CN116829078A - 具有用于跨无菌屏障传输功率的电连接器的外科器械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。该柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体、在打开构型中能够容纳在该一次性外部壳体内部的控制内芯、无线电接口组件和有线电接口组件。该一次性外部壳体能够在打开构型和闭合构型之间移动。该一次性外部壳体被配置成能够在闭合构型中将控制内芯隔离在无菌屏障内。该无线电接口组件被配置成能够实现通过无菌屏障的无线传输。该无线电接口组件包括位于无菌屏障的第一侧上的第一无线接口部分和位于无菌屏障的与第一侧相对的第二侧上的第二无线接口部分。该有线电接口组件被配置成能够实现通过无菌屏障的有线传输。

Description

具有用于跨无菌屏障传输功率的电连接器的外科器械
背景技术
本发明涉及外科器械，并且在各种布置结构中，涉及被设计成缝合和切割组织的外科缝合和切割器械以及与它们一起使用的钉仓。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。该柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体。该一次性外部壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，该第二壳体部分能够相对于该第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。该柄部组件还包括控制内芯，在打开构型中该控制内芯能够容纳在该一次性外部壳体的内部。该一次性外部壳体被配置成能够在该闭合构型中将该控制内芯隔离在该无菌屏障内。该柄部组件还包括无线电接口组件，该无线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过无菌屏障的至少一种无线传输。该无线电接口组件包括位于无菌屏障的第一侧上的第一无线接口部分和位于无菌屏障的与第一侧相对的第二侧上的第二无线接口部分。该第一无线接口部分被配置成能够与该第二无线接口部分协作以促进数据信号和功率中的至少一者通过无菌屏障的至少一种无线传输。该柄部组件还包括有线电接口组件，该有线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过无菌屏障的至少一种有线传输。该有线电接口组件包括位于无菌屏障的第一侧上的第一有线接口部分、位于无菌屏障的与第一侧相对的第二侧上的第二有线接口部分、以及连接器。该连接器包括延伸穿过该一次性外部壳体的外壁的主体、从该主体延伸的第一接触件，其中该第一接触件能够可释放地附接到该第一有线接口部分。该连接器还包括从该主体延伸的第二接触件，其中该第二接触件能够可释放地附接到该第二有线接口部分。
在另一方面，本公开提供了一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。该柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体，该一次性外部壳体包括第一外部壳体部分和第二外部壳体部分，该第二外部壳体部分能够相对于该第一外部壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。该柄部组件还包括控制内芯，在打开构型中该控制内芯能够容纳在该一次性外部壳体的内部。该一次性外部壳体被配置成能够在该闭合构型中将该控制内芯隔离在该无菌屏障内。该控制内芯包括马达组件。该柄部组件还包括致动器。该致动器包括由一次性外部壳体的外壁的一部分限定的压敏致动构件和能够定位在一次性外部壳体内部的磁场源。该柄部组件还包括磁场传感器，该磁场传感器能够定位在足够接近磁场源的位置内，以测量由磁场源产生的磁场的至少一个参数。该柄部组件还包括控制电路。该控制电路被配置成能够基于磁场传感器对磁场的至少一个参数的测量来检测施加到压敏致动构件的致动力的变化，并且根据该致动力的变化来调整由马达组件产生的驱动运动。
在另一方面，本公开提供了一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。该柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体。该一次性外部壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，该第二壳体部分能够相对于该第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。该柄部组件还包括控制内芯，在打开构型中该控制内芯能够容纳在该一次性外部壳体的内部。该一次性外部壳体被配置成能够在该闭合构型中将该控制内芯隔离在该无菌屏障内。该控制内芯包括马达组件。该柄部组件还包括致动器，该致动器被配置成能够在不损害该无菌屏障的情况下将施加到该致动器的致动跨该无菌屏障传输。
附图说明
本文所述的实施方案的各种特征连同其优点可结合如下附图根据以下描述来加以理解：
图1示出了根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的透视图。
图2示出了处于拆卸构型的图1的外科器械系统的柄部组件的透视图，该柄部组件包括一次性外部壳体和内芯。
图3示出了用于在图1的外科器械系统的端部执行器与图2的内芯之间传输功率和数据中的至少一者的电接口的横截面视图。
图4为根据本公开的至少一个方面的过程的逻辑流程图，其描绘了用于将外科器械系统的内芯与钉仓或端部执行器电连接的控制程序或逻辑配置。
图5为根据本公开的至少一个方面的曲线图，其示出了x轴上的驱动构件行进和y轴上的驱动构件速度。
图6为根据本公开的至少一个方面的曲线图，其示出了x轴上的驱动构件速度和y轴上的马达电流。
图7为根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的局部正视图。
图8为根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的局部正视图。
图9为图8的外科器械系统的喷嘴部分的横截面视图。
图10为根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的柄部组件的横截面视图。
图11为根据本公开的至少一个方面的模块化外科器械系统的模块化配置的横截面视图。
图12为根据本公开的至少一个方面的曲线图，其示出了模块化外科器械系统的各种潜在模块化部件的电阻标识符。
图13为描绘用于检测和/或认证模块化外科器械系统或组件的模块化配置的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图。
图14为描绘用于检测和/或认证模块化外科器械系统或组件的模块化配置的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图。
图15为根据本公开的至少一个方面的模块化外科器械系统的柄部组件的透视图，该柄部组件包括一次性外部壳体和内芯。
图16为用于评估处于组装构型的图15的一次性外部壳体和内芯的接近度和对准的曲线图。
图17为根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的透视图。
图18为图17的外科器械系统的轴组件的喷嘴部分的横截面视图。
图19为图17的外科器械系统的部件的局部分解图。
图20为图17的外科器械系统的部件的局部横截面视图。
图21为描绘用于在生命周期结束事件时禁用外科器械系统的柄部组件的内芯的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图。
图22至图25示出了根据本公开的至少一个方面的用于在外科手术中使用之后禁用柄部组件的一次性外部壳体的安全机构。
图26至图29示出了根据本公开的至少一个方面的用于在外科手术中使用之后禁用柄部组件的一次性外部壳体的安全机构。
图30为根据本公开的至少一个方面的外科器械系统的透视图。
图31为图30的外科器械系统的柄部组件的外壁的局部横截面视图。
图32为图30的外科器械系统的柄部组件的灭菌检测电路的简化表示。
图33为图30的外科器械系统的柄部组件的顶视图，示出了其发光二极管(LED)显示器。
图34为图33的LED显示器的放大视图。
图35为根据本公开的至少一个方面的示出过氧化氢传感器的传感器读数的曲线图。
图36为根据本公开的至少一个方面的描绘用于检测外科器械系统的可重新灭菌部件的生命周期结束的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图。
图37示出了根据本公开的至少一个方面的对外科器械系统的柄部组件重新灭菌的过程。
图38为根据本公开的至少一个方面的用于对外科器械系统的柄部组件重新灭菌的再灭菌系统。
图39示出了处于闭合构型的图38的再灭菌系统。
图40为根据本公开的至少一个方面的用于对外科器械系统的柄部组件重新灭菌的再灭菌系统。
图41为根据本公开的至少一个方面的用于与外科器械系统一起使用的主电接口。
图42为根据本公开的至少一个方面的用于与外科器械系统一起使用的致动器。
图43示出了根据本公开的至少一个方面的处于不同构型从而产生不同闭合力的图42的致动器。
图44为示出端部执行器的不同闭合位置和基于图43的不同构型确定的对应闭合力的曲线图。
图45为根据本公开的至少一个方面的柄部组件的一次性外部壳体和内芯的透视图。
图46为图45的柄部组件的致动器的局部横截面视图。
图47为根据本公开的至少一个方面的柄部组件的一次性外部壳体和内芯的透视图。
图48为图47的柄部组件的致动器的局部横截面视图。
图49为y轴上的振动作为x轴上的时间的函数的曲线图。
图50为根据本公开的至少一个方面的柄部组件的局部分解图。
图51为图50的柄部组件的致动器的局部横截面视图。
图52为根据本公开的至少一个方面的柄部组件的局部分解图。
图53为根据本公开的至少一个方面的柄部组件的致动器的局部分解图。
图54为图53的致动器的局部横截面视图。
在若干视图中，对应的参考标号指示对应的零件。本文所述的范例以一种形式示出了本发明的某些实施方案，并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
本申请的申请人还拥有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的以下美国专利申请：
-名称为“METHOD FOR TISSUE TREATMENT BY SURGICAL INSTRUMENT”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP1/200802-1M号；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS WITH INTERACTIVE FEATURES TO REMEDYINCIDENTAL SLED MOVEMENTS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP2/200802-2号；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENTS WITH SLED LOCATION DETECTION ANDADJUSTMENT FEATURES”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP3/200802-3号；
-名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH CARTRIDGE RELEASE MECHANISMS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP4/200802-4号；
-名称为“DUAL-SIDED REINFORCED RELOAD FOR SURGICAL INSTRUMENTS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP5/200802-5号；
-名称为“SURGICAL SYSTEMS WITH DETACHABLE SHAFT RELOAD DETECTION”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP6/200802-6号；
-名称为“DEVICES AND METHODS OF MANAGING ENERGY DISSIPATED WITHINSTERILE BARRIERS OF SURGICAL INSTRUMENT HOUSINGS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP8/200802-8号；
-名称为“POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH EXTERNAL CONNECTORS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP9/200802-9号；
-名称为“POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH SMART RELOAD WITHSEPARATELY ATTACHABLE EXTERIORLY MOUNTED WIRING CONNECTIONS”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP10/200802-10号；
-名称为“POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH COMMUNICATION INTERFACESTHROUGH STERILE BARRIER”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP11/200802-11号；以及
-名称为“POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH MULTI-
PHASE TISSUE TREATMENT”的美国专利申请；代理人案卷END9291USNP12/200802-12号。
本专利申请的申请人拥有于2018年12月4日提交的以下美国专利申请，这些临时专利申请中的每个的公开内容全文以引用方式并入本文：
··名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGE ANDDISPLAY”的美国专利申请序列16/209,385号；
··名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION”的美国专利申请序列16/209,395号；
··名称为“METHOD OF CLOUD BASED DATA ANALYTICS FOR USE WITH THE HUB”的美国专利申请序列16/209,403号；
