体半部110a和110b一起安装的支撑板提供特定内部部件的可重复使用性和可回收性，同时限制其受污染。

参考图4到图6，示出了发射杆联接件190。发射杆联接件190在发射杆220的近侧部分222与远侧部分224之间提供连杆。具体地，发射杆联接件190使得发射杆220的远侧部分224能够相对于发射杆220的近侧部分222旋转。因此，发射杆联接件190使得发射杆220的近侧部分222能够保持不可旋转，如下面参考对准板350所讨论，同时允许发射杆220的远侧部分224旋转(例如，在旋钮182的旋转之后)。

参考图5和图6，发射杆220的近侧部分222包括延伸穿过驱动管210的内螺纹部分212的螺纹部分226。发射杆220与驱动管210之间的这种关系引起发射杆220响应于驱动马达200的旋转而在驱动管210的旋转之后沿着驱动管210的螺纹部分212在箭头D和E的方向上向远侧和/或向近侧移动。当驱动管210在第一方向(例如，顺时针方向)上旋转时，发射杆220向近侧移动，如图6中所示，并且发射杆220设置在其最近侧位置。当驱动管210在第二方向(例如，逆时针方向)上旋转时，发射杆220向远侧移动，如图7中所示，并且发射杆220设置在其最远侧位置。

发射杆220可在特定极限内向远侧和向近侧平移。具体而言，发射杆220的近侧部分222的第一端222a用作与对准板350结合的机械止动件。也就是说，在当发射杆220向近侧平移而缩回之后，第一端222a接触对准板350的远侧表面351，因此防止发射杆220的连续近侧平移，如图5中所示。另外，近侧部分222的螺纹部分226用作与对准板350结合的机械止动件。也就是说，当发射杆220向远侧平移时，螺纹部分226接触对准板350的近侧表面353，因此防止发射杆220进一步向远侧平移，如图6中所示。对准板350包括穿过其中的孔，该孔具有非圆形横截面。孔的非圆形横截面防止发射杆220的近侧部分222的旋转，因此限制发射杆220的近侧部分222穿过其中轴向平移。此外，近侧轴承354和远侧轴承356至少部分地围绕驱动管210设置，以利于驱动管210的旋转，同时有助于在壳体110内对准驱动管210。

驱动管210在第一方向(例如，逆时针方向)上的旋转对应于发射杆220的远侧平移，其致动末端执行器160的钳夹构件162、164以抓握或夹紧保持在其间的组织。发射杆220的附加远侧平移从末端执行器160弹出外科手术紧固件以通过致动凸轮杆和/或致动滑块74(图9)来紧固组织。此外，发射杆220还可以被构造成致动刀(未明确示出)以切断组织。与驱动管210在第二方向(例如，顺时针方向)上的旋转相对应的发射杆220的近侧平移致动钳夹构件162、164和/或刀以缩回或返回到对应的预发射位置。在Milliman等人的共同拥有的美国专利第6,953,139号(“'139Milliman专利”)中详细描述了发射和以其它方式致动末端执行器160的进一步细节，其公开内容以引用方式并入本文中。

图8示出了装载单元169的分解图。末端执行器160可以由具有驱动梁的轴向驱动组件213或驱动梁266致动。驱动梁213的远端可以包括刀片。另外，驱动梁213包括具有一对凸轮构件40a的保持凸缘40，该对凸轮构件在驱动梁213纵向推进期间接合砧座组件162和钉仓组件164。驱动梁213将致动滑块74纵向推进穿过钉仓164。当滑块74被推进时，滑块74具有用于接合设置在钉仓组件164的狭槽中的推动器68的凸轮楔。设置在狭槽中的钉66由推动器68驱动穿过组织并抵靠砧座组件162。

参考图8，驱动马达轴202被示出为从附接到驱动马达200的行星齿轮204延伸。驱动马达轴202与离合器300机械协作。驱动马达轴202由驱动马达200旋转，因此导致离合器300的旋转。离合器300包括离合器片302和弹簧304，并且示出为具有设置在离合器片302上的楔形部分306，该楔形部分被构造成与设置在驱动管210的近侧面216上的接口(例如，楔214)配合。

弹簧304示出为在行星齿轮204与驱动管210之间。具体而言，并且根据图8中所示的实施例，弹簧304被示出在离合器面302与离合器垫圈308之间。另外，驱动马达200和行星齿轮204安装在马达安装座310上。如图8中所示，马达安装座310可经由设置在马达安装座310中的狭槽312和设置在壳体110上的突起314而相对于壳体110向近侧和向远侧调整。

在本发明的实施例中，离合器300被实现为滑动单向离合器以限制驱动部件上的扭矩和高惯性负载。离合器300的楔形部分306被构造和布置成相对于驱动管210的近侧面216的楔214滑动，除非阈值力经由离合器弹簧304施加到离合器片302。此外，当弹簧304施加楔形部分306和楔214接合而不滑动所需的阈值力时，驱动管210将在驱动马达200的旋转之后旋转。可以设想的是，楔形部分306和/或楔214被构造成在一个和/或两个方向(即，顺时针方向和/或逆时针方向)上相对于彼此滑动，直到达到阈值力。

如图11和图12中所示，离合器300被示为具有单向离合器片700。离合器片700包括具有滑动面704和抓握面706的多个楔形部分702。滑动面704具有弯曲的边缘，该弯曲的边缘接合驱动管210的楔214直到预定负载。抓握面706具有完全接合驱动管210并防止滑动的平坦边缘。当离合器片700在第一方向(例如，顺时针方向)上旋转时，楔形部分702的握持面706接合楔214而不滑动，从而提供来自驱动马达200的全部扭矩。当离合器片700在相反方向(例如，逆时针方向)上旋转时，楔形部分702的滑动面704接合楔214并且限制传递到驱动管210的扭矩。因此，如果施加到滑动面704的负载超过极限，则离合器300滑动并且驱动管210不旋转。这防止了由于驱动部件的动量和动摩擦而可能发生的对末端执行器160或组织的高负载损坏。更具体地说，器械10的驱动机构可以在正向方向上以比反向小的扭矩来驱动驱动杆220。使用单向离合器消除了这个问题。另外，还可以使用电子离合器来增加缩回期间的马达电位(例如，反向驱动驱动杆220)，如下面更详细讨论。

可以进一步设想的是，驱动马达轴202包括D形横截面708，其包括基本平坦部分710和圆形部分712。因此，虽然驱动马达轴202可相对于离合器片302平移，但在驱动马达轴202的旋转之后，驱动马达轴202不会相对于离合器片302“滑动”。也就是说，驱动马达轴202的旋转将导致离合器片302的无滑动旋转。

在根据本发明的某些实施例中，装载单元包括轴向驱动组件，该轴向驱动组件与发射杆220协作以接近末端执行器160的砧座组件162和钉仓组件164，并从钉仓发射钉66。轴向驱动组件可以包括向远侧行进穿过钉仓的梁，并且可以在钉66已经被发射之后缩回，如上面所讨论以及如在'139Milliman专利的某些实施例中所公开。

参考图4，器械10包括电源400，该电源可以是可再充电电池(例如，以铅为主、以镍为主、以锂离子为主等)。还可以设想的是，电源400包括至少一个一次性电池。一次性电池可以在约9伏与约30伏之间。

取决于器械10的当前负载需求，电源400包括一个或多个电池单元401。此外，电源400包括一个或多个超级电容器402，由于其比常规电容器更高的能量密度而充当补充电力存储器。超级电容器402可以在高能量吸收期间与电池401结合使用。当比仅可以由电池单元401提供更快地希望/需要能量时(例如，当夹紧厚组织、快速发射、夹紧等时)，超级电容器402可用于电力突发，因为电池单元401通常是电流不能被快速吸取的慢速排放装置。该配置可以减小电池上的电流负载，从而减少电池电池单元401的数量。可以设想的是，电池单元401可以连接到超级电容器402以给电容器充电。

电源400可以与驱动马达200一起可移除以提供这些部件的再回收利用以及器械10的重新使用。在另一实施例中，电源400可以是由用户佩戴在系带和/或背带上的外部电池组并在使用期间用电线连接到器械10。

电源400被封闭在绝缘护罩404内，绝缘护罩404可以由吸收性防燃和阻燃材料形成。护罩404防止由电源400产生的热量加热器械10的其它部件。另外，护罩404还可以被配置成吸收在大量使用和/或损坏期间可能从电池单元402泄漏的任何化学制品或流体。

电源400联接到电源适配器406，该电源适配器被配置成连接到外部电源(例如，DC变压器)。外部电源可以用于对电源400再充电或提供额外的电力需求。电源适配器406还可以被配置成与电外科手术发生器连接，然后可以向器械10供电。在这种配置中，器械10还包括AC-DC电源，其转换来自电外科手术发生器的RF能量并为器械10供电。

在另一实施例中，使用感应充电接口对电源400进行再充电。电源400联接到设置在壳体110的近侧部分内的感应线圈(未明确示出)。当被放置在电磁场内时，感应线圈将能量转换成电流，然后电流用于对电源400进行充电。该电磁场可以由基站(未明确示出)产生，该基站被配置成与壳体110的近侧部分连接，使得感应线圈被电磁场包围。该配置消除了对外部接触的需要并且允许壳体110的近侧部分将电源400和感应线圈密封在防止暴露于流体和污染物的防水环境内。

参考图5，器械10还包括一个或多个安全电路，诸如放电电路410以及马达和电池操作模块412。为了清楚起见，未示出将器械10的各种电子部件互连的导线和其它电路元件，但是本发明预期到了这类机电连接线。器械10的某些组件以无线方式进行通信。

