JP2017513562A - 安全プロセッサを有する手術用器具制御回路 - Google Patents

安全プロセッサを有する手術用器具制御回路 Download PDF

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Abstract

本開示は、手術用器具制御回路を提供する。制御回路は、プライマリプロセッサと、プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、セグメント化回路と、を備える。セグメント化回路は、プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備える。複数の回路セグメントは、手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている。安全プロセッサは、複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成されている。

Description

本発明は、手術用器具に関し、また様々な状況において、外科用ステープル留め及び切断器具並びに組織をステープル留め及び切断するために設計されたそれらのステープルカートリッジに関する。
本発明の特徴及び利点、並びにそれらの実現方法は、より明確になり、本発明自体は、付随する図面と併せて用いられる本発明の例示の以下の説明を参照することによってより良く理解されることとなる。
電源アセンブリ、ハンドルアセンブリ、及び交換式シャフトアセンブリを備える手術用器具の斜視図である。 交換式シャフトアセンブリをハンドルアセンブリから分離した状態の図１の手術用器具の斜視図である。 図１の手術用器具の回路図である。 図１の手術用器具の回路図である。 電動手術用器具を制御するように構成された複数の回路セグメントを備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 電動手術用器具を制御するように構成された複数の回路セグメントを備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 監視機能を実施するように構成された安全プロセッサを備えたセグメント化回路の例示である。 監視機能を実施するように構成された安全プロセッサを備えたセグメント化回路の例示である。 手術用器具の第１の特性及び第２の特性を監視及び比較するように構成された安全プロセッサを備えたセグメント化回路の一実施形態のブロック図の例示である。 安全プロセッサによって実施されるように構成された安全プロセスを説明するブロック図の例示である。 ４本の入力／出力ピンを備えた４×４スイッチバンクの一実施形態の例示である。 １つの入力／出力ピンを備えた４×４バンク回路の一実施形態の例示である。 プライマリプロセッサと連結された４×４スイッチバンクを備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 プライマリプロセッサと連結された４×４スイッチバンクを備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 セグメント化回路に順次通電するプロセスの一実施形態の例示である。 複数のデイジーチェーン電力コンバータを備えた電源セグメントの一実施形態の例示である。 重要な機能及び／又は電源強度機能に利用できる電力を最大化するように構成されたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 順次通電されるように構成された複数のデイジーチェーン電力コンバータを備えた電源システムの一実施形態の例示である。 孤立した制御部を備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 加速度計を備えたセグメント化回路の一実施形態の例示である。 セグメント化回路の順次起動のためのプロセスの一実施形態の例示である。 例えば、図１２に例示したセグメント化制御回路１６０２などのセグメント化回路を備えた手術用器具を制御するための方法１９５０の一実施形態の例示である。
本願の出願人は、２０１３年３月１日に出願された以下の特許出願を所有し、これらはそれぞれの開示全体が参照によって本明細書に援用される。
−米国特許出願第１３／７８２，２９５号、名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＰＡＴＨＷＡＹＳ ＦＯＲ ＳＩＧＮＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」、
−米国特許出願第１３／７８２，３２３号、名称「ＲＯＴＡＲＹ ＰＯＷＥＲＥＤ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＪＯＩＮＴＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／７８２，３３８号、名称「ＴＨＵＭＢＷＨＥＥＬ ＳＷＩＴＣＨ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／７８２，４９９号、名称「ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＳＩＧＮＡＬ ＲＥＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ」、
−米国特許出願第１３／７８２，４６０号、名称「ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／７８２，３５８号、名称「ＪＯＹＳＴＩＣＫ ＳＷＩＴＣＨ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／７８２，４８１号、名称「ＳＥＮＳＯＲ ＳＴＲＡＩＧＨＴＥＮＥＤ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＤＵＲＩＮＧ ＲＥＭＯＶＡＬ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＲＯＣＡＲ」、
−米国特許出願第１３／７８２，５１８号、名称「ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＶＡＢＬＥ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴ ＰＯＲＴＩＯＮＳ」、