··名称为“METHOD OF ROBOTIC HUB COMMUNICATION,DETECTION,AND CONTROL”的美国专利申请序列16/209,407号；
··名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,DISPLAY,AND CLOUDANALYTICS”的美国专利申请序列16/209,416号；
··名称为“METHOD OF COMPRESSING TISSUE WITHIN A STAPLING DEVICE ANDSIMULTANEOUSLY DISPLAYING THE LOCATION OF THE TISSUE WITHIN THE JAWS”的美国专利申请序列16/209,423号；
··名称为“METHOD OF USING REINFORCED FLEXIBLE CIRCUITS WITH MULTIPLESENSORS TO OPTIMIZE PERFORMANCE OF RADIO FREQUENCY DEVICES”的美国专利申请序列16/209,427号；
··名称为“METHOD OF SENSING PARTICULATE FROM SMOKE EVACUATED FROM APATIENT,ADJUSTING THE PUMP SPEED BASED ON THE SENSED INFORMATION,ANDCOMMUNICATING THE FUNCTIONAL PARAMETERS OF THE SYSTEM TO THE HUB”的美国专利申请序列16/209,433号；
··名称为“METHOD FOR SMOKE EVACUATION FOR SURGICAL HUB”的美国专利申请序列16/209,447号；
··名称为“METHOD FOR CONTROLLING SMART ENERGY DEVICES”的美国专利申请序列16/209,453号；
··名称为“METHOD FOR SMART ENERGY DEVICE INFRASTRUCTURE”的美国专利申请序列16/209,458号；
··名称为“METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR SURGICAL NETWORKCONTROL AND INTERACTION”的美国专利申请序列16/209,465号；
··名称为“METHOD FOR SITUATIONAL AWARENESS FOR SURGICAL NETWORK ORSURGICAL NETWORK CONNECTED DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING FUNCTION BASED ON ASENSED SITUATION OR USAGE”的美国专利申请序列16/209,478号；
··名称为“METHOD FOR FACILITY DATA COLLECTION AND INTERPRETATION”的美国专利申请序列16/209,490号；和
··名称为“METHOD FOR CIRCULAR STAPLER CONTROL ALGORITHM ADJUSTMENTBASED ON SITUATIONAL AWARENESS”的美国专利申请序列16/209,491号。
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。
提供各种示例性设备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设备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能够以任何方式插入体内，诸如通过自然腔道、通过成形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体内或者可通过具有工作通道的进入设备插入，外科器械的端部执行器和细长轴可通过所述工作通道推进。
参考图1至图3，提供了一种外科器械系统，诸如例如机电外科器械系统8500。系统8500包括柄部组件8520、多种类型的适配器或轴组件(诸如例如轴组件8530)以及多种类型的加载单元或端部执行器(诸如例如端部执行器8540)。柄部组件8520被配置用于与多个轴组件中的任一个轴组件(诸如例如轴组件8530)选择性地附接，并且继而每个独特的轴组件8530被配置用于与任何数量的外科加载单元或端部执行器(诸如例如端部执行器8540)选择性地连接。端部执行器8540和轴组件8530被配置用于由柄部组件8520致动和操纵。在将一个轴组件8530例如连接到柄部组件8520并将一种类型的端部执行器(诸如例如端部执行器8540)连接到所选择的轴组件8530时，形成电动手持式机电外科器械。
用于与外科器械系统8500一起使用的各种合适的加载单元或端部执行器在1999年2月2日公布的名称为“SURGICAL STAPLING APPARATUS”的美国专利5,865,361号中有所讨论，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。用于与外科器械系统8500一起使用的各种柄部组件在2019年10月1日公布的名称为“HANDHELD ELECTROMECHANICAL SURGICALSYSTEM”的美国专利10,426,468号中有所讨论，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。
柄部组件8520包括内芯8522和一次性外部壳体8524，该一次性外部壳体被配置成能够选择性地接纳并包封内芯8522，以围绕内芯8522建立无菌屏障8525(图3)。内芯8522是马达可操作的并且被配置成能够驱动多种类型的端部执行器的操作。内芯8522具有多组操作参数(例如，内芯8522的马达的操作速度、由内芯8522的马达递送到轴组件的功率量、待致动的内芯8522的马达的选择、待由内芯8522执行的端部执行器的功能等)。内芯8522的每组操作参数被设计成当端部执行器联接到内芯8522时，驱动对相应类型的端部执行器唯一的一组特定功能的致动。例如，根据联接到内芯8522的端部执行器的类型，内芯8522可改变其功率输出、停用或激活其某些按钮、和/或致动其不同马达。
内芯8522在其中限定内部壳体腔，电源组8526位于该内部壳体腔内。电源组8526被配置成能够控制内芯8522的各种操作。电源组8526包括可操作地接合到其的多个马达。马达的旋转例如起到驱动轴组件8530的轴和/或齿轮部件的作用，以便驱动附接到轴组件的端部执行器(例如，端部执行器8540)的各种操作。
当端部执行器8540联接到内芯8522时，电源组8526的马达被配置成能够驱动轴组件8530的轴和/或齿轮部件，以便例如在端部执行器8540处选择性地实现击发运动、闭合运动和/或关节运动。
除上述之外，一次性外部壳体8524包括两个壳体部分8524a、8524b，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯8522组装在一起。在例示的示例中，壳体部分8524b通过沿着壳体部分8524b的上边缘定位的铰链8525而可动地联接到壳体部分8524a。因此，壳体部分8524a、8524b能够相对于彼此在如图1所示的闭合的完全联接构型和如图2所示的打开的部分分离构型之间枢转。当接合时，壳体部分8524a、8524b在其中限定腔，内芯8522可选择性地位于该腔中。
在例示的示例中，内芯8522包括控制电路8560。在其他示例中，控制电路8560设置在一次性外部壳体8524的内壁上，并且能够可释放地耦接到内芯8522，使得当内芯8522与外部壳体8524组装时在内芯8522与控制电路8560之间建立电连接。控制电路8560包括处理器8562和存储介质，诸如例如存储器单元8564。控制电路8560例如可以由电源组8526供电。存储器单元8564可存储程序指令，这些程序指令在由处理器8562执行时可使处理器8562调整/执行外科器械系统8500的各种控制功能。
在例示的示例中，控制电路8560能够可释放地耦接到内芯8522。当内芯8522与外部壳体8524组装时，在内芯8522与控制电路8560之间建立电连接。然而，在其他示例中，控制电路8560被并入内芯8522中。
在各种示例中，存储器单元8564可为非易失性存储器，诸如例如电可擦可编程只读存储器。存储器单元8564可在其中存储内芯8522的离散操作参数，这些离散操作参数对应于一种类型的端部执行器(例如，诸如端部执行器8540的端部执行器)和/或一种类型的适配器组件(诸如例如轴组件8530)的操作。存储在存储器8564中的操作参数可以是以下中的至少一者：内芯8522的马达的操作速度；内芯8522的马达在其操作期间输送的功率量；内芯8522的哪些马达将在操作内芯8522时被致动；待由内芯8522执行的端部执行器的功能的类型；等。
仍然参见图1至图3，外科器械系统8500包括电接口组件8570，其被配置成能够在内芯8522与端部执行器8540之间传输数据信号和功率中的至少一者。在例示的示例中，电接口组件8570包括位于无菌屏障8525的第一侧8525a上的第一接口部分8580和位于无菌屏障8525的与第一侧相对的第二侧8525b上的第二接口部分8590。在各个方面，第一接口部分8580被配置成能够与第二接口部分8590形成无线电接口。无线电接口便于数据信号和功率中的至少一者在内芯8522与第二接口部分8590之间的无线传输。
此外，电接口组件8570包括外部安装的布线连接件8600。在例示的示例中，外部安装的布线连接件8600可单独地附接到第二接口部分8590，以便于数据信号和功率中的至少一者在第二接口部分8590与端部执行器8540之间的有线传输。
在各个方面，第一接口部分8580和第二接口部分8590被配置成能够在内芯8522与端部执行器8540之间协作地形成电通路的无线段。另外，外部安装的布线连接件8600形成电通路的有线段。数据信号和功率中的至少一者通过电通路在内芯8522和端部执行器8540之间传输。
仍然参见图1至图3，外部安装的布线连接件8600包括导线柔性电路8601，其终止于能够可释放地耦接到第二接口部分8590的附接构件8602。导线柔性电路8601具有足够的长度以允许附接构件8602从外部到达第二接口部分8590。
附接构件8602能够磁性地耦合到第二接口部分8590。例如，附接构件8602包括设置在壳体8604中的磁性元件8606、8608。如图3所示，第一接口部分8580包括含铁元件8576、8578，用于将附接构件8602磁性附接并正确对准到外部壳体8524上。
含铁元件8576、8578设置在内芯8522的外部壳体8523上，使得当内芯8522正确地定位在一次性外部壳体8524内并且附接构件8602抵靠第二接口部分8590正确定位时，含铁元件8576、8578和磁性元件8606、8608对准。
另选地，在某些示例中，磁性元件可设置在内芯8522的外部壳体8523上，并且含铁元件可设置在附接构件8602的外部壳体8604上。另选地，在某些示例中，对应的磁性元件可设置在壳体8604、8523两者上。
除上述之外，另一外部安装的布线连接件8611将轴组件8530连接到第二接口部分8590。外部安装的布线连接件8611在许多方面与外部安装的布线连接件8600类似。例如，外部安装的布线连接件8611还包括导线柔性电路8612，其终止于类似于外部安装的布线连接件8600的附接构件8602的附接构件8613。附接构件8613也能够磁性地耦合到柄部组件8520以在轴组件8530与内芯8522之间从外部传输数据和功率中的至少一者。
除上述之外，电接口组件8570利用能够定位在无菌屏障8525的相对两侧上的感应元件8603、8583。在例示的示例中，感应元件8603、8583为缠绕线圈的形式，分别为感应电路8605、8585的部件。感应元件8603、8583的线圈包括铜线或铜合金线；然而，线圈可包括例如合适的导电材料，诸如铝。线圈可围绕中心轴线卷绕任何合适的次数。
当由元件8608、8606、8576、8578建立适当的磁附接时，如图3所示，感应元件8603、8583的线圈围绕延伸穿过其中的中心轴线正确地对准。感应元件8603、8583的线圈的正确对准改善了数据和功率中的至少一者通过其的无线传输。
在各种示例中，感应电路8585电耦合到电源组8526和控制电路8560。在例示的示例中，感应电路8605能够电耦合到端部执行器8540中的转发器8541。为了向转发器8541发送信号并从其接收信号，感应元件8603感应耦合到感应元件8583。转发器8541可以使用从感应元件8603接收到的感应信号的功率的一部分来被动地给转发器8541供电。一旦被感应信号充分供电，转发器8541就可以经由感应电路8605、8585之间的感应耦合而接收数据并将数据发送到柄部组件中的控制电路8560。
在各种示例中，如图1所示，转发器8541位于端部执行器8540的轴部分8542中。在其他示例中，转发器8541可设置在端部执行器8540的钳口中。在例示的示例中，端部执行器8540包括钉仓8543。在某些情况下，转发器8541可位于钉仓8543中。轴部分8542内的内部布线将外部安装的布线连接件接8600连接到转发器8541。在例示的示例中，外部安装的布线连接件8600包括附接构件8609，该附接构件被配置成能够将导线柔性电路8601连接到轴部分8542。在某些情况下，附接构件8609永久性地连接到轴部分8542。在其他情况下，附接构件8609可释放地联接到轴部分8542。
为了向转发器8541发送信号，控制电路8560可包括编码器，用于对信号进行编码；和调制器，用于根据调制方案来调制信号。控制电路8560可使用任何合适的无线通信协议和任何合适的频率(例如，ISM频带)与转发器8541通信。
在各种示例中，控制电路8560通过查询识别设备(例如，射频识别设备(RFID))或密码识别设备可确定附接的钉仓和/或端部执行器是否与外科器械系统8500兼容。可利用识别芯片和/或询问循环来评估附接的钉仓和/或端部执行器的兼容性。2014年1月14日公布的名称为“ELECTRICALLY SELF-POWERED SURGICAL INSTRUMENT WITH CRYPTOGRAPHICIDENTIFICATION OF INTERCHANGEABLE PART”的美国专利8672995号中描述了各种识别技术，该专利以引用方式全文并入本文。
图4为过程8610的逻辑流程图，其描绘了将外科器械系统(例如外科器械系统8500)的内芯8522与钉仓(例如钉仓8543)或端部执行器(例如端部执行器8540)电连接的控制程序或逻辑配置。过程8610包括通过电接口组件8570检测8612端部执行器8540与内芯8522(更具体地，控制电路8560)之间的兼容连接。过程8610还包括调整8614通过电接口组件8570的信号的信号参数，以改善端部执行器8540与内芯8522之间的数据和功率中的至少一者的吞吐量。