放电电路410联接到开关414和电阻负载417，该开关和电阻负载又联接到电源400。开关414可以是用户启动的或自动的(例如，定时器、计数器)开关，其在当电源400需要完全放电以进行安全和低温处置时(例如，在外科手术结束时)被启动。一旦开关414被启动，负载417电连接到电源400，使得电源400的电位被引导到负载417。自动开关可以是定时器或计数器，其在预定的操作时间段或多次使用之后自动启动以使电源400放电。负载417具有足以使所有电池单元401完全并安全地放电的预定电阻。

马达和电池操作模块412联接到一个或多个热传感器413，该热传感器确定驱动马达200和电源400内的温度以确保器械10的安全操作。传感器可以是用于确定电源400内的电流消耗的电流表、热敏电阻、热电堆、热电偶、热红外传感器等。监测这些部件的温度允许确定放置在其上的负载。流经这些部件的电流的增加引起其中的温度升高。然后可以使用温度和/或电流消耗数据以有效的方式控制功率消耗或确保安全的操作水平。

为了确保器械10的安全和可靠的操作，期望确保电源400是可信的和/或有效的(例如，符合严格的质量和安全标准)并且在预定温度范围内操作。对电源400有效的认证使得由于质量差而使患者和/或用户受伤的风险最小化。

参考图9，电源400被示出为具有一个或多个电池单元401、温度传感器403和与其联接的嵌入式微控制器405。微控制器405通过有线和/或无线通信协议联接到器械10的微控制器500(图14)以认证电源400。在一个实施例中，温度传感器403可以直接联接到微控制器500，而不是联接到嵌入式微控制器405。温度传感器403可以是热敏电阻、热电堆、热电偶、热红外传感器、电阻温度检测器、线性有源热敏电阻、温度响应型变色条、双金属触点开关等。温度传感器403将测量的温度报告给微控制器405和/或微控制器500。

嵌入式微控制器405用图10中所示的微控制器500执行所谓的质询-响应认证算法。在步骤630中，电源400连接到器械10并且器械10接通。微控制器500向嵌入式微控制器405发送质询请求。在步骤632中，微控制器405解译质询请求并生成响应作为对该请求的回复。该响应可以包括诸如存储在射频识别标签中或微控制器405的存储器中的唯一序列号或电源400的唯一电可测量值(例如，电阻、电容、电感等)的标识符。另外，该响应包括由温度传感器403测量的温度。

在步骤634中，微控制器500解码该响应以获得标识符和测量的温度。在步骤636中，微控制器500通过将标识符与预先认可的可靠标识符列表进行比较来确定电源400是否是可信的。如果标识符无效，则器械10不会操作并且经由用户界面120显示“认证电池失败”消息。如果标识符有效，则过程进行到步骤640，其中分析测量的温度以确定测量结果是否在预定操作范围内。如果温度超出极限，则器械10还显示故障消息。因此，如果温度在预定极限内并且标识符有效，则在步骤642中，器械开始操作，这可以包括向用户提供“电池经认证”消息。

返回参考图4和图5，示出了用于提供与器械10的功能有关的反馈信息的多个传感器。传感器的任何组合可以设置在器械10内以确定其操作阶段，诸如钉仓装载检测及其状态、铰接、夹紧、旋转、缝合、切割和缩回等。传感器可以通过器械10的各种内部部件(例如，发射杆220、驱动马达200等)的接近、移位或接触来致动。

在所示实施例中，传感器可以是变阻器(例如，可变电阻装置)、电流监测器、传导传感器、电容传感器、电感传感器、热基传感器、限位致动开关、多位置开关电路、压力传感器、线性和/或旋转可变位移传感器、线性和/或旋转电位计、光学编码器、铁磁传感器、霍尔效应传感器和/或接近开关。传感器测量旋转、速度、加速度、减速度、线性和/或角位移、机械极限(例如，止动件)的检测等。这通过实现以线性或旋转阵列布置在器械10的机械驱动部件上的多个指示器来达到。然后传感器将测量结果传输到确定器械10的操作状态的微控制器500。此外，微控制器500还基于测量的反馈来调整器械10的马达速度或扭矩。

在离合器300实施为如图11中所示的滑动离合器的实施例中，线性位移传感器(例如，线性位移传感器237)定位在离合器300的远侧以提供精确的测量结果。在该配置中，离合器300的滑动不会影响由传感器记录的位置、速度和加速度测量结果。

参考图4，负载开关230设置在铰接壳体172内。开关230与开关114串联连接，防止器械10的启动，除非装载单元169被正确地装载到器械10中。如果装载单元169未被装载到器械10中，则主电源开关(例如，开关114)断开，从而防止使用器械10的任何电子或电气部件。这也防止从电源400汲取任何可能的电流，从而允许电源400在其指定的保存期限内维持最大电位。

因此，开关230充当所谓的“锁定”开关，其防止器械10的错误启动，因为无法通过外部操纵访问开关并且只能通过插入装载单元169来启动。当装载单元169被插入内窥镜部分140中时，通过柱塞或传感器管的移位来启动开关230。一旦开关230被启动，来自电源400的电力被供应到器械10的电子部件(例如，传感器、微控制器500等)，从而使用户访问用户界面120和其它输入/输出。这也启动视觉输出123以根据指示正确装载的装载单元169的灯组合进行点亮，其中如表1中所描述，所有灯都关闭。

更具体地说，如图18和图19中所示，内窥镜部分140中包括传感器板360，该传感器板与也设置在内窥镜部分140内并且围绕发射杆220的远侧部分224的传感器管机械接触。发射杆220的远侧部分224穿过传感器帽364的远端处的开口368。传感器帽364包括弹簧并邻接开关230。这允许传感器帽364抵靠搁置在传感器帽364的远端上的传感器管362偏置而不穿过开口368。传感器管362的偏置然后相应地推出传感器板360。

当装载单元169被装载到内窥镜部分140中时，近侧部分171邻接传感器板360并且使板360在近侧方向上移位。传感器板360然后在近侧方向上推动传感器管362，然后向传感器帽364施加压力，由此压缩弹簧366并且启动开关230，表示装载单元169已经被正确地插入。

一旦装载单元169被插入到内窥镜部分中，开关230也基于其位置确定装载单元169是否被正确装载。如果装载单元169未正确装载，则不启动开关114并且经由用户界面120将错误码传递给用户(例如，如表1中所述，所有灯都关闭)。如果装载单元169已经被发射，任何机械锁定先前已被启动或者钉仓已被使用，则器械10经由用户界面120传递错误，例如，第一灯123a闪烁。

在一个实施例中，联接到主开关114的第二锁定开关259(图4)可以在器械10中实现为设置在手柄部分112的顶面上的生物阻抗、电容或压力传感器，其在当用户抓握器械10时被启动。因此，除非器械10被正确抓握，否则禁止开关114的操作。

参考图6，器械10包括用于确定并输出发射杆220的当前线性位置的位置计算器416。位置计算器416电连接到线性位移传感器237，并且旋转速度检测设备418联接到驱动马达200。设备418包括联接到马达的编码器420，用于响应于驱动马达200的旋转而产生两个或更多个编码器脉冲信号。编码器420将脉冲信号传输到设备418，然后该设备确定驱动马达200的旋转速度。此后，位置计算器416基于驱动马达200的旋转速度来确定发射杆的线速度和位置，因为旋转速度与发射杆220的线速度成正比。位置计算器416和速度计算器422联接到微控制器500，该微控制器响应于来自计算器416和422的感测到的反馈来控制驱动马达200。下面参考图14更详细地讨论该配置。

器械10包括设置在发射杆220上的第一指示器320a和第二指示器320b，其确定发射杆220的速度和发射杆220相对于驱动管210和/或壳体110的位置。例如，通过感测经过的第一和第二指示器320a和/或320b(例如，凸块、凹槽、凹陷等)，限位开关可以被启动(例如，轴起始位置传感器239和夹紧位置传感器232)以确定发射杆220的位置、发射杆220的速度和器械10的模式(例如，夹紧、抓握、发射、密封、切割、缩回)。此外，从第一指示器320a和第二指示器320b接收到的反馈可以用于确定发射杆220何时应该停止其轴向移动(例如，驱动马达200何时应该停止)，这取决于与其附接的特定装载单元的尺寸。

更具体地，当发射杆220从其静止(例如，初始)位置在远侧方向上移动时，位置传感器231的第一次致动由第一指示器320a启动，其表示器械10的操作已经开始。随着操作继续，发射杆220进一步向远侧移动以开始夹紧，其使第一指示器320a移动以与夹紧位置传感器232连接。发射杆220的进一步推进使第二指示器320b移动以与位置传感器232连接，其指示器械10已经被发射。

如上所述，位置计算器416联接到设置成邻近发射杆220的线性位移传感器237。在一个实施例中，线性位移传感器237可以是磁性传感器。发射杆220可以被磁化或者可以在其中包括磁性材料。磁性传感器可以是被配置成检测磁场变化的铁磁传感器或霍尔效应传感器。当发射杆220由于驱动马达200的旋转而线性地平移时，响应于平移移动的磁场变化由磁性传感器记录。磁性传感器将与磁场变化相关的数据传递给位置计算器416，该位置计算器然后根据磁场数据确定发射杆220的位置。

在一个实施例中，发射杆220的选择部分可以被磁化，诸如设置在发射杆220上的内螺纹部分212的螺纹或其它凹口(例如指示器320a和/或320b)可以包括或可以由磁性材料制成。当发射杆220的磁化部分线性平移时，这允许磁场中的周期性变化与螺纹的每个离散平移相关。此后，位置计算器416通过将磁场中的周期性变化的数量相加来确定发射杆220的距离和位置，并将该总和乘以螺纹和/或凹口之间的预定距离。