−米国特許出願第１３／７８２，３７５号、名称「ＲＯＴＡＲＹ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＤＥＧＲＥＥＳ ＯＦ ＦＲＥＥＤＯＭ」、及び
−米国特許出願第１３／７８２，５３６号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＯＦＴ ＳＴＯＰ」は、これらの開示全体が参照によって本明細書に援用される。
本願の出願人は、２０１３年３月１４日に出願され、それぞれの開示内容全体が参照によって本明細書に援用される以下の特許出願を所有している。
−米国特許出願第１３／８０３，０９７号、名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＦＩＲＩＮＧ ＤＲＩＶＥ」、
−米国特許出願第１３／８０３，１９３号、名称「ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ Ａ ＤＲＩＶＥ ＭＥＭＢＥＲ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
−米国特許出願第１３／８０３，０５３号、名称「ＩＮＴＥＲＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥ ＳＨＡＦＴ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
−米国特許出願第１３／８０３，０８６号、名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＬＯＣＫ」、
−米国特許出願第１３／８０３，２１０号、名称「ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／８０３，１４８号、名称「ＭＵＬＴＩ−ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＭＯＴＯＲ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
−米国特許出願第１３／８０３，０６６号、名称「ＤＲＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＬＯＣＫＯＵＴ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／８０３，１１７号、名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
−米国特許出願第１３／８０３，１３０号、名称「ＤＲＩＶＥ ＴＲＡＩＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、及び
−米国特許出願第１３／８０３，１５９号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。
本願の出願人はまた、同一日付で併せて出願された以下の特許出願を所有し、これらはそれぞれの開示全体が参照によって本明細書に援用される。
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３８６ＵＳＮＰ／１３０４５８、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＰＯＷＥＲ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３８７ＵＳＮＰ／１３０４５９、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３８８ＵＳＮＰ／１３０４６０、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＮＵＭＢＥＲ ＯＦ ＢＡＴＴＥＲＹ ＥＸＣＨＡＮＧＥＳ／ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＣＯＵＮＴ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３８９ＵＳＮＰ／１３０４６１、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＰＯＷＥＲ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＴＨＲＯＵＧＨ ＳＬＥＥＰ ＯＰＴＩＯＮＳ ＯＦ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ ＡＮＤ ＷＡＫＥ ＵＰ ＣＯＮＴＲＯＬ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９０ＵＳＮＰ／１３０４６２、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＤＥＴＡＣＨＡＢＬＥ ＳＨＡＦＴ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９１ＵＳＮＰ／１３０４６３、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＦＥＥＤＢＡＣＫ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭＳ ＦＯＲ ＭＡＮＵＡＬ ＢＡＩＬＯＵＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９２ＵＳＮＰ／１３０４６４、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＤＡＰＴＡＴＩＯＮ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９３ＵＳＮＰ／１３０４６５、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭＳ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９５ＵＳＮＰ／１３０４６７、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９６ＵＳＮＰ／１３０４６８、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９７ＵＳＮＰ／１３０４６９、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ」、代理人整理番号ＥＮＤ７３９９ＵＳＮＰ／１３０４７１、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＰＯＷＥＲ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＴＨＲＯＵＧＨ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ ＡＮＤ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＶＯＬＴＡＧＥ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ」、代理人整理番号ＥＮＤ７４００ＵＳＮＰ／１３０４７２、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ」、代理人整理番号ＥＮＤ７４０１ＵＳＮＰ／１３０４７３、及び