在例示的示例中，过程8610由控制电路8560来实现。存储器单元8564可存储程序指令，这些程序指令在由处理器8562执行时可使处理器8562执行过程8610的一个或多个方面。在其他示例中，过程8610的一个或多个方面可由与控制电路8560分离但可与该控制电路通信的连接电路来实现。例如，连接电路可并入柄部组件8520的一次性外部壳体8524中。
在各个方面，端部执行器8540包括存储识别码的存储器单元。控制电路8560可基于通过电接口组件8570从存储单元检索的标识码来评估端部执行器8540与内芯8522之间是否存在兼容连接。
在各个方面，电接口组件8570包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置成能够检测、测量和/或监测通过电接口组件8570传输的信号的各方面。控制电路8560可进一步调整信号的一个或多个方面(诸如例如，信号强度、频率和/或带宽)和/或调整功率水平以优化通过电接口组件8570在端部执行器8540与内芯8522之间的数据和功率中的至少一者的吞吐量。在各个方面，控制电路8560可确定外科器械系统8500是否处于电接口组件8570的一个或多个部件或连接短路和/或信号丢失的环境中。作为响应，控制电路8560可调整信号频率、信号强度和/或信号重复，以便提高数据或功率吞吐量。在至少一个示例中，控制电路8560可以通过断开一个或多个连接来响应，以便改进电接口组件8570的其他连接。
主要参见图5和图6，控制电路8560可基于通过电接口组件8570接收的标识符来设置外科器械系统8500的一个或多个操作参数。图5描绘了表示若干控制方案(例如8621、8622、8623、8624、8625、8626、8627)的曲线图8620，这些控制方案可以被存储在存储器单元8564中，并且可以由处理器8562基于通过电接口组件8570接收的标识符来选择。曲线图8620包括以毫米(mm)为单位表示驱动构件行进距离的x轴和以毫米每秒(mm/sec)为单位表示驱动构件速度的y轴。
驱动构件由内芯8522的马达促动以实现端部执行器8540的闭合和/或击发运动。在至少一个示例中，驱动构件由发射器(mortar)促动以沿着预定击发路径推进I形梁组件，以将钉从钉仓8543部署到组织中，并且任选地推进切割构件以在击发行程中切割缝合的组织。在此类示例中，驱动构件的运动速度和从起始位置行进的距离分别表示I形梁组件的运动速度和I形梁组件沿着预定击发路径行进的距离。
曲线图8620中表示的示例性控制方案(8621、8622、8623、8624、8625、8626、8627)可以任何合适的形式(诸如例如，表和/或方程)存储在存储器单元8564中。在各个方面，控制方案8621、8622、8623、8624、8625、8626、8627表示适于与外科器械系统8500一起使用以治疗具有不同厚度的不同组织类型的不同类型和尺寸(例如45mm、60mm)的钉仓。例如，控制方案8621用于与适于处理薄组织的仓类型一起使用，并且因此允许驱动构件的相对更快的运动速度，这产生更高的惯性，这就需要在击发行程结束之前更早地减速。相反，控制方案8627用于与适于处理厚组织的仓类型一起使用，并且因此允许驱动构件的运动速度比控制方案8621的运动速度慢。因此，与控制方案8621相比，控制方案8627产生更低的惯性，这证明了与控制方案8621相比，在击发行程结束之前的减速更晚。
图6描绘了表示附加控制方案(8721、8722、8723、8724)的另一曲线图8720。曲线图8720示出了适用于不同组织类型/厚度的不同仓类型的x轴上的驱动构件速度和y轴上的马达电流(i)。用以实现驱动构件的特定速度的内芯8522的马达的电流消耗根据仓类型而变化。因此，控制电路8560基于通过电接口组件8570接收的标识符从控制方案(8721、8722、8723、8724)中进行选择，以确保马达的电流消耗足以实现由所选择的控制方案所确定的期望速度。
现在参见图7，外科器械系统8800在许多方面与外科器械系统8500类似。例如，外科器械系统8800还包括柄部组件8820，该柄部组件包括内芯8822，该内芯具有用于促动驱动构件的马达组件，该马达组件被配置成能够实现端部执行器8540中的闭合运动和/或击发运动。内芯8822还包括给马达组件和控制电路8860供电的内部电源组8826。在各个方面，电源组8826包括一个或多个电池，其可以是可再充电的。在某些方面，电源组8826能够可释放地耦接到内芯8822。
类似于控制电路8560，控制电路8860包括存储程序指令的存储器单元。程序指令在由处理器执行时使处理器控制马达组件、反馈系统和/或一个或多个传感器。在各种示例中，控制电路8860可采用反馈系统来执行预定功能，诸如例如，当满足一个或多个预定条件时发出警报。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个视觉反馈系统，诸如显示屏、背光源和/或LED。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个音频反馈系统，诸如扬声器和/或蜂鸣器。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个触觉反馈系统。在某些情况下，反馈系统可包括例如视觉、音频和/或触觉反馈系统的组合。
仍然参见图7，无线功率传输系统8850用来跨无菌屏障无线地传输功率，该无菌屏障由围绕内芯8822设置的一次性外部壳体8824形成。一次性外部壳体8824在许多方面与一次性外部壳体8524类似。例如，一次性外部壳体8824可包括两个壳体部分，这两个壳体部分能够可拆卸地彼此联接以允许内芯8822插入到一次性外部壳体8824内。内芯8822被密封在一次性外部壳体8824内，从而围绕内芯8822形成无菌屏障。
无线功率传输系统8850利用轴承的磁耦合来驱动机械功以最终转换为可用电能。无线功率传输系统8850包括内部功率传输单元8852和外部一次性能量接收器/转换器8854。在例示的示例中，内部功率传输单元8852和外部一次性能量接收器/转换器8854定位在由一次性外部壳体8824限定的无菌屏障的相对两侧上。
内部功率传输单元8852定位在一次性外部壳体8824的内部，并且硬连线到电源组8826。在一个示例中，内部功率传输单元8852附接到一次性外部壳体8824的内壁，并且可释放地连接到电源组8826。当内芯8822正确地定位在一次性外部壳体8824内时，其外部连接器与内部功率传输单元8852的对应连接器形成配合接合。当连接器接合时，电源组8826和内部功率传输单元8852变为电连接的。然而，在其他示例中，内芯8822可包括可手动连接到内部功率传输单元8852的外部布线。
在其他示例中，内部功率传输单元8852被并入内芯8822中。在此类示例中，内部功率传输单元8852以这样的方式定位在内芯8822的外部壳体附近，即，当内芯8822最终定位在一次性外部壳体8824内时，使得内部功率传输单元8852与外部一次性能量接收器/转换器8854正确操作对准。
除上述之外，内部功率传输单元8852包括磁轴承8856。控制电路8860使电流驱动磁轴承8856旋转。机械能跨无菌屏障磁性地传输到外部一次性能量接收器/转换器8854，并且经由线性交流发电机8857再次转换为电能。外部一次性能量接收器/转换器8854包括磁轴承8858，该磁轴承被配置成能够随着磁轴承8856的旋转而旋转。在操作中，磁轴承8858与磁轴承8856的旋转同步，这导致在外部功率传输单元8854中从外部产生机械功。所产生的机械功经由线性交流发电机8857被利用并转化成电能，然后可用于例如端部执行器8540。在各个方面，齿轮组件8859用于将机械能从磁轴承8858传输到线性交流发电机8857。
在各种情况下，可经由内部环境与外部环境之间的直接导电连接来实现跨越无菌屏障的功率传输。可将一次性外部壳体的特定区域包覆模制到金属条上，该金属条在实施时延伸无菌屏障的厚度。该包覆模制将允许紧密密封以消除污染物通过的机会，并且一旦外部壳体转变到闭合构型以形成无菌屏障，金属条就将充当导电桥，从而允许能量直接转移到外部环境。
现在参见图8和图9，外科器械系统8900在许多方面与外科器械系统8500、8800类似。例如，外科器械系统8900还包括柄部组件8920，该柄部组件包括内芯8922，该内芯具有用于促动驱动构件的马达组件，该马达组件被配置成能够实现端部执行器8940中的闭合运动和/或击发运动。
另外，外科器械系统8900包括轴8930，该轴具有喷嘴部分8930a和从喷嘴部分8930a朝远侧延伸的轴部分8930b。喷嘴部分8930a允许端部执行器8940相对于柄部组件8920旋转。柔性电路8934被配置成能够通过喷嘴部分8930a将功率传输到端部执行器8940。柔性电路8934包括设置在柄部组件8920上的近侧柔性电路段8934a和设置在轴部分8930b和端部执行器8940上的远侧柔性电路段8934c。
另外，柔性电路8934包括导电金属段8934b，该导电金属段摩擦地连接到近侧柔性电路段8934a并且固定地连接到远侧柔性电路段8934c。导电金属段8934b便于轴8930和端部执行器8940相对于柄部组件8920旋转，同时维持柄部组件8920和端部执行器8940之间的电连接。在例示的示例中，导电金属段8934b包括摩擦地附接到近侧柔性电路段8934a的导电环8935。
除上述之外，柔性电路8934被配置成能够将功率从外部电源8926传输到端部执行器8940。外部电源8926设置到一次性外部壳体8924上。外部电源8926和柔性电路8934之间的连接可以通过例如部分地或完全嵌入一次性外部壳体8924中而受到保护免受周围环境影响。在例示的示例中，外部电源8926包括连接端口8927，该连接端口被配置成能够接收近侧柔性电路段8934a的近侧端部。
另外，内芯8922可包括给马达组件和控制电路供电的内部电源组。在各个方面，以与结合外科器械系统8500描述的方式类似的方式，通过电接口组件8570将电源组电耦合到柔性电路8934和/或外部电源8926。在某些示例中，外部电源8926完全被内芯8922的内部电源组替代。在此类示例中，功率经由电接口组件8570从内部电源组通过无菌屏障传输到柔性电路8934。
除上述之外，柔性电路8934还可包括端部执行器段8934d，该端部执行器段8934d被配置成能够将远侧柔性电路段8934c连接到可释放地联接到端部执行器8940的钉仓8944。端部执行器段8930d具有足够的松弛以防止端部执行器段8930d的过度延伸，这种过度延伸可由端部执行器运动引起。
现在参见图10，外科器械系统9000在许多方面与外科器械系统8500类似。例如，外科器械系统9000还包括柄部组件9020，该柄部组件包括内芯9022，该内芯具有用于促动驱动构件的马达组件，该马达组件被配置成能够实现端部执行器(例如端部执行器8540)中的闭合运动和/或击发运动。一次性外部壳体9024限定围绕内芯9022的无菌屏障9025。
柄部组件9020还包括电接口组件9070，该电接口组件被配置成能够通过由一次性外部壳体9024限定的无菌屏障9025在内芯8922与端部执行器8540之间传输数据信号和功率中的至少一者。电接口组件9070包括内部压电换能器9071，该内部压电换能器耦合到被配置成能够给内部压电换能器9071供能的内部电源组9026。电接口组件9070还包括透镜，该透镜耦合到内部压电换能器9071并且被配置成能够通过凝胶状膜9072将由内部压电换能器9071产生的超声能量聚焦到外部压电换能器9073中。因此，由电源组9026提供的电能被转换成超声能量，该超声能量跨无菌屏障9025被传输以被外部压电换能器9073接收。然后通过外部压电换能器9073将超声能量转换成电能。在某些情况下，柔性电路例如进一步将电能传输至端部执行器。
图11描绘了在许多方面与外科器械系统8500类似的模块化外科器械系统9100。例如，模块化外科器械系统9100还包括柄部组件9120、轴9130和加载单元9140，该加载单元包括近侧轴部分9140a和端部执行器9140b。加载单元9140能够可释放地连接到轴9130的远侧轴部分9130b。轴9130的喷嘴部分9130a也能够可释放地连接到柄部组件9120。此外，钉仓9144能够可释放地连接到端部执行器9140b。在其他情况下，钉仓与端部执行器9140b成一体。
类似于柄部组件8520，柄部组件9120包括内芯9122和一次性外部壳体9124，该一次性外部壳体被配置成能够选择性地接纳并包封内芯9122，以围绕内芯9122建立无菌屏障9125。内芯9122是马达可操作的并且被配置成能够驱动多种类型的端部执行器的操作。内芯9122具有多组操作参数(例如，内芯9122的马达的操作速度、由内芯9122的马达递送到轴组件的功率量、待致动的内芯9122的马达的选择、待由内芯9122执行的端部执行器的功能等)。内芯9122的每组操作参数被设计成当端部执行器联接到内芯9122时，驱动对相应类型的端部执行器唯一的一组特定功能的致动。例如，根据联接到内芯9122的端部执行器的类型，内芯9122可改变其功率输出、停用或激活其某些按钮、和/或致动其不同马达。
内芯9122限定容纳电源组和由电源组供电的一个或多个马达的内部壳体腔。马达的旋转例如起到驱动轴9130的轴和/或齿轮部件的作用，以便驱动附接到轴组件的端部执行器(例如，端部执行器9140)的各种操作。
除上述之外，外部壳体9124包括两个壳体部分9124a、9124b，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯9122组装在一起。在例示的示例中，壳体部分9124b通过沿着壳体部分9124b的上边缘定位的铰链而可动地联接到壳体部分9124a。因此，壳体部分9124a、9124b能够相对于彼此在如图11所示的闭合的完全联接构型和打开的部分分离构型之间枢转。当接合时，壳体部分9124a、9124b在其中限定腔，内芯9122可选择性地位于该腔中。
类似于控制电路8560，控制电路9160包括存储程序指令的存储器单元。例如，程序指令在由处理器执行时使处理器控制马达组件、反馈系统和/或一个或多个传感器。在各种示例中，控制电路9160可采用反馈系统来执行预定功能，诸如例如，当满足一个或多个预定条件时发出警报。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个视觉反馈系统或视觉界面，诸如显示屏、背光源和/或LED。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个音频反馈系统，诸如扬声器和/或蜂鸣器。在某些情况下，反馈系统可包括例如一个或多个触觉反馈系统。在某些情况下，反馈系统可包括例如视觉、音频和/或触觉反馈系统的组合。
在各个方面，一个或多个传感器可被配置成能够检测或测量一次性外部壳体9124是处于打开构型还是闭合构型。在例示的示例中，霍尔效应传感器9123检测壳体部分9124a、9124b向闭合构型或到打开构型的转变。控制电路9160可接收指示一次性外部壳体9124是处于打开构型还是闭合构型的输入信号。在某些示例中，可采用其他合适的传感器来检测闭合构型和/或打开构型，诸如例如其他磁性传感器、压力传感器、感应传感器和/或光学传感器。