在一个实施例中，线性位移传感器237可以是电位计或变阻器。发射杆220包括设置成与线性位移传感器237机电接触的接触件(例如，电刷端子)。当发射杆220通过驱动马达200在远侧方向上移动时，接触件沿着线性位移传感器237的表面滑动。当接触件在电位计和/或变阻器上滑动时，电位计的电压和变阻器的电阻相应地改变。因此，电压和电阻的变化被传输到位置计算器416，该位置计算器然后推断发射杆220和/或发射杆联接件190行进的距离及其位置。

在一个实施例中，位置计算器416联接到一个或多个开关421，当发射杆220和发射杆联接件190在远侧方向上移动时，该开关通过内螺纹部分212的螺纹或指示器320a和/或320b来致动。位置计算器416对启动开关421的螺纹数进行计数，然后将该数乘以螺纹或指示器320a和/或320b之间的预定距离。

器械10还包括速度计算器422，其确定线性移动的发射杆220的当前速度和/或由驱动马达200提供的扭矩。速度计算器422连接到线性位移传感器237，该线性位移传感器允许速度计算器422基于其位移的变化率来确定发射杆220的速度。

速度计算器422联接到包括编码器426的旋转速度检测设备424。编码器426传输与驱动马达200的旋转相关的脉冲，速度计算器422随后使用该脉冲来计算发射杆220的线性速度。在另一实施例中，速度计算器422联接到旋转传感器239，该旋转传感器检测驱动管210的旋转，因此测量驱动管210的旋转速率，从而允许确定发射杆220的线速度。

速度计算器422还联接到电压传感器428，该电压传感器测量在驱动马达200中引起的反电动势(“EMF”)。驱动马达200的反电动势电压与驱动马达200的旋转速度成正比，如上所述，用于确定发射杆220的线速度。

还可以通过在恒定电流条件下测量驱动马达200的端子上的电压来实现对其速度的监测。驱动马达200的负载的增加导致施加在马达端子上的电压的降低，这与马达速度的降低直接相关。因此，测量驱动马达200上的电压使得能确定放置在其上的负载。另外，通过监测电压随时间的变化(dV/dt)，微处理器500可以检测与负载的大变化或驱动马达200和/或电源400的温度升高相关的电压快速下降。

在另一实施例中，速度计算器422联接到电流传感器430(例如电流表)。电流传感器430与联接到驱动马达200的分流电阻器432电连通。电流传感器430通过测量电阻器432上的电压降来测量由驱动马达200汲取的电流。由于用来向驱动马达200供电的电流与驱动马达200的旋转速度以及因此与发射杆220的线速度成比例，所以速度计算器422基于驱动马达200的电流消耗来确定发射杆220的速度。

速度计算器422还可以联接到第二电压传感器(未明确示出)，用于确定电源400内的电压，从而计算直接从电源汲取的电力。此外，电流随时间的变化(dI/dt)可以被监测以检测对应于由驱动马达200施加的扭矩的大幅增加的测量结果中的快速峰值。因此，电流传感器430用于确定驱动马达200的速度和负载。

另外，由速度计算器422测量的发射杆220的速度然后可以与驱动马达200的电流消耗进行比较以确定驱动马达200是否正确操作。也就是说，如果电流消耗与发射杆220的速度(例如，较低)不相称(例如，较大)，则马达200发生故障(例如锁定、失速等)。如果检测到失速情况或者电流消耗超过预定极限，则位置计算器416确定发射杆220是否处于机械止动。如果是这种情况，则微控制器500可以切断驱动马达200或者进入脉冲和/或暂停模式(例如，不连续向驱动马达200供电)以解锁器械10并且缩回发射杆220。

在一个实施例中，速度计算器422基于来自旋转速度检测装置424的测量结果将由旋转传感器239检测到的驱动管210的旋转速度与驱动马达200的旋转速度进行比较。该比较允许如果在离合器300的旋转与驱动管210的旋转之间存在差异，则速度计算器422确定是否存在离合器启动问题(例如，滑动)。如果检测到滑动，则位置计算器416确定发射杆220是否处于机械止动。如果是这种情况，则微控制器500可关闭器械10或进入脉冲和/或暂停模式(例如，向驱动马达200的不连续供电)或收回发射杆220。

除了发射杆220和其它驱动部件的线性和/或旋转移位之外，器械10还包括适于检测末端执行器160的铰接的传感器。参考图4，器械10包括旋转传感器241，其适于指示在过程开始时由轴起始位置传感器231检测到的旋转壳体组件180的起始位置、旋转方向和角位移。旋转传感器241通过在旋钮182旋转时对设置在旋钮182的内表面上的指示器的数量进行计数来操作。然后计数被传输到微控制器500，该微控制器然后确定内窥镜部分142的旋转位置。这可以无线地或通过内窥镜部分上的电连接和导线传递到微控制器500。

器械10还包括确定末端执行器160的铰接的铰接传感器235。铰接传感器235对设置在铰接齿轮233上的齿263的数量进行计数，铰接旋钮176从其0°位置，即铰接旋钮176的中心位置，并且因此如图C中所示的末端执行器160的中心位置旋转了该齿数。该0°位置并且可以由同样设置在铰接齿轮233上的中心唯一指示器265指定，该中心唯一指示器265对应于末端执行器160的第一位置，其中纵向轴线B-B与纵向轴线A-A基本对准。计数然后被传输到微控制器500，该微控制器然后确定末端执行器160的铰接位置并且经由界面120报告铰接角度。

另外，铰接角度可以用于所谓的“自动停止”模式。在此操作模式期间，当末端执行器160处于其中心第一位置时，器械10自动停止末端执行器160的铰接。即，当末端执行器160从纵向轴线B-B相对于纵向轴线A-A朝向第一位置以一定角度设置的位置铰接时，当纵向轴线B-B与纵向轴线A-A基本对准时停止铰接。铰链传感器235基于中心指示器检测该位置。该模式允许内窥镜部分140被抽出，而用户不必手动对准末端执行器160。

参考图1，本发明提供了装载单元识别系统440，其允许器械10识别装载单元169并确定其操作状态。识别系统440向器械10提供钉尺寸、仓长度、装载单元169的类型、仓的状态、正确的接合等信息。该信息允许器械调整夹紧力、夹紧速度以及各种长度钉仓的发射和行程结束点。

装载单元识别系统440还可适用于确定并向器械10(例如，图14中所示的控制系统501)传递各种信息，包括速度、电力、扭矩、夹紧、行程长度和/或用于操作特定末端执行器160的强度限制。控制系统501还可以确定操作模式并调整电压、离合器弹簧负载和/或用于部件行进的止动点。更具体地，识别系统可以包括设置在末端执行器160中的部件(例如，微芯片、发射器或传输器)，其与控制系统501或其中的接收器进行通信(例如，无线地、经由红外信号等)。还可以设想的是，可以经由发射杆220发送信号，使得发射杆220用作控制系统501与末端执行器160之间的通信的导管。在另一实施例中，信号可以通过中间接口发送，诸如反馈控制器603(图15到图17)。

举例来说，上面讨论的传感器可以用于确定钉66是否已从钉仓发射，它们是否已被完全发射，梁是否已经通过钉仓向近侧缩回和缩回的程度，以及关于装载单元的操作的其它信息。在本发明的某些实施例中，装载单元并入了用于识别装载单元和/或装载在器械10上的钉仓的类型的部件，包括红外、蜂窝或射频识别芯片。装载单元和/或钉仓的类型可以由控制系统501内的相关接收器或手术室中的外部装置接收，用于提供反馈、控制和/或库存分析。

信息可以经由装载单元169与器械10之间的各种通信协议(例如，有线或无线)传输到器械10。信息可以存储在装载单元169内的微控制器、微处理器、非易失性存储器、射频识别标签和/或诸如光学、颜色、位移、磁性、电、二进制和/或格雷码编码(例如，电导、电阻、电容、阻抗)等各种类型的标识符。

在一个实施例中，装载单元169和器械10包括对应的无线收发器、标识符442和询问器444。标识符442包括存储器，或者可以联接到微控制器，用于存储关于装载单元169的各种标识和状态信息。一旦装载单元169联接到器械10上，器械10经由询问器444询问标识符442以获得标识码。响应于询问，标识符442用对应于装载单元169的标识码进行回复。在操作期间，一旦已经发生识别，则标识符442被配置成向器械10提供关于装载单元169的状态的更新(例如，机械和/或电子故障、位置、铰接等)。

标识符442和询问器444被配置成使用以下通信协议中的一个或多个来彼此通信，诸如例如无线802.11IEEE和/或其它无线电、红外线、UHF、VHF通信等。在一个实施例中，取决于收发器402的询问器能力，收发器400可以是有源或无源的射频识别(RFID)标签。

图15A和图15B示出了具有各种类型的识别装置的装载单元169的附加实施例。参考图15A，示出了具有电标识符173的装载单元169的近端171。标识符173可以包括一个或多个电阻器、电容器和/或电感器，并且与设置在内窥镜部分140的远端上的对应电接触件181联接。接触件可以包括滑动环、电刷和/或设置在内窥镜部分中的固定接触件。标识符173可以设置在装载单元168的任何位置上，并且可以形成在柔性或固定电路上，或者可以直接在装载单元169的表面上描绘。