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＳＨＡＦＴ」、代理人整理番号ＥＮＤ７４０２ＵＳＮＰ／１３０４７４。
本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の総合的な理解のために、特定の例示的実施形態について記載される。これらの実施形態の１つ又は２つ以上の例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書に詳細に述べられ、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的かつ例示的な実施形態である点は理解されるであろう。１つの例示的な実施形態との関連において例示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせられる場合がある。かかる修正及び変形は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書の全体を通じて、「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」、又は「実施形態」などへの言及は、その実施形態との関連において述べられる特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通じて適所において、「様々な実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの語句が出現するが、これらは必ずしも全てが同じ実施形態を指すわけではない。更に、特定の機構、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされてもよい。故に、一実施形態に関して例示又は説明される特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の他の実施形態の特徴、構造、又は特性と、全体として又は部分的に、制限なしに組み合わせられてもよい。かかる修正及び変形は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書において、手術用器具のハンドル部分を操作する医師に関連して用いられる。「近位」という用語は、医師に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、医師から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語は、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されるであろう。しかしながら、手術用器具は、多くの方向及び位置で使用されるものであり、これらの用語は、限定的かつ／又は絶対的であることを意図するものではない。
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うための、様々な例示的な装置及び方法が提供される。しかしながら、当業者は、本明細書で開示する様々な方法及び装置が、多数の外科手術及び用途で（例えば、開腹外科手術と関連して）用いられ得ることを容易に理解するであろう。「発明を実施するための形態」を読み進めると、当業者は、本明細書で開示された様々な器具が任意の方法、例えば、自然開口部を通して、組織内に形成された切開部又は穿刺口などを通して体内に挿入できることを更に理解するであろう。器具の作動部分又はエンドエフェクタ部分は、患者体内に直接挿入することもできるし、作動チャネルを有するアクセス装置（その作動チャネルを通して手術用器具のエンドエフェクタ及び細長シャフトを進めることができるもの）を通して挿入することもできる。
図１〜図３に、モータ駆動外科用締結及び切断器具２０００を大まかに図示した。図１及び図２に例示したように、手術用器具２０００は、ハンドルアセンブリ２００２、シャフトアセンブリ２００４、及び電源アセンブリ２００６（「電源」、「パワーパック」、又は「バッテリパック」）を含んでもよい。シャフトアセンブリ２００４は、特定の状況において、組織のクランプ、切断、及び／又はステープル留め用のエンドカッタとして機能するように構成することができるエンドエフェクタ２００８を含んでもよいが、他の実施形態においては、他の種類の手術用装置用のエンドエフェクタなど、他の種類のエンドエフェクタを使用してもよく、例えば、把持器具、カッタ、ステープラ、鉗子、アクセス装置、薬剤／遺伝子治療装置、超音波装置、ＲＦ装置、及び／又はレーザ装置などが挙げられる。いくつかのＲＦ装置は、その開示内容が全体として参照によって完全に本明細書に援用される、１９９５年４月４日に発行された米国特許第５，４０３，３１２号、名称「ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＥＭＯＳＴＡＴＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」、及び２００８年２月１４日に出願された米国特許出願第１２／０３１，５７３号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＲＦ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」に見出すこともできる。