仍然参见图11，模块化外科器械系统9100包括电接口组件9170，该电接口组件被配置成能够跨无菌屏障9125、在无菌屏障9125外部和/或在无菌屏障9125内传输数据信号和功率中的至少一者。数据信号和功率中的至少一者在模块化外科器械系统9100的一个或多个模块化部件之间传输。在例示的示例中，电接口组件9170包括位于无菌屏障9125的第一侧(在一次性外部壳体9124内部)上的第一接口部分9180和位于无菌屏障9125的与第一侧相对的第二侧(在一次性外部壳体9124外部)上的第二接口部分9190。
此外，电接口组件9170包括布线组件9171，该布线组件包括分别将第二接口部分9190电耦合到加载单元9140、加载单元到轴连接传感器9141和喷嘴部分9130a的外部安装的布线连接件9101、9102、9103，以及将第一接口部分9180耦合到控制电路9160的对应的内部安装的布线连接件9101'、9102'、9103'。布线连接件9101、9102、9103、9101'、9102、9103'与接口部分9180、9190协作以在控制电路9160与加载单元9140、钉仓9144、加载单元到轴连接传感器9141以及喷嘴部分9130a之间传输信号，如下文更详细讨论的。在某些情况下，支撑件附接到钉仓9144。在这种情况下，布线连接件9101、9101'可例如便于控制电路9160与支撑件-附接传感器之间的信号传输，该支撑件-附接传感器被配置成能够检测支撑件唯一标识符，如下文更详细讨论的。
另外，布线组件9171还包括内部安装的布线连接件9104、9105、9106、9107，这些布线连接件被配置成能够将控制电路9160电耦合到柄部组件到轴连接传感器9131、第一壳体部分9124a、第二壳体部分、以及内芯到柄部组件连接传感器9121。在至少一个示例中，布线组件9161的一个或多个布线连接件包括能够可释放地耦接到模块化外科器械系统9100的对应模块化部件的对应连接器端部的连接器端部。
在某些示例中，柄部组件9120可包括电接口组件，该电接口组件便于通过无菌屏障9125进行有线连接。线部分可穿过一次性外部壳体9124。例如，线部分可部分地嵌入柄部组件外壁中。可提供合适的绝缘以防止流体泄漏。
参见图12，列出了模块化外科器械系统9100的各种可能的模块化部件以及用于所列出的模块化部件中的每个模块化部件的唯一标识符电阻。所列出的模块化部件可便于外科缝合、外科超声能量治疗、外科射频(RF)能量治疗以及它们的各种组合。
模块化部件包括各种类型的内芯、柄部组件、轴、加载单元、具有不同类型和尺寸的钉仓、和/或具有不同形状和尺寸的支撑附件，它们可以各种组合组装以形成模块化外科器械系统9100。由于每个模块化部件包括唯一标识符电阻，因此可以基于其模块化部件的唯一标识符电阻来确定总的感测电阻以识别连接的模块化配置。
在某些方面，控制电路9160可将总感测电阻的预期值与总感测电阻的测量值进行比较，以验证或确认模块化配置中的模块化部件的身份。在至少一个示例中，控制电路9160可例如通过用户接口接收标识模块化配置的部件的用户输入。附加地或另选地，例如，控制电路9160可以直接将标识符电阻的期望值与标识符电阻的对应的测量值进行比较，以验证或确认模块化配置中的模块化部件的身份。
在其他方面中，控制电路9160可将总感测电阻的期望值与总感测电阻的测量值进行比较，以评估或检测模块化配置的连接的模块化部件中的不规则性。附加地或另选地，控制电路9160可将模块化部件中的每个模块化部件的期望值与测量值进行比较，以评估或检测模块化配置的连接的模块化部件中的不规则性。
在例示的示例中，曲线图9161示出了预期的和测量的或检测到的标识符电阻值。基于预期的和测量的或检测到的电阻标识符值的比较，控制电路9160确定分别具有唯一标识符电阻R1a、R2a、R3d、R4c、R5b、R6c的内芯、一次性外部壳体、轴、端部执行器、仓和支撑件以模块化配置连接。
在例示的示例中，线9163、9164分别示出了外部壳体和支撑件未连接或不真实的情形。另外，线9165、9166示出了外部壳体和支撑件分别连接但不真实的情形。在这种复杂的配置中，检查模块化部件的真实性确保了模块化配置将正常工作。
期望的和测量的或检测到的电阻标识符值之间的偏差可指示未连接状态、非真实状态或其他不规则性。偏差量指示控制电路9160确定为非连接状态、非真实状态还是连接真实状态。在某些示例中，控制电路9160可计算偏差量，并且将计算出的偏差量与预定阈值进行比较，以评估偏差是表示未连接状态、非真实状态还是真实/连接状态。
在某些示例中，选自大于0％至约10％的范围、大于0％至约20％的范围、大于0％至约30％的范围、大于0％至约40％的范围或大于0％至约50％的范围的偏差大小指示非真实状态。在某些示例中，指示非真实状态的偏差小于指示未连接状态的偏差。
图13为描绘用于检测和/或认证模块化外科器械系统或组件的模块化配置的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图9150。过程9150的一个或多个方面可由控制电路执行，诸如例如模块化外科器械系统9100的控制电路9160。在各个方面，过程9150包括生成9152询问信号以检测或确认模块化外科器械系统9100的组装的模块化配置的模块化部件的身份。在这种情况下，要确认模块化部件的身份，例如，可以通过耦合到控制电路9160的用户接口来提供身份。
在任何情况下，询问信号可以通过布线组件9171和/或电接口组件9170传输到模块化配置的模块化部件。询问信号可以触发来自模块化配置的模块化部件的响应信号。响应信号可被检测9153并被控制电路9160用来检测9154或确认模块化配置中的模块化部件的身份。
如上文更详细地描述，可与模块化外科器械系统9100一起使用的模块化部件中的每个模块化部件包括对模块化构件唯一的标识符电阻。因此，控制电路9160可利用响应信号来计算模块化配置的模块化部件的标识符电阻。然后，基于所计算的标识符电阻，可以检测9154或确认模块化配置的模块化部件的身份。模块化配置的模块化部件的身份的确认可以由控制电路9160通过将通过用户接口输入的身份与基于响应信号检测到的身份进行比较来实现。
在某些方面，控制电路9160使电流通过布线组件9171和电接口组件9170到达模块化配置的模块化部件。然后可以对返回电流进行采样以计算模块化配置的总感测电阻。由于每个单独的模块化部件具有唯一标识符电阻，因此控制电路9160可以基于模块化配置的总感测电阻来确定单独的模块化部件的身份。
在某些方面，控制电路9160将总感测电阻的预期值与总感测电阻的确定值进行比较以确认模块化配置的正确组装。在至少一种形式中，期望值被存储在存储器单元中，该存储器单元被控制电路9160访问以执行该比较。
预期值和确定值之间的偏差的大小等于或至少基本上等于一个或多个模块化部件的电阻标识符，这使得控制电路9160推断一个或多个模块化部件没有连接在模块化配置中。作为响应，控制电路9160可以分配非连接状态。控制电路9160还可以通过用户接口发出关于一个或多个模块化部件的警报9151。控制电路9160还可以提供关于如何正确地连接被认为未连接的模块化部件的指令。
在某些情况下，过程9150还可包括基于响应信号来评估9155模块化配置的真实性。在至少一个示例中，控制电路9160基于模块化部件的唯一标识符电阻的预期值与确定值之间的比较来评估模块化配置的真实性。控制电路9160可将唯一标识符电阻的预期值与确定值之间的检测到的偏差的大小与预定阈值进行比较，以评估9155模块化配置中的检测到的模块化部件的真实性。
在至少一个示例中，预定阈值是阈值范围。如果所检测到的偏差的大小超过预定阈值，则控制电路9160可选择合适的安全响应9156，诸如例如将非真实状态分配给模块化部件、通过用户界面发出警报、和/或暂时停用外科器械系统9100。在各个方面，例如，阈值范围与预期值相差约±1％、约±2％、约±3％、约±4％、约±5％、约±10％或约±20％。本公开设想到其他范围。
图14为描绘用于检测和/或认证模块化外科器械系统或组件的模块化配置的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图9110。过程9110的一个或多个方面可由控制电路执行，诸如例如模块化外科器械系统9100的控制电路9160。在各个方面，过程9110包括检测9111模块化外科器械系统9100的组装的模块化配置的识别信号。在某些示例中，识别信号是由模块化配置的模块化部件响应于由控制电路9160生成的询问信号而发送的组合响应信号。
此外，控制电路9160可以评估模块化配置的模块化部件的真实性。如果9112检测到识别信号，则控制电路9160测量9113模块化配置的特性，基于该特性的至少一个测量结果来确定9114认证密钥，并且基于该认证密钥来认证9115识别信号。如果9116控制电路9160确定模块化配置不是真实的，则控制电路9160可进一步生成安全响应，如结合过程9150所描述的。
在各个方面，控制电路9160被配置成能够独立于识别信号而确定认证密钥。认证密钥可基于模块化配置的各个模块化部件之间共同的特性。在至少一个示例中，共同特性可以是环境特性。在某些示例中，共同特性可以是位置、射频(RF)强度、声级、光级和/或磁场强度。
在各个方面，模块化配置的模块化部件测量共同特性，并且基于该共同特性的至少一个测量结果来生成认证密钥。模块化部件还可以基于所生成的认证密钥对识别信号进行编码，并且通过布线组件9171和/或电接口组件9170将编码的识别信号传输到控制电路9160。控制电路9160可以独立地测量共同特性，并且基于该共同特性的至少一个测量结果来确定认证密钥。控制电路9160还可利用认证密钥来认证和/或解码从模块化部件接收到的识别信号。
在某些示例中，柄部组件9120产生磁场，该磁场具有能够由模块化配置中的每个模块化部件测量的强度。模块化部件可利用所测量的磁场强度来编码通过布线组件9171和/或电接口组件9170传输到控制电路9160的识别信号。另外，控制电路9160单独地确定磁场的强度。在某些情况下，控制电路9160设置磁场的强度。在其他情况下，控制电路9160以与模块化部件类似的方式测量强度。
控制电路9160基于由磁场强度的一个或多个测量结果生成的认证密钥来解码所编码的识别信号。测量磁场可以通过一个或多个传感器(诸如例如磁力计)来完成。在其他情况下，共同特性是射频(RF)强度、声级或光级，控制电路9160分别采用RF强度传感器、听觉传感器或光电传感器来测量共同特性。
图15示出了在许多方面与模块化外科器械8500、9100类似的模块化外科器械9200的柄部组件9220，为简洁起见，这些模块化外科器械在本文中不再以相同细节级别进行重复。例如，柄部组件9220包括内芯9222和一次性外部壳体9224，该一次性外部壳体被配置成能够选择性地接纳并包封内芯9222，以围绕内芯9222建立无菌屏障9225。内芯9222是马达可操作的并且被配置成能够驱动多种类型的端部执行器的操作。内芯9222具有多组操作参数(例如，内芯9222的马达的操作速度、由内芯9222的马达递送到轴组件的功率量、待致动的内芯9222的马达的选择、待由内芯9222执行的端部执行器的功能等)。内芯9222的每组操作参数被设计成当端部执行器可操作地联接到内芯9222时，驱动对相应类型的端部执行器唯一的一组特定功能的致动。例如，根据可操作地联接到内芯9222的端部执行器的类型，内芯9222可改变其功率输出、停用或激活其某些按钮、和/或致动其不同马达。
除上述之外，外部壳体9224包括两个壳体部分9224a、9224b，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯9222组装在一起。在例示的示例中，壳体部分9224a、9224b能够相对于彼此在闭合的完全联接构型和打开的部分分离或完全分离构型之间移动。当接合时，壳体部分9224a、9224b在其中限定腔，内芯9222可选择性地位于该腔中。
此外，柄部组件9220包括主接口组件9270，该主接口组件被配置成能够在内芯9222与模块化外科器械系统9200的模块化部件中的至少一个模块化部件之间传输数据和功率中的至少一者。主接口组件9270包括设置到内芯9222上的第一接口部分9270a和设置在一次性外部壳体9224的内壁上的第二接口部分9270b。接口部分9270a、9270b包括对应的电接触件，当内芯9222与一次性外部壳体9224正确组装时，这些电接触件变成电连接的或形成电连接。在各个方面，主接口组合件9270便于内芯9222的电源组9226与外部充电系统之间的电连接。主接口组件9270还通过在内芯9222与模块化配置之间传输穿过其中的功率和数据中的至少一者而便于模块化外科器械系统9200的模块化配置的检测。在至少一个示例中，电接触件包括弹簧接触件，诸如例如片簧接触件。
在各个方面，柄部组件9220包括辅助接口9262，该辅助接口包括一个或多个传感器9261，该一个或多个传感器被配置成能够检测内芯9222在一次性外部壳体9224中的存在。控制电路9260被配置成能够基于传感器9261的至少一个读数来确认通过主接口组件9270的主连接。传感器9261的位置和/或灵敏度可以被设定为当内芯9222处于正确位置并且在一次性外部壳体内对准时检测内芯9222，以在接口部分9270a、9270b之间建立有线连接。在某些情况下，来自传感器9261的读数必须大于或等于预定阈值，以使控制电路9260检测到内芯9222被正确地插入到一次性外部壳体9224中。控制电路9260可连续地将传感器9261的读数与预定阈值进行比较，以确定内芯9222是否正确地插入到一次性外部壳体9224中。
在各个方面，传感器9261包括接近传感器，诸如例如磁性传感器(诸如例如霍尔效应传感器)，感应传感器(诸如电涡流传感器)，电阻传感器，电容传感器，光学传感器和/或任何其他合适的传感器。在某些示例中，控制电路9260被配置成能够基于内芯9222的唯一标识符9263(诸如例如，QR码、电阻标识符、电压识别符和/或电容标识符)通过辅助接口9262识别/检测内芯9222。
仍然参见图15，控制电路9260还被配置成能够检测柄部组件9220的一次性外部壳体9224的闭合构型。控制电路9260可基于一次性外部壳体9224内的至少一个传感器9264的至少一个读数来检测闭合构型。在至少一个示例中，传感器9264是接近传感器。在例示的示例中，传感器9264是霍尔效应传感器。在其他情况下，传感器9264可以是感应传感器(诸如涡流传感器)、电阻传感器、电容传感器、光学传感器和/或任何其他合适的传感器。
附加地或另选地，当从闭合构型检测电路9265接收到输入信号时，控制电路9260可以检测闭合构型。闭合构型检测电路9265的电接触件设置在壳体部分9224a、9224b上，使得当一次性外部壳体9224处于闭合构型时，闭合构型检测电路9265变成闭合电路。转变到闭合电路使得电信号被传输到控制电路9260，这使得控制电路9260检测/确认闭合构型。
参见图16，示出了曲线图9280。壳体部分9224a、9224b之间的距离(δ)在x轴上示出，并且从内芯9222到一次性外部壳体9224测量的电容在y轴上示出。在各个方面，控制电路9260被配置成能够基于壳体部分9224a、9224b之间的距离并且基于从内芯9222到一次性外部壳体9224测量的电容来评估内芯9222与一次性外部壳体9224的正确组装。另选地，控制电路9260可被配置成能够基于内芯9222与一次性外部壳体9224之间的距离并且基于从内芯9222到一次性外部壳体9224测量的电容来评估内芯9222与一次性外部壳体9224的正确组装。