当装载单元169与内窥镜部分140联接时，接触件通过电标识符173施加小电流。询问器接触件还包括对应的电传感器，其测量电阻、阻抗、电容和/或标识符173的阻抗。标识符173具有对应于装载单元169的标识码的唯一电性质(例如，电阻、电容、电感等)，因此，当确定电性质时，器械10基于测量的属性来确定装载单元169的标识。

在一个实施例中，标识符173可以是诸如格雷码编码磁体和/或亚铁节点之类的磁性标识符，其并入了通过标识码识别装载单元169的预定唯一磁性图案。经由设置在内窥镜部分140的远端的磁性传感器(例如，铁磁传感器、霍尔效应传感器等)读取磁标识符。磁性传感器将磁性数据传输到器械10，该器械然后确定装载单元169的标识。

图15B示出了装载单元169的具有一个或多个突起175的近端171。突起175可以具有各种尺寸的任何形状，例如凹陷、凸块、条带等。突起175与设置在内窥镜部分140的近侧部段内的对应的位移传感器183连接。当突起175插入内窥镜部分时，传感器移位。位移量由传感器进行分析并转换成识别数据，从而允许器械10确定钉尺寸、仓长度、装载单元169的类型、正确的接合等。位移传感器可以是开关、接触件、磁性传感器、光学传感器、可变电阻、或者可以是弹簧负载的线性和旋转可变位移传感器。开关被配置成基于它们的启动状态将二进制码传输到器械10。更具体地，一些突起175延伸足够的距离以选择性地启动一些开关，由此基于突起175的组合产生唯一码。

在另一实施例中，突起175可以是彩色编码的。位移传感器183包括颜色传感器，该颜色传感器被配置成确定突起175的颜色以基于颜色测量装载单元169的一个或多个属性并将该信息传输到器械10。

图16示出了用于识别装载单元169并向器械10提供关于装载单元169的状态信息的方法。在步骤650中，确定装载单元169是否正确地装载到器械10中。这可以通过检测是否已经与标识符173和/或突起175接触。如果装载单元169被正确装载，则在步骤652中，装载单元169向器械10传递准备就绪状态(例如，打开视觉输出123的第一灯)。

在654中，器械10验证装载单元169是否先前已被发射。标识符442存储指示先前发射状态的值。如果装载单元169被发射，则在步骤656中，器械10提供错误响应(例如，闪烁视觉输出123的第一灯)。如果装载单元169未被发射，则在步骤658，装载单元169经由识别系统440向设备10提供识别和状态信息(例如，打开第一灯)。基于保存在标识符442的存储器中的保存的“先前发射”信号确定装载单元169是否已经被发射，如下面关于步骤664更详细地讨论。在步骤660中，器械10响应于从装载单元169接收到的信息调整其操作参数。

在步骤662中，用户经由器械10执行外科手术。一旦手术完成并且装载单元169已被发射，器械10就向装载单元169传输“先前发射”信号。在步骤664，如关于步骤654所讨论，装载单元169将“先前发射”信号保存在标识符442的存储器中以用于器械10的未来询问。

参考图17，装载单元169包括设置在末端执行器160内的一个或多个组织传感器，用于检测被抓握的物体类型，使得识别非组织物体和物体的组织类型。传感器还被配置成确定在末端执行器160的钳夹构件之间传递的血流量。更具体地，第一组织传感器177设置在砧座组件162的远侧部分处，并且第二组织传感器179设置在仓组件164的远侧部分处。传感器177和179联接到标识符442，以允许传感器数据传输到器械10的微控制器500。

传感器177和179适合于在其间以一个或多个阵列或频率产生场和/或波。传感器177和179可以是声学、超声、铁磁、霍尔效应传感器、激光、红外、射频或压电装置。传感器177和179被校准以忽略通常出现的材料，诸如空气、体液和各种类型的人体组织，并用于检测某些类型的异物。异物可以是骨、肌腱、软骨、神经、主动脉和非组织物质，诸如陶瓷、金属、塑料等。

传感器177和179基于由传感器产生的场信号的吸收、反射和/或滤波来检测通过砧座组件162与钉仓组件164之间的异物。如果材料减小或反射信号，使得材料在校准范围之外并且因此是外来的，则传感器177和179将干扰信息传输到微控制器500，该微控制器然后确定由末端执行器160所抓握的材料的类型。可以通过将干扰信号与列出各种类型的材料及其相关联的干涉范围的查找表进行比较来进行确定。微控制器500然后提醒用户正在抓握的是异物以及其标识。这使用户可以防止夹紧、切割或缝合包含异物的区域。

图20示出了包括微控制器500的控制系统501，该微控制器联接到位置计算器416和速度计算器422、装载单元识别系统440、用户界面120、驱动马达200和数据存储模块502。另外，微控制器500可以直接联接到各种传感器(例如，第一组织传感器177和第二组织传感器179、负载开关230、轴起始位置传感器231、夹紧位置传感器232、铰接传感器235、线性位移传感器237、旋转传感器239、发射杆旋转传感器241、马达和电池操作模块412、旋转速度检测设备418、开关421、电压传感器428、电流传感器430、询问器444等)。

微控制器500包括存储用于控制器械10的操作和功能的一个或多个软件应用程序(例如，固件)的内部存储器。微控制器500处理来自用户界面120的输入数据并响应于输入调整器械10的操作。对器械10的调整可以包括开启或关闭器械10的电源，通过电压调节或电压脉冲宽度调制进行速度控制，通过减小占空比或脉冲开启和关闭的电压以预定时间段期间限制平均电流输送进行扭矩限制。

微控制器500经由用户反馈模块504联接到用户界面120，该用户反馈模块被配置成向用户通知器械10的操作参数。用户反馈模块504指示用户界面120在屏幕122上输出操作数据。特别地，来自传感器的输出被传输到微控制器500，该微控制器然后向用户发送反馈，指示用户响应于其来选择器械10的特定模式、速度或功能。

装载单元识别系统440指示微控制器500哪个末端执行器位于装载单元上。在实施例中，控制系统501能够存储与施加到发射杆220和/或末端执行器160的力有关的信息，使得当识别装载单元169时，微控制器500自动选择器械10的操作参数。这允许控制施加到发射杆220的力，使得发射杆220可以在此时驱动使用中的装载单元上的特定末端执行器160。

微控制器500还分析来自位置计算器416和速度计算器422以及其它传感器的计算，以确定发射杆220的实际位置和/或速度以及器械10的部件的操作状态。该分析可以包括对来自计算器416和422的感测到的反馈信号的解译，以响应于感测到的信号来控制发射杆220和器械10的其它部件的移动。微控制器500被配置成一旦发射杆220移动超过如由位置计算器416所报告的预定点就限制发射杆220的行进。可由微控制器500用于控制器械10的附加参数包括马达和/或电池温度、剩余和使用的周期数、剩余电池寿命、组织厚度、末端执行器的当前状态、传输和接收、外部装置连接状态等。

在一个实施例中，器械10包括配置成测量电流(例如，电流表)、电压(例如，电压表)、接近度(例如，光学传感器)、温度(例如，热电偶、热敏电阻等)，和/或力(例如，应变计、测压元件等)的各种传感器来确定装载单元169上的负载状况。在器械10的操作期间，期望知道器械10在接近过程期间和在发射过程期间施加在目标组织上的力。异常负载的检测(例如，在预定的负载范围之外)指示器械10和/或传递给用户的夹紧组织的问题。

负载状况的监测可以通过以下方法中的一个或多个来执行：监测驱动马达200的速度，监测由马达施加的扭矩、钳夹构件162和164的接近度，监测器械10的部件的温度，和/或经由应变传感器185(图6)和/或器械10的其它承载部件来测量发射杆220上的负载。以上参考图5和速度计算器422讨论了速度和扭矩监测。

在实施例中，驱动马达200联接到控制驱动马达200的操作的马达驱动器电路(未示出)，该驱动马达包括从电源400到驱动马达200的电能流。马达驱动器电路包括被配置成测量驱动马达200和电源400的操作状态的多个传感器。传感器可以包括电压传感器、电流传感器、温度传感器、遥测传感器、光学传感器或其组合。传感器可以测量由电源400供应的电能的电压、电流和/或其它电性质。传感器还可以测量作为每分钟转数(RPM)的旋转速度、扭矩、温度、电流消耗和/或驱动马达200的其它性质。传感器可以指示末端执行器160和/或器械10上的负载状况。特别地，传感器可以与发射或驱动钉66穿过组织所需的力相关联。RPM可以通过测量驱动马达200的旋转来确定。各种驱动轴的位置可以通过使用设置在轴中或接近轴的各种线性传感器来确定，或者从RPM测量结果推算。在实施例中，可以基于恒定RPM下的驱动马达200的调节电流消耗来计算扭矩。

测量钳夹构件162和164之间的距离还可以指示末端执行器160和/或器械10上的负载状况。当大量的力施加在钳夹构件162和164上时，钳夹构件向外偏转。钳夹构件162和164在正常操作期间彼此平行，然而，在变形期间，钳夹构件相对于彼此成角度。因此，测量钳夹构件162和164之间的角度允许确定由于施加在钳夹构件上的负载而导致的钳夹构件的变形。钳夹构件可以包括如图17中所示的应变计187和189，以直接测量施加在其上的负载。或者，一个或多个接近传感器191和193可以设置在钳夹构件162和164的远侧尖端处以测量它们之间的角度。然后将这些测量结果传输到微控制器500，该微控制器分析该角度和/或应变测量结果并向用户警告末端执行器160上的应力。