主に図２及び図３を参照すると、ハンドルアセンブリ２００２は、例えば、シャフトアセンブリ２００４などの複数の交換式シャフトアセンブリとともに使用することができる。そのような交換式シャフトアセンブリは、例えば、１つ又は２つ以上の外科的作業又は処置を実施するように構成され得るエンドエフェクタ２００８などの外科用エンドエフェクタを備えてもよい。好適な交換式シャフトアセンブリの例は、その開示内容が全体として参照によって本明細書に援用される、２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／７８２，８６６号、名称「ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に開示されている。
主に図２を参照すると、ハンドルアセンブリ２００２は、医師によって把持、操作、及び作動されるように構成されてもよいハンドル２０１２からなるハウジング２０１０を備えてもよい。しかし、本明細書で開示する交換式シャフトアセンブリの様々な形態の様々な固有かつ新規な構成はまた、ロボット制御による外科用システムと接続して効果的に使用できることが理解されるであろう。したがって、「ハウジング」という用語はまた、本明細書で開示する交換式シャフトアセンブリ及びそれらに対応する等価物を作動させるために利用できる少なくとも１つの制御運動を生成して加えるように構成された少なくとも１つの駆動システムを、収容するか、又は別様に動作可能に支持するロボットシステムのハウジング又は類似の部分を包含することができる。例えば、本明細書で開示する交換式シャフトアセンブリは、その開示全体が参照によって本明細書に援用される、現在は米国特許出願公開第２０１２／０２９８７１９号である、米国特許出願第１３／１１８，２４１号（名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＳＴＡＰＬＥ ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」）に開示された、様々なロボットシステム、器具、構成要素、及び方法とともに使用されてもよい。
再び図２を参照すると、ハンドルアセンブリ２００２の内部には、動作可能に取り付けられた交換式シャフトアセンブリの部分に対応する様々な制御運動を生成して、加えるように構成され得る、複数の駆動システムが動作可能に支持されてもよい。例えば、ハンドルアセンブリ２００２は、ハンドルアセンブリ２００２に動作可能に取り付けられるか、又は連結される一方で、シャフトアセンブリ２００４に閉鎖運動及び開放運動を加えるために使用されてもよい、第１の又は閉鎖駆動システムを動作可能に支持できる。少なくとも１つの形態において、ハンドルアセンブリ２００２は、取り付けられた交換式シャフトアセンブリの対応する部分に、発射運動を加えるように構成され得る発射駆動システムを動作可能に支持してもよい。
主に図３を参照すると、ハンドルアセンブリ２００２は、モータドライバ２０１５によって制御することができ、かつ手術用器具２０００の発射システムによって使用され得るモータ２０１４を含んでもよい。様々な形態において、モータ２０１４は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転数を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。別の配列において、モータ２０１４は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッピングモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでもよい。特定の状況において、モータドライバ２０１５は、例えば、図３に例示したとおり、Ｈブリッジ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２０１９を備えてもよい。モータ２０１４には、手術用器具２０００に制御電力を供給するためにハンドルアセンブリ２００２に脱着可能に搭載することができる電源アセンブリ２００６（図３）によって電力供給することができる。電源アセンブリ２００６は、手術用器具２０００に電力供給する電源として使用され得る、直列接続された多数のバッテリセルを含んでもよいバッテリを備えてもよい。特定の状況において、電源アセンブリ２００６のバッテリセルは、交換可能かつ／又は充電可能であってもよい。少なくとも１つの例において、バッテリセルは、電源アセンブリ２００６に分離可能に連結可能であり得るリチウムイオンバッテリであり得る。
シャフトアセンブリ２００４は、シャフトアセンブリ２００４及び電源アセンブリ２００６がハンドルアセンブリ２００２に連結されている間、インターフェースを介して電源管理コントローラ２０１６と通信できるシャフトアセンブリコントローラ２０２２を含んでもよい。シャフトアセンブリ２００４及び電源アセンブリ２００６がハンドルアセンブリ２００２に連結されている間に、シャフトアセンブリコントローラ２０２２と電源管理コントローラ２０１６との間の電気通信が可能となるように、例えば、インターフェースは、対応するシャフトアセンブリの電気コネクタとの連結係合用の１つ又は２つ以上の電気コネクタを含んでもよい第１のインターフェース部分２０２５と、対応する電源アセンブリの電気コネクタとの連結係合用の１つ又は２つ以上の電気コネクタを含んでもよい第２のインターフェース部分２０２７を備えてもよい。取り付けられた交換式シャフトアセンブリ２００４の１つ又は２つ以上の所要電力を、電源管理コントローラ２０１６に伝えるために、１つ又は２つ以上の通信信号を、このインターフェースを介して送信することができる。これに応じて、電源管理コントローラは、以下に更に詳細に記載されるように、取り付けられた交換式シャフトアセンブリ２００４の所要電力に従って、電源アセンブリ２００６のバッテリの出力を調節してもよい。特定の状況において、１つ又は２つ以上の電気コネクタは、シャフトアセンブリコントローラ２０２２と電源管理コントローラ２０１６との間の電気通信を可能にする、シャフトアセンブリ２００４及び／又は電源アセンブリ２００６へのハンドルアセンブリ２００２の機械的連結係合の後に作動させることができるスイッチを備えてもよい。
特定の状況において、インターフェースは、例えば、そのような通信信号をハンドルアセンブリ２００２内にあるメインコントローラ２０１７を通してルーティングすることによって、電源管理コントローラ２０１６とシャフトアセンブリコントローラ２０２２との間の１つ又は２つ以上の通信信号の送信を容易にできる。別の状況において、インターフェースは、シャフトアセンブリ２００４及び電源アセンブリ２００６がハンドルアセンブリ２００２と連結している間、電源管理コントローラ２０１６とシャフトアセンブリコントローラ２０２２との間のハンドルアセンブリ２００２を通した直通通信を容易にできる。