在各个方面，当满足两个条件时，控制电路9260检测到内芯9222与一次性外部壳体9224的正确组装，如曲线图9280的曲线9281所表示。第一条件是第一壳体部分9224a上的第一基准面与第二壳体部分9224b上的对应第二基准面之间的检测距离(δ)小于或等于预定阈值距离。第二条件是从内芯9222到一次性外部壳体9224测量的电容的检测值在预定电容范围(μFmin-μFmax)内。
在例示的示例中，曲线9281表示正确组装的柄部组件9220，其中内芯9222正确地定位在一次性外部壳体9224内，并且其中壳体部分9224a、9224b在闭合构型中适当地密封。相反，曲线9282、9283、9284表示不正确组装的柄部组件9220。曲线9282指示尚未达到闭合构型，并且曲线9283指示内芯9222尚未正确地定位在一次性外部壳体9224内。
电容还可以指示内芯9222和/或一次性外部壳体9224的真实性。在例示的示例中，预定电容范围(μFmin-μFmax)也表示基于电容的认证范围。例如，曲线图9280的曲线9281、9282表示真实的内芯9222和/或一次性外部壳体9224，而曲线图9280上的曲线9283示出非真实的内芯9222和/或一次性外部壳体9224。另外，曲线9284指示内芯9222不存在电容标识符。
现在参见图17至图20，外科器械系统9300在许多方面与本文其他地方所述的其他外科器械系统(诸如例如外科器械系统8500、9100、9200)类似，为了简洁起见，这些外科器械系统在本文中不再以相同细节级别进行重复。例如，外科器械系统9300包括柄部组件9320、轴组件9330和加载单元，该加载单元包括可释放地容纳钉仓9341的端部执行器9340。柄部组件9320包括被配置成能够限定无菌屏障9325的一次性外部壳体9324。内芯可定位在一次性外部壳体9324内。内芯被配置成能够驱动和/或控制外科器械系统9300的各种功能，如本文其他地方关于其他类似内芯所述。
除上述之外，外科器械系统9300包括外部电源9326。在例示的示例中，外部电源9326设置在一次性外部壳体9324的外壁上。在其他示例中，外部电源9326可以整合到一次性外部壳体9324中。电接口组件9328被配置成能够将数据和功率中的至少一者从柄部组件9320传输到端部执行器9340。在例示的示例中，电接口组件9328包括柔性电路9327，该柔性电路在外部电源9326和设置在轴组件9330的喷嘴部分9331中的数据通信带9332之间延伸并耦接到外部电源和数据通信带。在例示的示例中，数据通信带9332包括环形形状，该环形形状允许喷嘴部分9331和轴组件9330的其他部分旋转而没有线缠绕。
此外，轴组件9330包括同心导电环9337、9338，这些同心导电环促进功率和数据中的至少一者在它们之间的传输而不妨碍轴组件9330的标记。导电环9337设置在内部部分9335的外表面上，并且导电环设置在外部部分9336的内环形表面上。在例示的示例中，内部部分9335与外部部分9336同心。
图21为描绘用于在生命周期结束事件时禁用外科器械系统的柄部组件的内芯的控制程序或逻辑配置的过程的逻辑流程图9350。使用超出其生命周期的内芯给患者带来严重风险。内芯的各种电路和其他特征经过仔细设计以确保内芯在其生命周期内的安全运行。然而，超过预定的生命周期后，内芯可能无法正常工作，在许多情况下，直到柄部组件实际用于外科手术时才发现这一点。
在各个方面，例如，过程9350可由外科器械系统9200的柄部组件9220执行。过程9350检测9351内芯9222与一次性外部壳体9224的正确组装。执行过程9350的一个或多个方面的控制电路可以被配置成能够基于外部壳体9224内的至少一个传感器的至少一个读数来检测正确的组装。在至少一个示例中，过程9350的一个或多个方面可由控制电路9260(图15)执行。如本文其他地方更详细讨论的，控制电路9260可以被配置成能够例如基于来自传感器9261、9264的读数来检测内芯9222与一次性外部壳体9224的正确组装。
在任何情况下，如果检测到9352正确的组装，则将内芯9222的使用计数增加9353一。在至少一个示例中，控制电路9260与配置成能够维持内芯9222的使用计数的计数器通信。在某些情况下，控制电路9260例如被配置成能够将使用存储在存储器单元中。
此外，如果9354使用计数变得等于预定阈值数，则过程9355进一步确定内芯9222是否与一次性外部壳体9224断开连接。断开连接指示使用的终止或过程的完成，其基于使用计数构成生命周期结束事件。如果9355是断开连接，则断开连接触发内芯9222的禁用事件9356以防止超出预定生命周期结束使用计数的不安全使用。然而，继续正常操作9357，直到检测到断开连接。
可采用各种合适的机构以生命周期结束事件时禁用内芯9222。在至少一个示例中，控制电路9260使用限流器以确保在正常操作期间内芯内的电流维持在预定阈值以下。为了禁用内芯9222，控制电路9260可移除、禁用或断开限流器，这导致过量电流穿过内芯9222的电路，从而禁用内芯。禁用内芯防止未授权使用内芯超过精心选择的预定生命周期，以确保柄部组件在手术中的安全操作。
图22至图25示出了用于禁用柄部组件9420的一次性外部壳体9424的安全机构，以防止一次性外部壳体9424超出其设计能力的不安全的重复使用。柄部组件9420在许多方面与本文其他地方所述的其他柄部组件类似，为简洁起见，本文不再进行重复。例如，类似于一次性外部壳体9224，一次性外部壳体9424被配置成能够选择性地接纳并且包封内芯9422以围绕内芯9422建立无菌屏障。
此外，外部壳体9424包括两个壳体部分，这两个壳体部分能够相对于彼此在闭合的完全联接构型和打开的部分分离或完全分离构型之间移动，以容纳内芯9422在其中的插入。当接合时，壳体部分在其中限定腔，内芯9222可选择性地位于该腔中。
内芯9422包括电源9426，其可以是一个或多个电池的形式。在组装构型中，如图22所示，连接线9427、9428将内芯9422电连接到一次性外部壳体9424。在各个方面，如图23所示，一次性外部壳体9424包括一个或多个切割构件9437、9438，该一个或多个切割构件被配置成能够切割连接线9427、9428中的一个或两个或几个，由此永久地断开将一次性外部壳体9424电耦合到内芯9422的电路，这使得禁用一次性外部壳体9424，如图24所示。在另选的实施方案中，如图25所示，类似于连接线9427、9428的连接线9447、9448包括当一次性外部壳体的壳体部分转变到打开构型时被切断的尾部或系留部分9457、9458。
在某些情况下，一次性外部壳体的连接线耦接到一次性外部壳体的标识符9429。在图24所示的示例中，连接线9427耦合到RFID芯片，在一次性外部壳体9424转变到打开构型期间，在连接线9427上禁用的RFID芯片被切割构件9437切割。禁用标识符9429防止内芯与用过的一次性外部壳体建立成功的连接。
图26至图27示出了用于禁用柄部组件9520的一次性外部壳体9524的另外的安全机构，以防止一次性外部壳体9524超出其设计能力的不安全的重复使用。柄部组件9520在许多方面与本文其他地方所述的其他柄部组件类似，为简洁起见，本文不再进行重复。例如，类似于一次性外部壳体9224，一次性外部壳体9524被配置成能够选择性地接纳并且包封内芯9522以围绕内芯9522建立无菌屏障9525。
此外，外部壳体9524包括两个壳体部分9524a、9524b，这两个壳体部分能够相对于彼此在闭合的完全联接构型(图26)和打开的部分分离或完全分离构型(图27)之间移动，以容纳内芯9522在其中的插入。柄部组件9520还包括经由延伸穿过无菌屏障9525的连接线9527连接到控制电路9560的外部电源9526。在例示的示例中，外部电源9526可释放地安装到一次性外部壳体9524上，并且当外部电源9526在完成外科手术之后从一次性外部壳体9524释放时，连接线9527被切断，这使得禁用一次性外部壳体9524，从而防止其不安全的重复使用。此外，在壳体部分9524a、9524b之间延伸的第二导线连接器9528也可在一次性外部柄部9524转变到打开构型时被切断，以防止一次性外部壳体9524的不安全的重复使用。
除上述之外，在各个方面，如图28至图29所示，一次性外部壳体9524'(图28)、9524”(图29)的壳体部分9524a、9524b中的一者或两者配备有机械连接器9531(图28)、9551(图29)，该机械连接器将壳体部分9524a、9524b保持在闭合构型中，并且例如当壳体部分9524a、9524b在完成外科手术以回收内芯9522之后被拉开时被切断或破坏。
现在参见图30至图34，外科器械系统9600在许多方面与外科器械系统8500、8800类似。例如，外科器械系统9600还包括柄部组件9620，该柄部组件包括内芯，该内芯具有用于促动一个或多个驱动构件的马达组件，该驱动构件被配置成能够实现端部执行器9640的闭合运动、关节运动和/或击发运动。轴组件9630在端部执行器9640和柄部组件9620之间延伸，以将驱动运动从内芯传递到端部执行器9640，从而从钉仓9641部署钉。
柄部组件9620包括电源9626，其可以是一个或多个电池的形式。灭菌检测电路9660耦接到电源9626和接收器9663，该接收器耦接到传感器阵列9670，该传感器阵列被配置成能够监测柄部组件9620的灭菌状态。传感器阵列9670包括设置到一次性外部壳体9624的外表面9623上的多个传感器9671。传感器9671被配置成能够检测柄部组件9620的各个部分或区域的灭菌状态，这些灭菌状态随后被传送到微控制器9661。微控制器9661使得用户界面9662呈现灭菌状态，如图34所示。
在例示的示例中，用户界面9662为LED显示器的形式。柄部组件9620的表示显示在LED显示器上。柄部组件9620的各个部分或区域中的每一个以表示可接受的灭菌状态或不可接受的灭菌状态的两个不同视觉指示器中的一个示出。微控制器9661基于该区域中的传感器9671中的至少一个传感器的至少一个读数来将两个视觉指示器中的一个分配给每个区域。在例示的示例中，区域2、5被分配不可接受的灭菌状态，而区域1、3、4、6被分配可接受的灭菌状态。
在某些情况下，柄部组件(诸如例如柄部组件9620)是可重复使用的。因此，柄部组件9620在每次使用之前被重新灭菌，以在外科手术中使用柄部组件9620时维持无菌的外科手术区域。在例示的示例中，柄部组件9620通过暴露于过氧化氢(H2O2)来灭菌。在至少一个示例中，临床医生可用过氧化氢擦拭物擦拭柄部组件9620以对柄部组件9620进行灭菌。在其他示例中，可采用经由过氧化氢对柄部组件9620进行灭菌的其他手段，如在本公开的其他地方更详细地描述的。
在某些情况下，柄部组件可包括一次性外部壳体和可重复使用的内芯。在这种情况下，传感器9671可设置到内芯的外表面上，以与结合柄部组件9620描述的方式类似的方式来评估内芯的各个部分或区域的灭菌状态。
在使用过氧化氢的情况下，传感器阵列9670的传感器9671是过氧化氢传感器，其被配置成能够检测在柄部组件9620的每个区域中过氧化氢的存在。因此，传感器9671的传感器读数可指示由传感器9671在传感器9671所在的柄部组件9620的一部分或区域中检测到的过氧化氢的量。如图35的曲线图9672所示，可接受的灭菌状态对应于传感器9671的读数，该读数大于或等于预定阈值9673。
除上述之外，图36是过程9680的逻辑流程图，其描绘了用于检测外科器械系统的可重新灭菌部件(诸如例如，柄部组件或内芯)的生命周期的结束的控制程序或逻辑配置。过程9680通过对部件被重新灭菌的次数进行计数来检测生命周期的结束。
在至少一个示例中，过程9680由灭菌检测电路9660来实现。如果9681微控制器9661检测到传感器读数大于或等于预定阈值9673，则微控制器9661将由任何合适的计数器保持的计数增加1。在这种情况下，通过过氧化氢进行再灭菌，传感器读数增加以达到峰值，然后随着过氧化氢开始蒸发而减少，如图35所示。为了避免错误计数，微控制器9661被配置成能够在预定时间段内忽略9683传感器读数。
在某些情况下，如图37所示，外科器械系统的部件(诸如例如柄部组件9720)包括涂覆有涂层的外表面9723，该涂层在暴露于灭菌溶液(诸如例如过氧化氢)时改变颜色。该涂层提供了柄部组件9720的已经充分暴露于过氧化氢的区域9720a和尚未充分暴露于过氧化氢的区域9720b的视觉指示器。这使临床医生有机会确保灭菌溶液以足够的量施加到柄部组件9720的所有部分，以产生适当灭菌的柄部组件9720'。
现在参见图38至图40，描绘了再灭菌系统9800。再灭菌系统9800包括接纳室9801，该接纳室被配置成能够容纳外科器械系统的可重复使用的柄部组件9820。然而，在其他情况下，再灭菌系统9800可被配置成能够容纳外科器械系统的其他部件，诸如例如内芯、柄部组件。
在例示的示例中，再灭菌系统9800包括两个部分9800a、9800b，这两个部分能够在打开构型(图38)和闭合构型(图39)之间移动，以容纳可重复使用的柄部组件9820。接纳室9801限定在再灭菌系统9800的部分9800a、9800b之间。此外，多个冲洗端口9806限定在部分9800b中。附加地或另选地，冲洗端口可限定在部分9800a中。此外，再灭菌系统9800包括充电端口9804和对应的连接器9805，该连接器被配置成能够在柄部组件9820处于接纳室中时将柄部组件9820连接到充电系统。
在各个方面，冲洗端口9802连接到灭菌溶液源，该灭菌溶液源通过冲洗端口9802递送到接纳室9801中。泵可用于通过冲洗端口9802注入灭菌溶液，并在再灭菌循环中将其移除。在另选的实施方案中，如图39所示，再灭菌系统9800'包括接纳室9811，该接纳室包括充满灭菌溶液的吸收材料或布9812。马达9814使得驱动器9813相对于柄部组件9820在起始位置和结束位置之间重复地移动布9812，以对柄部组件进行重新灭菌。另选地，马达9814可以使驱动器9813相对于布9812在开始位置与结束位置之间移动柄部组件9820。
现在参见图15和图41，在某些情况下，主接口组件9270包括无线电接口9230和有线电接口9240。如图41所示，无线电接口9230和有线电接口9240被配置成能够通过无菌屏障9225传输数据和功率中的至少一者。功率和数据中的至少一者可在内芯9222与外科器械系统9200的端部执行器和/或轴组件之间传输。在各个方面，第一无线接口部分9231和第二无线接口部分9232被配置成能够在内芯9222与端部执行器之间和/或在内芯9222与轴组件之间协作地形成电通路的无线段。另外，一个或多个柔性电路可以被配置成能够限定电通路的一个或多个段。
在例示的示例中，无线电接口9230包括由内芯9222容纳的第一无线接口部分9231，以及能够可释放地附接到一次性外部壳体9224的外壁9227的第二无线接口部分9232。在其他示例中，第二无线接口部分9232与一次性外部壳体9224的外壁9227成一体。在例示的示例中，第一无线接口部分9231位于内芯9222的外壁9229内。然而，在其他示例中，第一无线接口部分9231可至少部分地设置在外壁9229的外表面上。