在另一实施例中，发射杆220或其它承载部件包括设置在其上的一个或多个应变计和/或负载传感器。在高应变状况下，施加在器械10和/或末端执行器160上的压力平移到发射杆220，引起发射杆220偏转，导致其上的应变增加。应变计然后将应力测量结果报告给微控制器500。在另一实施例中，位置、应变或力传感器可以设置在离合器片302上。

在接近过程期间，当末端执行器160被夹紧在组织周围时，设置在器械10和/或末端执行器160中的传感器向微处理器500指示末端执行器160部署在异常组织周围(例如，低或高负载状况)。低负载状况指示末端执行器160抓握住少量组织。高负载状况表示抓握住太多的组织和/或异物(例如管、钉线、夹具等)。另外，高负载状况可能表示正抓握住用于切割的异常组织(例如，肠)。此后，微处理器500经由用户界面120向用户指示应该选择更合适的装载单元169和/或器械10。另外，微处理器500可以经由用户界面120向用户指示异常组织正被末端执行器160抓握住。

在发射过程期间，传感器可以向用户警告各种错误。传感器可以向微控制器500传递钉仓或器械10的一部分有故障。另外，传感器可以检测施加在刀上的力的突然峰值，这指示遇到异物。也可以使用对力峰值的监测来检测发射行程的结束，诸如当发射杆220遇到钉仓的末端并且遇到硬止动件时。该硬止动件产生比在器械10的正常操作期间观察到的力峰值相对更大的力峰值，并且可以用于向微控制器指示发射杆220已经到达装载单元169的末端。测量力峰值可以与关于位置计算器416和速度和422所讨论的位置反馈测量结果(例如，来自编码器、线性可变位移换能器、线性电位计等)相结合。这允许与器械10一起使用各种类型(例如，多个长度)的钉仓而无需修改末端执行器160。

当遇到力峰值时，器械10通知用户该状况并通过输入所谓的“脉冲”或电子离合模式来采取预防措施，这将在下面更详细地讨论。在该模式期间，驱动马达200被控制为仅以短脉冲运行，以允许抓握的组织与末端执行器160之间的压力平衡。电子离合限制了由驱动马达200施加的扭矩，并且防止了从电源400汲取大量电流的情况。这继而防止了由于伴随着过载和高电流消耗情形的过热而导致的电子和机械部件的损坏。

微控制器500通过马达驱动器经由脉冲宽度调制控制信号来控制驱动马达200。马达驱动器被配置成在顺时针方向或逆时针方向上调整驱动马达200的速度。马达驱动器还被配置成在包括电子马达制动模式、恒速模式、电子离合模式和/或受控电流启动模式的多个操作模式之间切换。在电子制动模式中，驱动马达200的两个端子短路并且所产生的反电动势抵消驱动马达200的旋转，从而允许更快停止以及在调整发射杆220的线性位置时更高的位置精度。

在恒速模式中，速度计算器422结合微控制器500和/或马达驱动器调整驱动马达200的旋转速度以确保发射杆220的恒定线速度。电子离合模式涉及响应于来自位置计算器416和速度计算器422的感测到的反馈信号，重新接合和/或断开离合器300与驱动马达200。在受控电流启动模式中，电流上升或下降，以防止在静态模式与动态模式之间转换时损坏电流和扭矩，以提供所谓的“软启动”和“软止动”。

数据存储模块502记录来自联接到微控制器500的传感器的数据。另外，数据存储模块502记录装载单元169的标识码、末端执行器100的状态、手术期间的缝合循环次数等。数据存储模块502还被配置成通过无线或有线数据端口503连接到外部装置，诸如个人计算机、PDA、智能电话、存储装置(例如，Secure 卡、Compact 卡、等)。这允许数据存储模块502将性能数据传输到外部装置以用于随后的分析和/或存储。数据端口503还允许微控制器500的固件的所谓“现场”升级。

图21到图22中示出反馈控制系统601。该系统包括图22A到图22B中所示的反馈控制器603。器械10经由数据端口502连接到反馈控制器603，该数据端口可以是有线的(例如，串行串行等)或无线的( 无线802.11IEEE以及其它无线电、红外线、UHF、VHF通信等)。

参考图21，反馈控制器603被配置成存储由器械10向其传输的数据以及处理和分析该数据。反馈控制器603还连接到其它装置，诸如视频显示器604、视频处理器605和计算装置606(例如，个人计算机、PDA、智能手机、存储装置等)。视频处理器605用于处理由反馈控制器603产生的输出数据以在视频显示器604上输出。计算装置606用于反馈数据的附加处理。在一个实施例中，由微控制器600执行的传感器反馈分析的结果可以被内部存储以供计算装置606稍后检索。

反馈控制器603包括联接到微控制器600的数据端口607(图22B)，其允许反馈控制器603连接到计算装置606。数据端口607可以提供与计算装置606的有线和/或无线通信，以提供计算装置606与反馈控制器603之间的接口用于检索存储的反馈数据、反馈控制器603的操作参数的配置以及反馈控制器603的固件和/或其它软件的升级。

图22A到图22B中进一步示出反馈控制器603。反馈控制器603包括壳体610和多个输入和输出端口，诸如视频输入614、视频输出616和平视(“HUD”)显示输出618。反馈控制器603还包括屏幕620，用于显示关于反馈控制器603的状态信息。

图23中示出反馈控制器603的部件。反馈控制器603包括微控制器600和数据存储模块602。微控制器600和数据存储模块602提供与器械10的微控制器500和数据存储模块502类似的功能。在呈反馈控制器603的形式的独立模块中提供这些部件减轻了在器械10内具有这些部件的需要。

数据存储模块602可以包括一个或多个内部和/或外部存储装置，诸如磁性硬盘驱动器、闪存(例如，Secure卡、Compact卡、等)。反馈控制器603使用数据存储模块602来存储来自器械10的反馈数据，以供计算装置606稍后分析该数据。反馈数据包括由设置在器械10内的传感器等提供的信息。

微控制器600被配置成取代和/或补充器械10的控制电路(如果存在的话)。微控制器600包括存储用于控制器械10的操作和功能的一个或多个软件应用程序(例如，固件)的内部存储器。微控制器600处理来自用户界面120的输入数据并且响应于输入来调整器械10的操作。微控制器600经由用户反馈模块504联接到用户界面120，该用户反馈模块被配置成向用户通知器械10的操作参数。更具体地，器械10被配置成无线地或经由数据端口407(图6)通过有线连接而连接到反馈控制器603。

在公开的实施例中，微控制器600连接到驱动马达200并且被配置和布置为监测电池阻抗、电压、温度和/或电流消耗并且控制器械10的操作。如果一个或多个负载指示达到或接近损坏极限，则确定电池400、变速器、驱动马达200和器械10的驱动部件上的一个或多个负载来控制马达速度。例如，可以确定电池400中剩余的能量、剩余发射次数、电池400是否必须更换或充电，和/或接近器械10的潜在负载极限。微控制器600也可以连接到上面讨论的器械10的一个或多个传感器。

微控制器600还被配置成响应于所监测的信息来控制驱动马达200的操作。可以包括电子离合器的脉冲调制控制方案可以用于控制器械10。例如，微控制器600可以调节驱动马达200的电压供应或向其供应脉冲调制信号以调整电力和/或扭矩输出以防止系统损坏或优化能量使用。

在一个实施例中，可以使用电气制动电路来控制驱动马达200，其使用旋转驱动马达200的现有反电动势来抵消和显著减小驱动管210的动量。电气制动电路可以改进驱动马达200和/或驱动管210的控制用于动力外科手术器械10的止动精确度和/或移位位置。用于监测动力外科手术器械10的部件并帮助防止动力外科手术器械10的过载的传感器可以包括热型传感器，诸如热传感器、热敏电阻、热电堆、热电偶和/或热红外成像，并向微控制器600提供反馈。微控制器600可在达到或接近极限的情况下控制动力外科手术器械10的部件，并且这样的控制可以包括切断来自电源400的电力，临时中断电力或者进入暂停模式和/或脉冲调制以限制使用的能量。微控制器600还可以监测部件的温度以确定何时可以恢复操作。微控制器600的上述使用可以独立于或者考虑电流、电压、温度和/或阻抗测量结果等因素来使用。

由微控制器600分析和处理数据的结果在视频显示器604和/或HUD显示器622上输出。视频显示器604可以是任何类型的显示器，诸如LCD屏幕、等离子屏幕、电致发光屏幕等。在一个实施例中，视频显示器604可以包括触摸屏并且可以并入电阻式、表面波、电容式、红外线、应变计、光学、色散信号或声脉冲识别触摸屏技术。触摸屏可用于允许用户在查看操作反馈的同时提供输入。HUD显示器622可以在外科手术期间被投影到用户可见的任何表面上，诸如一副眼镜和/或护目镜的镜片、面罩等。这允许用户可视来自反馈控制器603的重要反馈信息而不会失去对手术的注意力。

反馈控制器603包括屏上显示模块624和HUD模块626。模块626处理微控制器600的输出以显示在相应的显示器604和622上。更具体地，OSD模块624将来自反馈控制器603的文本和/或图形信息覆盖在经由设置在其中的摄像头从外科手术部位接收的其它视频图像上。具有覆盖文本的经修改的视频信号被传输到视频显示器604，允许用户可视来自器械10和/或反馈控制器603的有用反馈信息同时仍观察手术部位。

图24到图25示出了器械10'的另一实施例。器械10'包括具有布置成直线构型的多个电池单元401的电源400'。电源400'垂直插入手柄部分112内的垂直电池室800中。电池室800在其顶部内包括弹簧802以向下推动电源400'。在一个实施例中，弹簧802可以包括接触件以与电源400'电联接。电源400'经由电池帽804保持在电池室800内，该电池帽被配置成在远侧方向上滑动以锁定在适当位置。帽804和手柄112可以包括舌槽联接件以防止帽804滑出。由于弹簧802的向下的力，电源400'被抵靠帽804偏置。当帽804在近侧方向上滑动时，电源400'通过弹簧802从电池室800弹出。