一例として、メインマイクロコントローラ２０１７は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘで知られたプロセッサなどの任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一例として、手術用器具２０００は、例えば、ＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２種類のマイクロコントローラベースの製品群（やはりＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社より、商標名Ｈｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４として知られている）を含む安全マイクロコントローラプラットフォームなどの電源管理コントローラ２０１６を備えてもよい。しかしながら、限定されるわけではなく、マイクロコントローラ及び安全プロセッサ用の他の好適な代替物を使用してもよい。一例として、安全プロセッサは、拡張可能な性能、接続性、及びメモリオプションを提供しつつ、とりわけ、高度な統合安全機能を提供するために、ＩＥＣ ６１５０８及びＩＳＯ ２６２６２の安全性重視アプリケーション専用に構成されてもよい。
特定の例においては、マイクロコントローラ２０１７は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの例において、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであり、製品データシートから容易に知ることができる他の特徴に加えて、２５６ＫＢのシングルサイクル・フラッシュメモリ又は他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、最大４０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ超で性能を改善するプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクル・シリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを有する１つ又は２つ以上の１２ビットのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を備える。本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
電源アセンブリ２００６は、電源管理コントローラ２０１６、電力調節器２０３８、及び電流センス回路２０３６を備えてもよい電源管理回路を含んでもよい。電源管理回路は、シャフトアセンブリ２００４及び電源アセンブリ２００６がハンドルアセンブリ２００２に連結されている間、シャフトアセンブリ２００４の所要電力に基づいてバッテリの出力を調節するように構成することができる。例えば、電源管理コントローラ２０１６によって電源アセンブリ２００６の出力を調整して、所望の出力を維持し得るように、電源管理コントローラ２０１６を、電源アセンブリ２００６の出力の電力調節器２０３８を制御するようにプログラムすることができ、また、電流センス回路２０３６を用いて電源アセンブリ２００６の出力を監視し、バッテリの出力について電源管理コントローラ２０１６にフィードバックを提供することができる。
注目すべきは、電源管理コントローラ２０１６及び／又はシャフトアセンブリコントローラ２０２２はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを保存してもよい１つ又は２つ以上のプロセッサ及び／又はメモリユニットを備えてもよいことである。手術用器具２０００の特定のモジュール及び／又はブロックが例示のために記載されたが、より多くの数の又はより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用されてもよいことを理解することができる。更に、様々な例がモジュール及び／又はブロックに関して説明を容易にするために記載され得るが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ又は２つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタ、及び／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、及び／又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって、実装されてもよい。
特定の例において、手術用器具２０００は、ユーザに感覚フィードバックを提供する１つ又は２つ以上の装置を含んでもよい出力装置２０４２を備えてもよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカ、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。特定の状況において、出力装置２０４２は、ハンドルアセンブリ２００２に含まれてもよいディスプレイ２０４３を備えてもよい。シャフトアセンブリコントローラ２０２２及び／又は電源管理コントローラ２０１６は、出力装置２０４２を通して手術用器具２０００のユーザにフィードバックを提供できる。インターフェース２０２４は、シャフトアセンブリコントローラ２０２２及び／又は電源管理コントローラ２０１６を出力装置２０４２に接続するように構成することができる。読者は、出力装置２０４２を、代わりに電源アセンブリ２００６と統合することができることを理解するであろう。そのような状況において、出力装置２０４２とシャフトアセンブリコントローラ２０２２との間の通信は、シャフトアセンブリ２００４がハンドルアセンブリ２００２と連結されている間、インターフェース２０２４を介して達成されてもよい。