除上述之外，当内芯9222正确地定位在一次性外部壳体9224内时，第二无线接口部分9232能够磁性地耦合到第一无线接口部分9231。在例示的示例中，第二无线接口部分9232包括附接元件9233'、9234'，由此能够磁性地耦合第一无线接口部分9231的对应的附接元件9233、9234。在某些情况下，附接元件9233'、9234'是磁性元件，并且对应的附接元件9233、9234是含铁元件。在其他情况下，附接元件9233'、9234'是含铁元件，并且对应的附接元件9233、9234是磁性元件。在其他情况下，附接元件9233'、9234'和对应的附接元件9233、9234是磁性元件。
附接元件9233、9234、9233'、9234'协作以确保第一无线接口部分9231的感应元件9235与第二无线接口部分9232的对应的感应元件9235'之间的正确对准，如图41所示。在例示的示例中，感应元件9235、9235’为缠绕线圈的形式，分别为感应电路9236、9236’的部件。感应元件9235、9235'的线圈包括铜或铜合金线；然而，线圈可包括例如合适的导电材料，诸如铝。线圈可围绕中心轴线卷绕任何合适的次数。
当由元件9233、9234、9233’、9234’建立适当的磁附接时，如图41所示，感应元件9235、9235’的线圈围绕延伸穿过其中的中心轴线正确地对准。感应元件9235、9235’的线圈的正确对准改善了数据和功率中的至少一者通过其的无线传输。
除上述之外，有线电接口9240包括位于无菌屏障9225的第一侧上的第一有线接口部分9241和位于无菌屏障9225的第二侧上的第二有线接口部分9242。在图41所示的示例中，有线电气接口9240还包括连接器9243、9243'，其被配置成能够与第一有线接口部分9241和第二有线接口部分9242协作以便于数据和功率中的至少一者通过无菌屏障9225的有线传输，而不污染受无菌屏障9225保护的无菌环境。
在例示的示例中，有线电接口9240限定延伸穿过无菌屏障9225的两个有线电通路。然而，在其他示例中，有线电接口9240可限定多于或少于两个有线电通路。
连接器9243、9243'包括延伸穿过一次性外部壳体9224的外壁9227的主体9244、9244'。连接器9243、9243'还包括位于一次性外部壳体9224内部的内部接触件9245、9245'，以及位于一次性外部壳体9224外部的外部接触件9246、9246'。在例示的示例中，第二有线接口部分9242包括柔性电路9250、9250’，其终止于连接器9247、9247’，这些连接器被配置成能够与外部接触件9246、9246’形成密封连接。在例示的示例中，连接器9247、9247'包括绝缘外部壳体9248、9248'，其被配置成能够接纳外接触件9246、9246'并引导其与柔性电路9250、9250'的对应电接触件电接合。
在各种示例中，主体9244、9244’通过一次性外部壳体9224的外壁9227紧密地装配，以防止或至少阻挡流体污染。另外，绝缘外部壳体9248、9248'包括抵靠外壁9227的外表面的齐平端，以在操作中防止或至少抵抗与外部接触件9246、9246'的流体接触。
此外，连接器9243、9243'的内部接触件9245、9245'被配置成能够当内芯9222与一次性外部壳体9224正确地组装时接合片簧接触件9249、9249'。在例示的示例中，外壁9227、9229包括彼此齐平的部分，以便于第一无线接口部分9231和第二无线接口部分9232之间的无线连接。另外，外壁9227、9229还包括间隔开的部分，以便于内部接触件9245、9245'和片簧接触件9249、9249'之间的有线连接。在例示的示例中，外壁9227的一部分略微凸起，这在外壁9227、9229之间形成隔离腔室9255。如图41所示，隔离腔室9255具有预定深度，该预定深度确保在组装构型中内部接触件9245、9245'与片簧接触件9249、9249'之间的良好电接触。
在各个方面，本公开的外科器械系统中的一个或多个包括用于向使用者提供反馈的显示器，该反馈可包括关于正被治疗的组织的一个或多个特性和/或外科器械系统的一个或多个参数的信息。例如，显示器可向使用者提供关于与外科器械系统组装的钉仓的尺寸、外科器械系统和/或正被治疗的组织的测量厚度的信息。在各个方面，显示器可为例如柔性显示器。
在图41所示的示例中，柔性显示器9201被并入一次性外部壳体9224中。微控制器9202位于柔性显示器9201下面。柔性显示器9201被配置成能够面向一次性外部壳体9224的外侧，而微控制器9202被配置成能够面向一次性外部壳体9224的内侧。柔性显示器9201可以通过无线或有线电接口连接到合适的电源。在至少一个示例中，柔性显示器9201由内芯9222的电源9226供电。在至少一个示例中，柔性显示器9201由能够附接到一次性外部壳体9224的外部电源供电。
在其他示例中，柔性显示器9201可被并入外科器械系统的轴中。在此类示例中，柔性显示器9201弯曲以适形于或至少基本上适形于轴的圆柱形形状。在某些情况下，柔性显示器9201并入轴的外壁中。然而，在其他情况下，柔性显示器9201定位在轴的下面或内部，并且通过轴的透明外壁可见。将柔性显示器9201定位在一次性外部壳体9224上或轴内有助于防止显示器上的雾积聚，如果显示器与内芯9222一起定位在一次性外部壳体9224的内部，则由于内芯9222的马达组件产生的热而可能发生雾积聚。
现在参见图42至图44，致动器10000可被并入外科器械系统的柄部组件中，诸如例如外科器械系统9100的柄部组件8520、外科器械系统8500的柄部组件9220和/或外科器械系统9200的柄部组件9120。致动器10000可被配置成能够使内芯8522例如产生驱动运动以闭合、击发端部执行器8540和/或使端部执行器8540进行关节运动，该驱动运动与由使用者施加的机械压力成比例，如由致动器10000检测到的。在各个方面，致动器10000包括磁致伸缩换能器，该磁致伸缩换能器被配置成能够响应于施加到其上的力的量来改变磁场。图43示出了致动器10000的不同致动构型以及从零磁化(构型1)到完全磁化(构型1、5)所产生的应变的量。致动器10000被分成离散的机械属性和磁属性，这些属性在它们对磁致伸缩芯应变和磁感应的作用是耦合的。
仍然参见图43，在没有施加磁场的情况下，随着产生的磁感应，长度变化也将是零。此外，磁场(H)的量在构型1、5处增加到其饱和极限(±Hsat)。这导致轴向应变增加到最大值。构型2、4表示磁化值的中间增加，但程度比构型1、5小(±H1)。在饱和极限(±Hsat)处获得最大应变饱和和磁感应。与构型1、2相关联的磁通线与构型4、5的磁通线方向相反。例如，使用霍尔效应原理或通过计算与所产生的磁通保持直角的导体中所产生的电压来测量所产生的这些磁通场。该值将与输入应变或力成比例。
因此，例如，控制电路8560可以例如基于磁性传感器的读数来调整由内芯8522产生的驱动运动，该磁性传感器被配置成能够响应于由用户施加到致动器10000的致动力来测量由致动器10000产生的磁通场。图44是曲线图10001，其示出了例如响应于由使用者施加的致动力(x轴)的端部执行器8540的钳口的闭合位置(y轴)的变化，如由致动器10000检测到的。在例示的示例中，端部执行器8540的完全闭合构型对应于预定致动力阈值10002，其对应于致动器10000的构型5，如图43所示。如果控制电路8560基于磁性传感器的读数检测到预定致动力阈值10002，则控制电路8560例如通过停用内芯8522的一个或多个马达而使驱动运动停止。此外，控制电路8560还可使马达的旋转方向反向以使端部执行器8540转变回打开构型。
图42至图44中所示的示例示出了将致动器10000用作端部执行器闭合致动器。在其他示例中，致动器10000可类似地用于实现和控制例如端部执行器8540的击发运动和/或关节运动。
现在参见图45和图46，柄部组件9920在许多方面与本文其他地方所述的其他柄部组件(诸如例如柄部组件8520、9120、9220)类似，为了简洁，本文不再进行重复。例如，柄部组件9920还包括内芯9922，该内芯具有用于促动一个或多个驱动构件的马达组件，该驱动构件被配置成能够实现端部执行器(例如端部执行器8540)中的闭合运动、关节运动和/或击发运动。柄部组件9920还包括一次性外部壳体9924，其包括两个壳体部分9924a、9924b，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯9922组装在一起。当接合时，壳体部分9924a、9924b在其中限定腔，其中内芯9922可选择性地位于由一次性外部壳体9924的外壁9927限定的无菌屏障9925内。
除上述之外，柄部组件9920包括致动器9901，该致动器被配置成能够将由使用者施加到致动器9901的外部致动力(F)的变化转换能够由柄部组件9920内的一个或多个磁场传感器9902检测到的内部磁场的变化。致动器9901允许内芯9922在不损害无菌屏障9925的情况下精确地检测外部致动力(F)的变化。
在例示的示例中，壳体部分9924b包括压敏致动构件9923，该压敏致动构件被配置成能够检测外部致动力(F)的变化。杆9905在一次性外部壳体9924内从压敏致动构件9923延伸，并且被配置成能够当内芯9922与一次性外部壳体9924正确地组装时抵靠内芯9922的刚性表面9906，如图46所示。线圈9903围绕杆9905卷绕，并且被配置成能够当电流通过其时形成磁场。在至少一个示例中，线圈9903例如是由内芯9922的电源9926供电的电路的一部分。以与结合致动器10000描述的方式类似的方式，施加到压敏致动构件9923的外部致动力(F)的变化引起由线圈9903产生的磁场的变化，其对应于外部致动力(F)的变化。
在例示的示例中，内芯9922包括连接到磁场传感器9902的控制电路9960。控制电路9960还连接到内芯9922的马达组件9962，并且被配置成能够使得马达组件9962根据由控制电路9960基于磁场传感器9902的读数而检测到的外部致动力(F)的变化来调整由马达组件9962产生的驱动运动。在各个方面，驱动运动被配置成能够闭合、击发可操作地联接到柄部组件9920的端部执行器，和/或使该端部执行器进行关节运动。在某些方面，控制电路9960包括存储介质，诸如例如存储一个或多个数据库、公式和/或表的存储器单元，该一个或多个数据库、公式和/或表用于基于磁场传感器9902的读数来选择驱动运动的一个或多个参数。
在各个方面，线圈9903包括铜线或铜合金线。然而，线圈9903可包括例如合适的导电材料，诸如铝。线圈9903可以围绕杆9905卷绕任何合适的次数。
现在参见图47和图48，柄部组件11020在许多方面与本文其他地方所述的其他柄部组件(诸如例如柄部组件9920、8520、9120、9220)类似，为了简洁，本文不再进行重复。例如，柄部组件11020还包括内芯11022，该内芯具有用于促动一个或多个驱动构件的马达组件，该驱动构件被配置成能够实现端部执行器(例如端部执行器8540)中的闭合运动、关节运动和/或击发运动。柄部组件11020还包括一次性外部壳体11024，其包括两个壳体部分11024a、11024b，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯11022组装在一起。当接合时，壳体部分11024a、11024b在其中限定腔，其中内芯11022可选择性地位于由一次性外部壳体11024的外壁11027限定的无菌屏障11025内。
除上述之外，柄部组件11020包括致动器11001，该致动器被配置成能够检测由用户施加到致动器9901的外部压缩力(F)，并且作为响应，当外部致动力(F)大于或等于预定阈值11002时使机电构件11023产生振动，如图49的曲线图11004所示。在至少一个示例中，机电构件11023为压电膜的形式，或者另选地为陶瓷构件。机电构件11023耦接到内芯11022的电源11026，当导电构件11003闭合将机电构件11023连接到电源11026的电路时，该电源向机电构件11023供应功率。
现在参见图50和图51，柄部组件12020在许多方面与本文其他地方所述的其他柄部组件(诸如例如柄部组件9920、8520、9120、9220、11020)类似，为了简洁，本文不再进行重复。例如，柄部组件12020还包括内芯12022，该内芯具有用于促动一个或多个驱动构件的马达组件，该驱动构件被配置成能够实现端部执行器(例如端部执行器8540)中的闭合运动、关节运动和/或击发运动。柄部组件12020还包括一次性外部壳体12024，其包括两个壳体部分，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯12022组装在一起。当接合时，壳体部分在其中限定腔，其中内芯12022可选择性地位于由一次性外部壳体12024的外壁12027限定的无菌屏障12025内。
除上述之外，柄部组件12020包括致动器12001，该致动器被配置成能够检测由使用者施加到致动器12001的外部压缩力(F)。检测跨无菌屏障12025进行。换句话讲，外部压缩力(F)被施加在无菌屏障12025的第一侧上，并且在不损害无菌屏障12025的情况下，在无菌屏障12025的与第一侧相对的第二侧上被检测到。在例示的示例中，致动器12001包括位于无菌屏障12025的两侧上的部件，这些部件能够跨无菌屏障12025进行磁相互作用。铁磁板或膜12002定位在一次性外部壳体12024的外部，并且对应的磁性传感器12003定位在一次性外部壳体12024的内部。铁磁板12002响应于外部压缩力(F)进行的移动引起磁性传感器12003的读数的变化，该变化与由外部压缩力(F)引起的铁磁板12002的位置的变化相称。
此外，柄部组件12020的控制电路120060可包括微控制器120061，该微控制器被配置成能够根据磁性传感器12003的读数来调整马达组件120062的驱动运动。驱动运动可实现例如端部执行器的闭合运动、击发运动和关节运动中的一者或多者。
在例示的示例中，铁磁板12002延伸跨过限定在一次性外部壳体12024的外壁12027中的腔12031。铁磁板12002的边缘附接到腔12031的侧壁。在例示的示例中，原位成形的密封件12029、12030被配置成能够将铁磁板12002的边缘附接到腔12031的侧壁。然而，在其他示例中，设想可采用其他附接机构。在至少一个示例中，可利用粘合剂将铁磁板12002的边缘附接到腔12031的侧壁。
除上述之外，磁性传感器12003凸出穿过内芯12022的外壁12028，并且被弹簧12004压靠在外壁12027上。弹簧12004确保磁性传感器12003保持足够接近铁磁板12002以检测由外部压缩力(F)引起的铁磁板12002的位置的变化。
当内芯12022与一次性外部壳体12024正确地组装时，磁性传感器12003和铁磁板12002在形成腔12031的外壁12027的壁部分的相对两侧上彼此对准。铁磁板12002被配置成能够响应于外部压缩力(F)而朝向磁性传感器12003移动或弯曲。铁磁板12002的移动根据外部压缩力(F)的大小改变磁性传感器12003的读数。当用户释放铁磁板12002或减小外部压缩力(F)时，铁磁板12002返回到其自然状态，远离磁性传感器12003移动，这根据外部压缩力(F)的减小而改变磁性传感器12003的读数。如上所述，微控制器120061与磁性传感器12003通信。因此，磁性传感器12003的读数的变化被转转成马达组件120062的变化和驱动运动。