图25示出了旋转传感器239的另一实施例，其检测驱动管210的旋转，从而测量允许确定发射杆220的线速度的驱动管210的旋转速率。旋转传感器239包括安装到驱动管210和光学读取器812(例如，光电断路器)的编码器轮810。光学读取器812被配置成确定在其两个相对边缘814和816之间连续提供的光束的中断次数。轮810与驱动管210一起旋转并且包括多个穿过其中的狭槽811。

轮810的外边缘设置在光学读取器812的相对边缘之间，使得在边缘814和816之间传输的光照射穿过狭槽811。换句话说，当驱动管210旋转时，边缘814和816之间的光束由轮810中断。光学读取器812测量光束的中断次数及其发生率，并将这些测量结果传输到速度计算器422，该速度计算器然后如上所述确定驱动杆220的速度。

图27到图32示出了具有用于将发射杆220从其发射位置缩回的缩回组件820的器械10'。缩回组件820提供与驱动管210的手动驱动的机械接口，从而允许在紧急情况下(例如，电气故障、卡住的末端执行器160等)经由缩回组件820的棘轮动作手动缩回发射杆210。缩回组件820可以被构造成可插入器械10'中的模块化组件。

参考图30，缩回组件820包括具有顶部823和底部825的缩回底盘822。缩回组件820经由驱动齿轮826和缩回齿轮824与驱动管210机械地连接。驱动齿轮826附接到驱动管210并且响应于驱动管210的旋转而平移。相反，驱动齿轮826的旋转引起驱动管210旋转。驱动齿轮826和缩回齿轮824可以是锥齿轮，从而允许齿轮824和826以垂直方式连接。

缩回齿轮824联接到第一主轴828，该第一主轴以基本垂直的方式设置在缩回底盘822的顶部823与底部825之间并且可围绕由其限定的纵向轴线旋转。第一主轴828还包括附接到其以及附接到缩回齿轮824的第一正齿轮830。第一正齿轮830与设置在第二主轴834上的第二正齿轮832连接，该第二主轴也以基本垂直的方式设置在缩回底盘822的顶部823与底部825之间并且可围绕由其限定的纵向轴线旋转。

第二正齿轮832与设置在第一主轴828上的第三正齿轮836机械连接。第三正齿轮836附接到单向离合器组件840的第一离合器部分838。离合器组件840还包括可旋转地设置在第一离合器部分838上方的第一主轴828上的第二离合器部分840，其中弹簧843设置在第一离合器部分838与第二离合器部分840之间，由此使第一离合器部分838和第二离合器部分840保持处于升高的非互锁构型(例如，第一构型)，如图31中所示。

驱动管210和/或驱动齿轮826的旋转引起缩回齿轮824以及第一正齿轮830、第二正齿轮832和第三正齿轮836连同第一部分838和相应的主轴828和834的旋转。因为第二离合器部分842可以围绕主轴828旋转并且通过弹簧843与第一离合器部分838分离，所以第一部分838的旋转不会平移到该第二离合器部分。

第一离合器部分838和第二离合器部分842包括具有平坦互锁表面846和倾斜滑动表面848的多个互锁齿844。在如图32所示的第二构型中，第二离合器部分842由缩回杠杆845向下推动，从而与齿844连接。滑动表面848允许互锁表面846彼此接触，从而允许第二离合器部分842的旋转以使第一离合器部分838和所有的连接齿轮旋转。

缩回杠杆845包括凸轮部分847和附接到其上的手柄849。凸轮部分847包括开口853，该开口容纳单向针离合器855，该单向针离合器与附接到第一主轴828的配件856机械协作，从而允许缩回杠杆845围绕第一主轴828旋转。参考图29，杠杆845包括具有凸轮表面852的一个或多个凸轮构件850。在第一构型中，杠杆845沿着壳体110的杠杆凹腔860设置，如图27中所示。杠杆845由弹簧843抵靠顶部823顶起，而凸轮构件850设置在对应的凸轮凹腔858内。杠杆845通过安装在顶部823与凸轮部分847之间的返回拉伸弹簧862而维持第一构型。凸轮构件850和杠杆凹腔860防止杠杆845的进一步旋转。

当杠杆845从杠杆凹腔860中拉出时，凸轮构件850与对应的凸轮凹腔823连接并且在向下方向上推动杠杆845的凸轮部分847。向下移动压缩弹簧843，并且推动第一离合器部分838和第二离合器部分842一起互锁齿844，从而使部分838和842接合。凸轮部分847在逆时针方向上的旋转致动针离合器855，其与配件856和第一主轴828连接。杠杆845的连续旋转使离合器组件840旋转，继而使正齿轮836、832和830以及缩回齿轮824和驱动齿轮826旋转。这又使驱动管210旋转并缩回驱动杆220。

如图28中所示，杠杆845可以旋转预定的量直到手柄849邻接壳体110。此后，杠杆845通过返回拉伸弹簧862回到其第一构型。这升高了凸轮部分847，允许第二离合器部分842也向上移动并脱离第一离合器部分838。针离合器855释放配件856，允许杠杆845返回到第一构型而不影响驱动管210的移动。一旦杠杆845返回到第一构型，杠杆845可以再次缩回以继续棘轮连接驱动杆220。

参考图33和图34，末端执行器160包括第一钳夹构件902、第二钳夹构件904和刀906。第一钳夹构件902和第二钳夹构件904可相对于彼此在打开位置和与夹紧位置之间移动。在夹紧位置中，组织可被抓握或夹紧在末端执行器106内处于第一钳夹构件902与第二钳夹构件904之间。刀906可沿着末端执行器的纵向轴线移动穿过第一钳夹构件902和第二钳夹构件904以切断夹紧在末端执行器160内的组织。

末端执行器160包括根据本发明提供的检测组件910，其在致动刀906以切断夹紧在末端执行器160内的组织之前，检测或感测夹紧在末端执行器160内的组织的性质。检测组件910可以基于感测到的组织性质防止或锁定刀906致动。检测组件910分析夹紧的组织以确定夹紧的组织的一个或多个属性，包括但不限于夹紧组织的厚度、夹紧组织的类型或夹紧组织内存在脉管系统。这样，如果不想要的组织(例如，肠)夹紧在末端执行器160内，则检测组件910可以防止切割刀906切断组织。与期望组织的低血管分布相比，检测组件910可以检测不想要的组织的高血管分布(例如，粘连)。

继续参考图33和图34，检测组件910包括光源912、光传感器914和处理器918。光源912设置在第一钳夹构件902内并且光传感器914设置在第二钳夹构件904内与光源912相对。如图所示，光源912和光传感器914分别定位成邻近第一钳夹构件902和第二钳夹构件904中的一个的远端；然而，可以预期的是，光源912和光传感器914可以沿着第一钳夹构件902和第二钳夹构件904的组织接触表面的任何位置彼此相对地定位。如下面详细描述，当组织被夹紧在末端执行器160内时，光源912朝向光传感器914发射光穿过夹紧组织，该光传感器光学地感测透过夹紧组织的光的性质。可以预期的是，在刀906致动之前、期间和/或之后，光源912可以发射光并且光传感器914可以感测光的性质。

光源912可以通过多种手段产生光，包括但不限于电子刺激、白炽灯、电致发光、气体放电、高强度放电、激光、化学发光、荧光和/或磷光。光源912可以是发光二极管(LED)。从光源912发射的光可以在视觉和/或红外光谱中。光源912可以在开关114(图1)压下时被启动。光可以通过光缆传输。

光传感器914被配置成光学地感测与其接触的光的性质。光传感器914可以被配置成检测注射到患者血流中的特定化学物质或试剂，包括但不限于能够生物发光、放射致发光、化学发光、荧光和/或磷光的化学物质或试剂。此外，光传感器914可以感测指示夹紧组织内的异物、患病组织或非组织的光的性质。

光传感器914将光学感测的光的特性转换为被传输到处理器918的数据信号。可以预期的是，光传感器914可以直接连线到或无线连接到处理器918。

无线连接可以经由射频、光学、WIFI、(用于从固定和移动设备短距离交换数据(使用短长度无线电波)的开放式无线协议，创建个人区域网络(PAN))、(一套基于IEEE 802.15.4-2003无线个人区域网(WPAN)标准的使用小型低功率数字无线电的高级通信协议规范)等。

处理器918分析从光传感器914接收到的数据信号以确定夹紧在末端执行器160内的组织的属性。处理器918可以在用户界面120(图3)(例如，屏幕122)上显示组织属性。

处理器918在刀906致动之前和/或期间将所计算的组织属性与预定可接受值进行比较。如果一个或多个所计算的组织属性不在预定可接受值范围内，则处理器918可防止或锁定刀906启动。如果一个或多个所计算的组织属性不在预定可接受值范围内，则处理器918还可缩回刀。当所计算的组织属性不在预定可接受值范围内时，处理器918还可以向用户提供反馈。该反馈可以是如上所述的听觉、触觉或视觉标记。

处理器918可以根据透过夹紧组织的光的强度来计算夹紧组织的厚度。处理器918可以根据透过夹紧组织的光的强度来计算各种已知组织类型(即，肺、胃、肠、肌肉等)的厚度。光传感器914可以感测多个波长的光，并且处理器918可以根据由光传感器914感测到的每个波长的强度或光学功率来确定夹紧组织的类型。另外，处理器918可以根据由夹紧组织吸收的特定波长的光强度来确定夹紧组织的脉管系统。

组织厚度可以由组织内的红细胞密度来确定。例如，如果夹紧组织中的血液阻塞太多，则红血细胞的密度降低表明夹紧组织太厚或包括用于刀906安全切断的太多脉管系统。

夹紧组织的属性也可以通过检测异常血流来检测。例如，异常血流可以指示癌症组织或肿瘤组织被夹紧在末端执行器160内。在这种情况下，处理器918可以通知临床医生应该增加切除边缘(即，被移除的组织的量包含癌性或肿瘤组织)。

如图所示，处理器918设置在第二钳夹构件904内；然而，可以预期的是，处理器918可以设置在第一钳夹构件902内或外科手术器械10(图1)内的任何位置(例如，在主体部分168或壳体110内)或外科手术器械10的外部。还可以预期的是，处理器918可以被集成到微控制器500(图6)中。

另外地或可选地，如果所计算的组织属性在预定值范围内，则处理器918可以允许或启用钉仓164的发射。处理器918可以向临床医生提供听觉、触觉或视觉标记，以提醒临床医生所计算的组织属性在预定值范围内(例如，绿灯、先行音、“继续”图标、“继续”灯图案、听觉“继续”图案等)。

参考图35，提供了根据本发明的另一检测组件910，并且其包括光源912和光传感器914，该光源和光传感器设置成在第一钳夹构件902和第二钳夹构件904的每一个中邻近于彼此，其中第一钳夹构件902的光源912与第二钳夹构件904的光传感器914相对，并且第二钳夹构件904的光源912与第一钳夹构件902的光传感器914相对。在这样的配置中，除了透过夹紧组织的光之外，光传感器914可以感测从夹紧在末端执行器160内的组织反射的光。光源912中的一个可以发射具有第一波长的光，并且光源912中的另一个可以发射具有第二波长的光(例如，第一钳夹构件902的光源912可以发射可见光谱中的光，而第二钳夹构件904的光源912可发射红外光谱中的光)，从而允许处理器918确定由每个光传感器914感测到的光的属性是否是表示组织内已知波长的吸收的透射或反射光的属性。

参考图36，提供了根据本发明的又一检测组件910，并且其包括两个光源912和设置在第一钳夹构件902内的光传感器914，其中光传感器914设置在光源912之间。光传感器914感测从光源912发射并从夹紧在末端执行器160内的组织反射的光的光属性。由于光源912的相对接近度，可能期望在光源之间包括遮光罩以增强透入组织内的光的深度。如图所示，第二钳夹构件904不包括光源或光传感器；然而，可以预期的是，第二钳夹构件904可以包括与第一钳夹构件902的光传感器914相对的光源912和各自与第一钳夹构件902的光源912中的每一个相对的两个光传感器914。

参考图37，如由标签“透明”、“红色”、“蓝色”和“绿色”所指示，由对光的不同波长敏感的光传感器(例如，光传感器914)检测到的透过组织的光的响应度。如图所示，可以使用光波长的强度来确定夹紧在末端执行器160内的组织的颜色。将理解，当光透过夹紧在末端执行器160内的组织时，对应于组织的颜色的波长不透过组织，使得可以分析透射光的波长以确定夹紧组织的颜色。

参考图38和图39，根据本发明的另一检测组件920包括超声探头922和处理器928。超声探头922设置在邻近其远端的钳夹构件902、904中的一个中。类似于上文详述的检测组件910，在致动刀906以切断夹紧在末端执行器160内的组织之前，检测组件920检测或感测夹紧在末端执行器160内的组织的性质，这样将仅在本文详述差异。

超声探头922包括超声换能器924和超声传感器926。超声换能器924将电能转换为声波能量。超声换能器924可以利用压电晶体将电能转换为声波能量。声波能量被导引朝向超声探头922附近的组织，其中一些声波能量被反射回超声探头922。超声传感器926感测反射回超声探头922的声波能量以产生邻近超声探头922的组织的超声波图。

超声传感器926将感测到的声波能量转换为发送到处理器928的数据信号。类似于检测组件910的处理器918，处理器928可以设置在末端执行器160内，在外科手术器械10(图1)的壳体168内(例如，与微处理器500集成在一起)，或远离外科手术器械10。处理器928在显示器(例如，用户界面120的屏幕122或远离外科手术器械10的监视器)上显示邻近超声探头922的组织的超声波图，以允许临床医生在致动刀906之前可视邻近超声探头922的组织。在邻近超声探头922的组织的可视化期间，临床医生能够在致动刀906期间和/或之后可视夹紧在末端执行器160内的组织的属性，诸如高密度区域、低密度区域、异物和/或异常组织。

现在参考图40到图43，根据本发明的实施例，微控制器405基于缝合组织的所测量性质、驱动马达200和/或外科手术器械10的其它部件来控制由外科手术器械10弹出的钉66(图9)的发射速度。特别地，在发射钉66期间，微控制器405基于施加在目标组织上的夹紧力来设定发射杆220的初始速度。

如图40中所描绘，夹紧力可以由传感器直接测量和/或基于各种传感器读数计算。在实施例中，可以使用诸如应变传感器185或应变计传感器187、189的力/负载传感器来测量发射杆220(图6)和/或器械10的其它承载部件上的负载。在实施例中，这些传感器联接到微控制器405。

还可以使用联接到驱动马达200的电压传感器428(例如，电压计)和/或电流传感器430(例如，电流计)基于供应到驱动马达200的电能的电压和电流来确定夹紧力。在实施例中，扭矩传感器431也可以用于监测驱动马达200的扭矩。在另外实施例中，配置成监测钳夹构件162和164的接近度的接近传感器191和193也可以用于确定夹紧力。在另外实施例中，联接到器械10的各种部件(例如，驱动马达200、电源400、微控制器405等)的温度传感器403(例如，热电偶、热敏电阻等)可以用于监测温度。微控制器405可以存储将测量的电压、电流、扭矩、接近度测量结果和/或温度与夹紧力相关联的各种传递函数。特别地，可以分别由电压传感器428和/或电流传感器430和扭矩传感器431确定的马达200的电流消耗和扭矩可以用于将由驱动马达200完成的功与夹紧力相关联。类似地，钳夹构件162和164的接近度结合其它传感器测量结果也可用于推算夹紧力。

另外，钉66的发射力也可以由上述一个或多个传感器确定。在实施例中，可以使用联接到驱动马达200的电流传感器430、电压传感器428和/或扭矩传感器431，使得所测量的特性，例如电压、电流和马达扭矩然后可以与钉66的发射力相关联。电流或电压的峰值可用于指示力的增加或负载状况的变化。

微控制器405还被配置成基于目标组织上的钉66的所测量的发射力来连续调整发射速度。调整钉66从钉仓组件162发射的速度优化了钉成形。特别地，以过大的力或以超速发射的钉66可以产生畸形的钉66。因此，调整发射速度有助于使在钉发射期间施加在目标组织上的力最小化。

在图41中示出了基于由微控制器405执行的算法由外科手术器械10在钉发射期间施加在组织上的夹紧力。在三个阶段900、902和904中描述钉发射。在阶段900中，器械10的用户首先将末端执行器160夹紧在目标组织上，这通过夹紧力随时间的增加来示出，直到用户将末端执行器160夹紧在目标组织上。微控制器405基于一个或多个传感器测量结果来确定初始夹紧力，用于确定起始发射速度。特别地，末端执行器160夹紧目标组织，在此期间，微控制器405在阶段902期间采用延迟，或者如由夹紧组织所需的力与初始力之间的间隙所示那样，在等待时间之后开始发射。在阶段902期间对目标组织的压缩减少了夹紧组织中的血液和流体的量，并提供更精确的最大夹紧力测量结果。阶段902可以是由用户设定的或由微控制器405确定的预定时间段。在阶段902之后，以初始发射速度从钉仓组件162发射钉66。

在整个发射期间，微控制器405还在阶段904期间连续监测并确定钉66的发射力，并且随后基于在阶段904期间获得的力反馈来调整发射速度。具体地，如图41中所示，微控制器405连续调整发射速度以减小施加在目标组织上的力直到维持期望的力。通过连续调整钉66的发射速度，微控制器405使施加在组织上的力量最小化并优化钉成形。

图42示出了根据本发明的一个实施例的由微控制器405执行以控制外科手术器械10的算法的流程图。首先，在步骤1002中，驱动马达200使轴向驱动组件213的驱动梁266致动末端执行器160，其引起末端执行器160的钳夹构件162、164夹紧到目标组织上(图1到图6)。特别地，在驱动梁266的纵向推进期间(图8)，保持凸缘40的该对凸轮构件40a与钳夹构件162、164接合。在步骤1004中，传感器(例如，应变计187和189(图17)或前述的任何其它传感器)确定目标组织上的钳夹构件162、164的最大夹紧力。