现在参见图52至图54，描绘了另选的致动器实施方案。图52示出了柄部组件13020，其在许多方面与本文其他地方所述的柄部组件(诸如例如柄部组件9920、8520、9120、9220、11020、12020)类似，为简洁起见不再进行重复。例如，柄部组件13020还包括内芯13022，该内芯具有用于促动一个或多个驱动构件的马达组件，该驱动构件被配置成能够实现端部执行器(例如端部执行器8540)中的闭合运动、关节运动和/或击发运动。柄部组件13020还包括一次性外部壳体13024，其包括两个壳体部分，这两个壳体部分彼此可释放地附接以允许与内芯13022组装在一起。当接合时，壳体部分在其中限定腔，其中内芯13022可选择性地位于由一次性外部壳体13024的外壁13027限定的无菌屏障13025内。
除上述之外，柄部组件13020包括致动器13001，其在许多方面与致动器12001类似，为简洁起见不再进行重复。致动器13001包括铁磁板13002，其在许多方面与铁磁板12002类似。另外，铁磁板13002经由延伸穿过内芯13022的外壁的导线连接器13023而连接到内芯13022。此外，粘合剂13029被配置成能够似乎将铁磁板13002固定到一次性外部壳体13024的开口13031。在例示的示例中，铁磁板13002限定外壁13027的一部分。
在图53和图54所示的示例中，柔性橡胶外覆盖件13033设置在形成外壁13027的一部分的铁磁板13002上。柔性橡胶外覆盖件13033可经由原位成形的密封件和/或粘合剂13034附接到外壁13027。铁磁板13002和柔性橡胶外盖13033提供双重密封，其确保无菌屏障13025的完整性。
本文所述的外科器械系统由电动马达促动；但是本文所述的外科器械系统可以任何合适的方式促动。在某些情况下，本文所公开的马达可包括机器人控制系统的一部分或多个部分。例如，名称为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLEDEPLOYMENT ARRANGEMENTS”的美国专利申请序列13/118,241号(现为美国专利9,072,535号)更详细地公开了机器人外科器械系统的若干示例，该公开内容全文以引用方式并入本文。2017年5月18日公布的名称为“STAPLER WITH COMPOSITE CARDAN AND SCREW DRIVE”的国际专利公布WO 2017/083125号；2017年5月18日公布的名称为“STAPLE PUSHER WITHLOST MOTION BETWEEN RAMPS”的国际专利公布WO 2017/083126号；2015年10月8日公布的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SHIFTABLE TRANSMISSION”的国际专利公布2015/153642号；2017年3月17日提交的名称为“STAPLER WITH CABLE-DRIVEN ADVANCEABLECLAMPING ELEMENT AND DUAL DISTAL PULLEYS”的美国专利申请公布2017/0265954号；2017年2月15日提交的名称为“STAPLER WITH CABLE-DRIVEN ADVANCEABLE CLAMPINGELEMENT ANDDISTAL PULLEY”的美国专利申请公布2017/0265865；以及2017年3月29日提交的名称为“STAPLING CARTRIDGE”的美国专利申请公布2017/0290586号的公开内容全文以引用方式并入本文。
已结合钉的部署和变形描述了本文所述的外科器械系统；然而，本文所述的实施方案不限于此。例如，设想了部署除钉之外的紧固件诸如夹具或大头钉的各种实施方案。此外，还设想了利用用于密封组织的任何合适设备的各种实施方案。例如，根据各种实施方案的端部执行器可包括被配置成能够加热和密封组织的电极。另外，例如，根据某些实施方案的端部执行器可施加振动能量来密封组织。
实施例
本文所述主题的各个方面在以下编号的实施例中陈述。
实施例1-一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。所述柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体。所述一次性外部壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，所述第二壳体部分能够相对于所述第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。所述柄部组件还包括控制内芯，在所述打开构型中所述控制内芯能够容纳在所述一次性外部壳体的内部。所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内。所述柄部组件还包括无线电接口组件，所述无线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种无线传输。所述无线电接口组件包括位于所述无菌屏障的第一侧上的第一无线接口部分和位于所述无菌屏障的与所述第一侧相对的第二侧上的第二无线接口部分。所述第一无线接口部分被配置成能够与所述第二无线接口部分协作以促进数据信号和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种无线传输。所述柄部组件还包括有线电接口组件，所述有线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种有线传输。所述有线电接口组件包括位于所述无菌屏障的第一侧上的第一有线接口部分、位于所述无菌屏障的与所述第一侧相对的所述第二侧上的第二有线接口部分、以及连接器。所述连接器包括延伸穿过所述一次性外部壳体的外壁的主体、从所述主体延伸的第一接触件，其中所述第一接触件能够可释放地附接到所述第一有线接口部分。所述连接器还包括从所述主体延伸的第二接触件，其中所述第二接触件能够可释放地附接到所述第二有线接口部分。
实施例2-根据实施例1所述的柄部组件，其中，所述第二有线接口部分和所述第二接触件被配置成能够限定密封连接。
实施例3-根据实施例1或2所述的柄部组件，其中，所述第一无线接口部分能够磁性地耦合到所述第二无线接口部分。
实施例4-根据实施例1、2或3所述的柄部组件，其中所述第一无线接口部分和所述第一有线接口部分限定在所述控制内芯的外壁中。
实施例5-根据实施例1、2、3或4所述的柄部组件，其中，所述第二有线接口部分包括片簧接触件。
实施例6-根据实施例5所述的柄部组件，其中，所述第一无线接口部分和所述第二无线接口部分的磁耦合使所述片簧接触件与所述连接器的所述第一接触件对准。
实施例7-一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。所述柄部组件包括限定所述无菌屏障的一次性外部壳体，所述一次性外部壳体包括第一外部壳体部分和第二外部壳体部分，所述第二外部壳体部分能够相对于所述第一外部壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。所述柄部组件还包括控制内芯，在所述打开构型中所述控制内芯能够容纳在所述一次性外部壳体的内部。所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内。所述控制内芯包括马达组件。所述柄部组件还包括致动器。所述致动器包括由所述一次性外部壳体的外壁的一部分限定的压敏致动构件和能够定位在所述一次性外部壳体内部的磁场源。所述柄部组件还包括磁场传感器，所述磁场传感器能够定位在足够接近磁场源的位置内，以测量由所述磁场源产生的磁场的至少一个参数。所述柄部组件还包括控制电路。所述控制电路被配置成能够基于所述磁场传感器对磁场的至少一个参数的测量来检测施加到所述压敏致动构件的致动力的变化，并且根据所述致动力的变化来调整由所述马达组件产生的驱动运动。
实施例8-根据实施例7所述的柄部组件，其中，所述磁场源包括线圈。
实施例9-根据实施例7或8所述的柄部组件，其中，所述致动器包括从所述压敏致动构件延伸的杆。
实施例10-根据实施例9所述的柄部组件，其中，所述杆被配置成能够当所述控制内芯与所述一次性外部壳体正确地组装时抵靠所述控制内芯的刚性表面。
实施例11-根据实施例9或10所述的柄部组件，其中，所述线圈围绕所述杆卷绕。
实施例12-根据实施例8、9、10或11所述的柄部组件，其中，所述控制内芯包括被配置成能够给所述线圈供能的电源。
实施例13-根据实施例7、8、9、10、11或12所述的柄部组件，其中，所述控制电路还被配置成能够根据所述致动力的所述变化来调整所述驱动运动直至预定阈值。
实施例14-根据实施例7、8、9、10、11、12或13所述的柄部组件，其中，所述一次性外部壳体包括柔性显示器。
实施例15-一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件。所述柄部组件包括限定无菌屏障的一次性外部壳体。所述一次性外部壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，所述第二壳体部分能够相对于所述第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动。所述柄部组件还包括控制内芯，在所述打开构型中所述控制内芯能够容纳在所述一次性外部壳体的内部。所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内。所述控制内芯包括马达组件。所述柄部组件还包括致动器，所述致动器被配置成能够在不损害所述无菌屏障的情况下将施加到所述致动器的致动跨所述无菌屏障传输。
实施例16-根据实施例15所述的柄部组件，其中所述致动器包括位于所述无菌屏障的第一侧上的铁磁构件和位于所述无菌屏障的第二侧上的磁性传感器。
实施例17-根据实施例16所述的柄部组件，还包括与所述磁性传感器通信的控制电路。所述控制电路被配置成能够基于所述磁性传感器进行的测量来检测施加到所述铁磁构件的致动力的变化，并且根据所述致动力的变化来调整由所述马达组件产生的驱动运动。
实施例18-根据实施例17所述的柄部组件，其中，所述控制电路还被配置成能够根据所述致动力的所述变化来调整所述驱动运动直至预定阈值。
实施例19-根据实施例15、16、17或18所述的柄部组件，其中，当所述一次性外部壳体与所述控制内芯正确地组装时，所述铁磁构件与所述磁性传感器对准。
尽管已举例说明和描述了多个形式，但是申请人的意图并非将所附权利要求的范围约束或限制在此类细节中。在不脱离本公开的范围的情况下，可实现对这些形式的许多修改、变型、改变、替换、组合和等同物，并且本领域技术人员将想到这些形式的许多修改、变型、改变、替换、组合和等同物。此外，另选地，可将与所描述的形式相关联的每个元件的结构描述为用于提供由所述元件执行的功能的器件。另外，在公开了用于某些部件的材料的情况下，也可使用其他材料。因此，应当理解，上述具体实施方式和所附权利要求旨在涵盖属于本发明所公开的形式范围内的所有此类修改、组合和变型。所附权利要求旨在涵盖所有此类修改、变型、改变、替换、修改和等同物。
上述具体实施方式已经由使用框图、流程图和/或示例阐述了设备和/或方法的各种形式。只要此类框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作，本领域的技术人员就要将其理解为此类框图、流程图和/或示例中的每个功能和/或操作都可以单独和/或共同地通过多种硬件、软件、固件或实际上它们的任何组合来实施。本领域的技术人员将会认识到，本文公开的形式中的一些方面可作为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)，作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，作为固件，或作为实际上它们的任何组合全部或部分地在集成电路中等效地实现，并且根据本公开，设计电路系统和/或编写软件和/或硬件的代码将在本领域技术人员的技术范围内。另外，本领域的技术人员将会认识到，本文所述主题的机制能够作为多种形式的一个或多个程序产品进行分布，并且本文所述主题的例示性形式适用，而不管用于实际进行分布的信号承载介质的具体类型是什么。
用于编程逻辑以执行各种所公开的方面的指令可存储在系统中的存储器内，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、高速缓存、闪存存储器或其他存储器。此外，指令可经由网络或通过其他计算机可读介质来分发。因此，机器可读介质可包括用于存储或传输以机器(例如，计算机)可读形式的信息的任何机构，但不限于软盘、光学盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存存储器、或经由电信号、光学信号、声学信号或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)在因特网上传输信息时使用的有形的、机器可读存储装置。因此，非暂态计算机可读介质包括适于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的有形机器可读介质。
如本文任一方面所用，术语“控制电路”可指例如硬连线电路系统、可编程电路系统(例如，计算机处理器，该计算机处理器包括一个或多个单独指令处理内核、处理单元，处理器、微控制器、微控制器单元、控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程序逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、场可编程门阵列(FPGA))、状态机电路系统、存储由可编程电路系统执行的指令的固件、以及它们的任何组合。控制电路可以集体地或单独地实现为形成更大系统的一部分的电路系统，例如集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、智能电话等。因此，如本文所用，“控制电路”包括但不限于具有至少一个离散电路的电子电路、具有至少一个集成电路的电子电路、具有至少一个专用集成电路的电子电路、形成由计算机程序配置的通用计算设备的电子电路(如，至少部分地实施本文所述的方法和/或设备的由计算机程序配置的通用计算机，或至少部分地实施本文所述的方法和/或设备的由计算机程序配置的微处理器)、形成存储器设备(如，形成随机存取存储器)的电子电路，和/或形成通信设备(如，调节解调器、通信开关或光电设备)的电子电路。本领域的技术人员将会认识到，可以模拟或数字方式或它们的一些组合实施本文所述的主题。
如本文的任何方面所用，术语“逻辑”可指被配置成能够执行前述操作中的任一者的应用程序、软件、固件和/或电路系统。软件可体现为记录在非暂态计算机可读存储介质上的软件包、代码、指令、指令集和/或数据。固件可体现为在存储器设备中硬编码(例如，非易失性)的代码、指令或指令集和/或数据。
如本文任一方面所用，术语“部件”、“系统”、“模块”等可指计算机相关实体、硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。