接下来，微控制器405基于所测量的最大夹紧力来设定由钉仓164释放的钉66的初始发射速度。具体而言，微控制器405控制驱动马达200推进驱动梁213的速度，从而控制钉66发射的速度。微控制器405首先确定所测量的最大夹紧力是否落入多个预定范围中的一个内。在图42所示的实施例中，微控制器405包含四个不同的预定范围1006、1026、1042、1054。该范围由第一阈值(例如，约33磅力(lbf))、第二阈值(例如，约72磅力)和第三阈值(例如约145磅)限定。如果钳夹构件162和164在步骤1006中将低于第一阈值的最大夹紧力施加到目标组织上，则微控制器405在步骤1008中将钉66的初始发射速度设定为第一速度(例如，“快速”速度)。如果在步骤1026中最大夹紧力处于第一阈值与第二阈值之间，则微控制器405在步骤1028中将钉66的初始发射速度设定为第二速度(例如，“中等”速度)。如果在步骤1042中最大夹紧力处于第二阈值与第三阈值之间，则微控制器405在步骤1044中将钉66的初始发射速度设定为第三速度(例如，“慢速”速度)。最后，如果在步骤1054中最大夹紧力大于第三阈值，则微控制器405在1056中防止系统发射。上述每个范围的力值、范围的数量和对应的速度设定是示例性的，并且可以基于诸如临床医师的需求、正在使用的外科手术器械10、正在执行的手术、正在使用的钉66等的各种因素进行修改。

如果微控制器405将初始发射速度设定为第一、第二或第三速度，则微控制器405连续监测当钉66被发射时由钉66施加在组织上的力，即发射力，以及相应地连续调整钉66的发射速度。特别地，在钉66的发射期间，微控制器405基于所测量的发射力是否落入预定范围内来连续监视和调整发射速度。如图42中所描绘，如果在步骤1008中初始发射速度被设定为第一速度(例如，“快速”)并且微控制器405随后在步骤1010中确定发射力小于第一阈值(例如，65磅)，则微控制器405在步骤1012中将发射速度维持在预设的第一速度。然而，如果在步骤1014中发射力增加，使得其处于第一阈值(例如，65磅力)与第二阈值(例如，80磅力)之间，则微控制器405在步骤1016中将发射速度调整到第二速度(例如，“中等”)。然而，如果在步骤1018中发射力处于第二阈值与第三阈值(例如，145磅力)之间，则微控制器405在步骤1020中将发射速度调整到第三速度(例如，“慢速”)。如果在步骤1022中发射力升高到第三阈值以上，则微控制器405在步骤1024中停止钉66的发射。这可以在钉66已完成发射或者钉66遇到未知障碍的情况下发生。该特征可以防止损坏器械10和/或组织。

在当在步骤1028和1044中初始发射速度被设定为第二速度(例如，“中等”)或第三速度(例如，“慢速”)的实施例中，微控制器405通过修改阈值范围来调整发射力。关于图42中描绘的特定实施例，如果在步骤1028中初始发射速度被设定为第二速度并且在步骤1030中发射力保持低于第二阈值，则微控制器405在步骤1032中将发射速度保持在第二速度。然而，如果在步骤1034中发射力升高到第二阈值与第三阈值之间，则微控制器405在步骤1036中将发射速度改变到第三速度。同样，如果在步骤1044中初始发射速度被设定为第三速度并且在步骤1048中发射力保持低于第三阈值时，则微控制器405在步骤1048中将发射速度保持在第三阈值。在所有三种情况下，如果初始发射速度基于第一阈值、第二阈值或第三阈值进行设定并且在步骤1022、1038和1050中发射力升高到第三阈值以上，则微控制器405分别在步骤1024、1040和1052中停止发射任何另外的钉66。

图43描绘了基于上面关于图42描述的算法的示例性发射速度和力的图形表示。特别地，图43描绘了发射速度(在y轴上)对发射力(在x轴上)。如上详述，微控制器405基于初始夹紧力确定初始发射速度(例如，“快速”(1100)、“中等”(1102)或“慢速”1104)。在图43中，初始夹紧力分为三组中的一组：如果夹紧力低于第一阈值(例如，33磅力)，则为组1；如果夹紧力处于第一阈值与第二阈值(例如，72磅)之间，则为组2；以及如果夹紧力处于第二阈值与第三阈值(例如，145磅)之间，则为组3。在图43所示的实施例中，初始发射速度被设定为组1的第一速度(例如，“快速”)、组2的第二速度(例如，“中等”)和组3的(例如，“慢速”)。一旦初始发射速度被设定，微控制器405基于所测量的发射力来调整发射速度。如图43中所示，如果发射力超过第一阈值(例如，65磅力)，则初始发射速度从第一速度下降到第二速度。如果发射速度超过第二阈值(例如，80磅力)，则初始发射速度从第二速度下降到第三速度，并且如果发射速度超过第三阈值(例如，145磅力)，则微控制器405停止发射钉66。

以上公开内容描述了一种预测式自适应缝合算法，其优化钉成形并最小化钉从动力外科手术器械(例如，外科手术缝合器)发射期间的力。使用上述方法，外科医生将外科手术器械的钳夹构件夹紧在组织上，夹紧力影响了对组织的等待和保持时间的利用以及起始发射速度，并且在发射期间，外科手术器械能够基于力反馈减慢发射速度。通过控制外科手术器械的发射速度，上述方法优化了目标组织上的发射力，并使畸形钉的百分比最小化。

虽然在附图中已经示出了本发明的若干实施例，但是本发明并不旨在受限于此，而本发明旨在处于与本领域将允许的范围一样宽的范围中并且以同样方式阅读说明书。上述实施例的任何组合也被设想并且处于所附权利要求的范围内。因此，以上描述不应该被解释为限制，而仅仅是特定实施例的例证。本领域技术人员将设想到处于所附权利要求的范围内的其它修改。

Claims (20)

1.一种外科手术缝合器，包括：

手柄组件；

末端执行器，其联接到所述手柄组件，所述末端执行器包括：

第一钳夹构件，其包括外科手术紧固件；以及

第二钳夹构件，其包括砧座部分，所述第一钳夹构件或所述第二钳夹构件中的至少一个可相对于彼此在打开位置与夹紧位置之间移动；

发射杆，其设置成与所述末端执行器机械协作；

驱动马达，其联接到所述发射杆，所述驱动马达被配置成推进所述发射杆，以引起所述第一和第二钳夹构件夹紧组织并且弹出所述手术紧固件；

传感器，其被配置成测量由所述第一和第二钳夹构件施加在组织上的夹紧力；以及

控制器，其可操作地联接到所述驱动马达并且被配置成基于所述测量的夹紧力来控制所述驱动马达的速度。

2.根据权利要求1所述的外科手术缝合器，其中所述控制器还被配置成响应于所述测量的夹紧力处于第一阈值夹紧力与第二阈值夹紧力之间而将所述驱动马达的所述速度设定为第一发射速度。

3.根据权利要求2所述的外科手术缝合器，其中所述第一阈值夹紧力约为0磅力(lbf)，并且所述第二阈值夹紧力约为33磅力。

4.根据权利要求2所述的外科手术缝合器，其中所述第一阈值夹紧力约为33磅力，并且所述第二阈值夹紧力约为72磅力。

5.根据权利要求2所述的外科手术缝合器，其中所述第一阈值夹紧力约为72磅力，并且所述第二阈值夹紧力约为145磅力。

6.根据权利要求1所述的外科手术缝合器，其中所述控制器还被配置成响应于所述测量的夹紧力大于第一阈值夹紧力而停止所述驱动马达。

7.根据权利要求6所述的外科手术缝合器，其中所述第一阈值夹紧力约为145磅力。

8.根据权利要求1所述的外科手术缝合器，其中所述传感器还被配置成测量施加在所述外科手术紧固件上的发射力。

9.根据权利要求8所述的外科手术缝合器，其中所述控制器还被配置成响应于所述测量的发射力处于第一发射力阈值与第二发射力阈值之间而将所述驱动马达的所述速度设定为第二发射速度。

10.根据权利要求9所述的外科手术缝合器，其中所述第一发射力阈值约为0磅力，并且所述第二发射力阈值约为65磅力。

11.根据权利要求9所述的外科手术缝合器，其中所述第一发射力阈值约为65磅力，并且所述第二发射力阈值约为80磅力。

12.根据权利要求9所述的外科手术缝合器，其中所述第一发射力阈值约为80磅力，并且所述第二发射力阈值约为145磅力。

13.根据权利要求9所述的外科手术缝合器，其中所述控制器基于所述发射力大于第一发射力阈值而停止所述驱动马达。

14.根据权利要求13所述的外科手术缝合器，其中所述第一发射力阈值约为145磅力。

15.根据权利要求1所述的外科手术缝合器，其中所述传感器是设置在所述第一钳夹构件、所述第二钳夹构件或所述发射杆中的至少一个上的应变计传感器。

16.根据权利要求1所述的外科手术缝合器，其中所述传感器被配置成通过监测所述驱动马达的速度、由所述驱动马达施加的扭矩、所述第一钳夹构件与所述第二钳夹构件之间的距离、驱动马达的温度或施加在所述发射杆上的负载中的至少一个来测量所述夹紧力。

17.一种控制外科手术缝合器的发射速度的方法，所述方法包括：

将组织定位在末端执行器的第一钳夹构件与第二钳夹构件之间，所述第一钳夹构件或所述第二钳夹构件中的至少一个可相对于彼此移动，所述第一钳夹构件包括钉仓；

测量所述第一和第二钳夹构件在所述组织上的最大夹紧力；

基于所述测量的最大夹紧力设定从所述钉仓发射钉的速度；

开始从所述钉仓发射所述钉；

测量施加在所述钉上的发射力；以及

基于所述测量的发射力来调整所述外科手术缝合器的所述发射速度。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括响应于所述测量的发射力大于第一发射力阈值而停止从所述钉仓发射所述钉。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一发射力阈值约为145磅力(lbf)。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述最大夹紧力由传感器测量，所述传感器被配置成通过监测所述驱动马达的速度、由所述驱动马达施加的扭矩、所述第一钳夹构件与所述第二钳夹构件之间的距离或所述发射杆上的负载中的至少一个来测量所述夹紧力。