如本文任一方面中所用，“算法”是指导致所期望结果的有条理的步骤序列，其中“步骤”是指物理量和/或逻辑状态的操纵，物理量和/或逻辑状态可(但不一定)采用能被存储、转移、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。常用于指这些信号，如位、值、元素、符号、字符、术语、数字等。这些和类似的术语可与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量和/或状态的方便的标签。
网络可包括分组交换网络。通信设备可能够使用所选择的分组交换网络通信协议来彼此通信。一个示例性通信协议可包括可能够允许使用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)进行通信的以太网通信协议。以太网协议可符合或兼容电气和电子工程师学会(IEEE)于2008年12月发布的标题为“IEEE 802.3Standard”的以太网标准和/或本标准的更高版本。另选地或附加地，通信设备可能够使用X.25通信协议彼此通信。X.25通信协议可符合或兼容由国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)发布的标准。另选地或附加地，通信设备可能够使用帧中继通信协议彼此通信。帧中继通信协议可符合或兼容由国际电报电话咨询委员会(CCITT)和/或美国国家标准学会(ANSI)发布的标准。另选地或附加地，收发器可能够使用异步传输模式(ATM)通信协议彼此通信。ATM通信协议可符合或兼容ATM论坛于2001年8月发布的名为“ATM-MPLS Network Interworking 2.0”的ATM标准和/或该标准的更高版本。当然，本文同样设想了不同的和/或之后开发的连接取向的网络通信协议。
除非上述公开中另外明确指明，否则可以理解的是，在上述公开中，使用术语如“处理”、“估算”、“计算”、“确定”、“显示”的讨论是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和进程，其操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据并将其转换成相似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
一个或多个部件在本文中可被称为“被配置成能够”、“可配置成能够”、“可操作/可操作地”、“适于/可适于”、“能够”、“可适形/适形于”等。本领域的技术人员将会认识到，除非上下文另有所指，否则“被配置成能够”通常可涵盖活动状态的部件和/或未活动状态的部件和/或待机状态的部件。
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，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，外科器械在许多取向和方位中使用，并且这些术语并非是限制性的和/或绝对的。
本领域的技术人员将认识到，一般而言，本文、以及特别是所附权利要求(例如，所附权利要求的正文)中所使用的术语通常旨在为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含”应解释为“包含但不限于”等)。本领域的技术人员还应当理解，如果所引入权利要求表述的具体数目为预期的，则此类意图将在权利要求中明确表述，并且在不存在此类叙述的情况下，不存在此类意图。例如，为有助于理解，下述所附权利要求可含有对介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求。然而，对此类短语的使用不应视为暗示通过不定冠词“一个”或“一种”引入权利要求表述将含有此类引入权利要求表述的任何特定权利要求限制在含有仅一个这样的表述的权利要求中，甚至当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”通常应解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)的不定冠词时；这也适用于对用于引入权利要求表述的定冠词的使用。
另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，本领域的技术人员应当认识到，此种叙述通常应解释为意指至少所叙述的数目(例如，在没有其他修饰语的情况下，对“两个叙述”的裸叙述通常意指至少两个叙述、或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B和C中的至少一者等”的惯例的那些情况下，一般而言，此类构造意在具有本领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B和C中的至少一者的系统”将包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者等”的惯例的那些情况下，一般而言，此类构造意在具有本领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B或C中的至少一者的系统”应当包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统)。本领域的技术人员还应当理解，通常，除非上下文另有指示，否则无论在具体实施方式、权利要求或附图中呈现两个或更多个替代术语的转折性词语和/或短语应理解为涵盖包括所述术语中的一者、所述术语中的任一个或这两个术语的可能性。例如，短语“A或B”通常将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
对于所附的权利要求，本领域的技术人员将会理解，其中表述的操作通常可以任何顺序进行。另外，尽管以一个或多个序列出了各种操作流程图，但应当理解，可以不同于所示顺序的其他顺序执行各种操作，或者可同时执行所述各种操作。除非上下文另有规定，否则此类替代排序的示例可包括重叠、交错、中断、重新排序、增量、预备、补充、同时、反向，或其他改变的排序。此外，除非上下文另有规定，否则像“响应于”、“相关”这样的术语或其他过去式的形容词通常不旨在排除此类变体。
值得一提的是，任何对“一个方面”、“一方面”、“一范例”、“一个范例”的提及均意指结合所述方面所述的具体特征部、结构或特征包括在至少一个方面中。因此，在整个说明书的各种位置出现的短语“在一个方面”、“在一方面”、“在一范例中”、“在一个范例中”不一定都指同一方面。此外，具体特征部、结构或特征可在一个或多个方面中以任何合适的方式组合。
在本说明书中，除非另有说明，否则如本公开中所使用的术语“约”或“大约”是指如本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受误差，这部分地取决于如何测量或确定值。在某些实施方案中，术语“约”或“大约”是指在1、2、3或4标准偏差内。在某些实施方案中，术语“约”或“大约”是指在给定值或范围的50％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％或0.05％内。
在本说明书中，除非另外指明，否则所有的数值参数在所有情况下均应理解为以术语“约”作引语或者受术语“约”修饰，其中数值参数具有用于确定参数数值的基础测量技术的固有差异性特征。在最低程度上且不试图将等同原则的应用限制到权利要求的保护范围的前提下，至少应当根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释本文描述的每一个数值参数。
本文列出的任何数值范围包括涵盖在所列范围内的所有子范围。例如，范围“1至10”包括列出的最小值1与列出的最大值10之间(包括1和10)的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。此外，本文所列的所有范围包括所列范围的端点。例如，“1至10”的范围包括端点1和10。本说明书中列出的任何上限值旨在包括涵盖在其中的所有较小限值，并且本说明书中列出的任何下限值旨在包括涵盖在其中的所有较大限值。因此，申请人保留修正本说明书(包括权利要求)的权利，以明确地列出涵盖在明确列出的范围内的任何子范围。所有此类范围在本说明书中被固有地描述。
本说明书提及和/或在任何申请数据表中列出的任何专利申请，专利，非专利公布或其他公开材料均以引用方式并入本文，只要所并入的材料在此不一致。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、陈述或其他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。
概括地说，已经描述了由采用本文所述的概念产生的许多有益效果。为了举例说明和描述的目的，已经提供了一个或多个形式的上述具体实施方式。这些具体实施方式并非意图为详尽的或限定到本发明所公开的精确形式。可以按照上述教导内容对本发明进行修改或变型。选择和描述的一个或多个形式是为了说明原理和实际应用，从而使本领域的普通技术人员能够利用适用于预期的特定用途的各种形式和各种修改。与此一同提交的权利要求书旨在限定完整范围。

Claims (19)

1.一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件，所述柄部组件包括：
限定无菌屏障的一次性外部壳体，所述一次性外部壳体包括：
第一壳体部分；和
第二壳体部分，所述第二壳体部分能够相对于所述第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动；
控制内芯，所述控制内芯在所述打开构型中能够容纳在所述一次性外部壳体的内部，其中所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内；
无线电接口组件，所述无线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种无线传输，所述无线电接口组件包括：
位于所述无菌屏障的第一侧上的第一无线接口部分；和
位于所述无菌屏障的与所述第一侧相对的第二侧上的第二无线接口部分，其中所述第一无线接口部分被配置成能够与所述第二无线接口部分协作以便于数据信号和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种无线传输；和
有线电接口组件，所述有线电接口组件被配置成能够实现数据和功率中的至少一者通过所述无菌屏障的至少一种有线传输，所述有线电接口组件包括：
位于所述无菌屏障的所述第一侧上的第一有线接口部分；
位于所述无菌屏障的与所述第一侧相对的所述第二侧上的第二有线接口部分；和
连接器，所述连接器包括：
主体，所述主体延伸穿过所述一次性外部壳体的外壁；
第一接触件，所述第一接触件从所述主体延伸，其中所述
第一接触件能够可释放地附接到所述第一有线接口部分；和
第二接触件，所述第二接触件从所述主体延伸，其中所述第二接触件能够可释放地附接到所述第二有线接口部分。
2.根据权利要求1所述的柄部组件，其中，所述第二有线接口部分和所述第二接触件被配置成能够限定密封连接。
3.根据权利要求1所述的柄部组件，其中，所述第一无线接口部分能够磁性地耦合到所述第二无线接口部分。
4.根据权利要求1所述的柄部组件，其中，所述第一无线接口部分和所述第一有线接口部分限定在所述控制内芯的外壁中。
5.根据权利要求1所述的柄部组件，其中，所述第二有线接口部分包括片簧接触件。
6.根据权利要求5所述的柄部组件，其中，所述第一无线接口部分和所述第二无线接口部分的磁耦合使所述片簧接触件与所述连接器的所述第一接触件对准。
7.一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件，所述柄部组件包括：
限定无菌屏障的一次性外部壳体，所述一次性外部壳体包括：
第一壳体部分；和
第二壳体部分，所述第二壳体部分能够相对于所述第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动；
控制内芯，所述控制内芯在所述打开构型中能够容纳在所述一次性外部壳体的内部，其中所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内，并且其中所述控制内芯包括马达组件；
致动器，所述致动器包括：
压敏致动构件，所述压敏致动构件由所述一次性外部壳体的外壁的一部分限定；和
磁场源，所述磁场源能够定位在所述一次性外部壳体的内部；
磁场传感器，所述磁场传感器能够定位在足够接近所述磁场源的位置内，以测量由所述磁场源产生的磁场的至少一个参数；
控制电路，所述控制电路被配置成能够：
基于所述磁场传感器对所述磁场的至少一个参数的测量来检测施加到所述压敏致动构件的致动力的变化；以及
根据所述致动力的变化来调整由所述马达组件产生的驱动运动。
8.根据权利要求7所述的柄部组件，其中，所述磁场源包括线圈。
9.根据权利要求8所述的柄部组件，其中，所述致动器包括从所述压敏致动构件延伸的杆。
10.根据权利要求9所述的柄部组件，其中，所述杆被配置成能够当所述控制内芯与所述一次性外部壳体正确地组装时抵靠所述控制内芯的刚性表面。
11.根据权利要求10所述的柄部组件，其中，所述线圈围绕所述杆卷绕。
12.根据权利要求8所述的柄部组件，其中，所述控制内芯包括被配置成能够给所述线圈供能的电源。
13.根据权利要求7所述的柄部组件，其中，所述控制电路还被配置成能够根据所述致动力的变化来调整所述驱动运动直到预定阈值。
14.根据权利要求7所述的柄部组件，其中，所述一次性外部壳体包括柔性显示器。
15.一种用于与外科器械系统一起使用的柄部组件，所述柄部组件包括：
限定无菌屏障的一次性外部壳体，所述一次性外部壳体包括：
第一壳体部分；和
第二壳体部分，所述第二壳体部分能够相对于所述第一壳体部分在打开构型与闭合构型之间移动；
控制内芯，所述控制内芯在所述打开构型中能够容纳在所述一次性外部壳体的内部，其中所述一次性外部壳体被配置成能够在所述闭合构型中将所述控制内芯隔离在所述无菌屏障内，并且其中所述控制内芯包括马达组件；和
致动器，所述致动器被配置成能够在不损害所述无菌屏障的情况下将施加到所述致动器的致动跨所述无菌屏障传输。
16.根据权利要求15所述的柄部组件，其中，所述致动器包括：
位于所述无菌屏障的第一侧上的铁磁构件；和
位于所述无菌屏障的第二侧上的磁性传感器。
17.根据权利要求16所述的柄部组件，还包括与所述磁性传感器通信的控制电路，其中所述控制电路被配置成能够：
基于所述磁性传感器进行的测量来检测施加到所述铁磁构件的致动力的变化；以及
根据所述致动力的变化来调整由所述马达组件产生的驱动运动。
18.根据权利要求17所述的柄部组件，其中，所述控制电路还被配置成能够根据所述致动力的变化来调整所述驱动运动直到预定阈值。
19.根据权利要求15所述的柄部组件，其中，当所述一次性外部壳体与所述控制内芯正确地组装时，所述铁磁构件与所述磁性传感器对准。
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