大まかに手術用器具２０００を記載してきたため、ここで説明は、手術用器具２０００の様々な電気／電子構成要素の詳細な説明に移る。便宜上、手術用器具２０００に関する本明細書の以下の言及はいずれも、図１〜図３に関連して示された手術用器具２０００についての言及と解釈されるべきである。ここで図４に移ると、複数の回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇを備えるセグメント化回路１０００の一実施形態が例示されている。複数の回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇを備えるセグメント化回路１０００は、例えば、限定ではないが、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの電動手術用器具を制御するように構成されている。複数の回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇは、電動手術用器具２０００の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている。安全プロセッサセグメント１００２ａ（セグメント１）は、安全プロセッサ１００４を備える。プライマリプロセッサセグメント１００２ｂ（セグメント２）は、プライマリプロセッサ１００６を備える。安全プロセッサ１００４及び／又はプライマリプロセッサ１００６は、電動手術用器具２０００の動作を制御するために、１つ又は２つ以上の更なる回路セグメント１００２ｃ〜１００２ｇと相互作用するように構成されている。プライマリプロセッサ１００６は、例えば、１つ又は２つ以上の回路セグメント１００２ｃ〜１００２ｇ、バッテリ１００８、及び／又は複数のスイッチ１０５８ａ〜１０７０と連結された、複数の入力を備える。セグメント化回路１０００は、例えば、電動手術用器具２０００内のプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）などの任意の好適な回路によって実装されてもよい。用語「プロセッサ」は、本明細書で用いるとき、任意のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、１つの集積回路若しくは多くとも数個の集積回路に中央処理装置（ＣＰＵ）の機能を組み込んだ別の基本演算装置を含むと理解されるべきである。プロセッサは、入力としてデジタルデータを受け取り、そのプロセッサのメモリ内に保存された命令に従ってデジタルデータを処理し、出力として結果を提供する、多目的でプログラム可能なデバイスである。プロセッサは内部メモリを有するため、シーケンシャルデジタルロジックの例である。プロセッサは、二進数体系で表現された数及び記号で作動する。
一実施形態において、メインプロセッサ１００６は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘで知られたプロセッサなどの任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一実施形態において、安全プロセッサ１００４は、ＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２種類のマイクロコントローラベースの製品群（やはりＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社より、商標名Ｈｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４として知られている）を含む安全マイクロコントローラプラットフォームであってもよい。しかしながら、限定されるわけではなく、マイクロコントローラ及び安全プロセッサ用の他の好適な代替物を使用してもよい。一実施形態において、安全プロセッサ１００４は、拡張可能な性能、接続性、及びメモリオプションを提供しつつ、とりわけ、高度な統合安全機能を提供するために、ＩＥＣ ６１５０８及びＩＳＯ ２６２６２の安全性重視アプリケーション専用に構成されてもよい。
特定の例においては、メインプロセッサ１００６は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの例において、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアであり、製品データシートから容易に知ることができる他の特徴に加えて、２５６ＫＢのシングルサイクル・フラッシュメモリ又は他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、最大４０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ超で性能を改善するプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクル・シリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを有する１つ又は２つ以上の１２ビットのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を備える。他のプロセッサで置き換えることも容易であり、したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
一実施形態において、セグメント化回路１０００は、加速度セグメント１００２ｃ（セグメント３）を備える。加速度セグメント１００２ｃは、加速度センサ１０２２を備える。加速度センサ１０２２は、例えば、加速度計を備えてもよい。加速度センサ１０２２は、電動手術用器具２０００の動き又は加速を検知するように構成される。いくつかの実施形態において、加速度センサ１０２２からの入力は、例えば、スリープモードへの移行及びスリープモードからの移行、電動手術用器具の向きの特定、並びに／又は手術用器具がいつ落下したのかを特定するために使用される。いくつかの実施形態において、加速度セグメント１００２ｃは、安全プロセッサ１００４及び／又はプライマリプロセッサ１００６に連結される。
一実施形態において、セグメント化回路１０００は、ディスプレイセグメント１００２ｄ（セグメント４）を備える。ディスプレイセグメント１００２ｄは、プライマリプロセッサ１００６に連結されたディスプレイコネクタ１０２４を備える。ディスプレイコネクタ１０２４は、１つ又は２つ以上のディスプレイドライバ集積回路１０２６を通してプライマリプロセッサ１００６をディスプレイ１０２８に連結する。ディスプレイドライバ集積回路１０２６は、ディスプレイ１０２８と一体化されていてもよいし、かつ／又はディスプレイ１０２８から分離されて設置されていてもよい。ディスプレイ１０２８としては、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び／又は他の任意の好適なディスプレイなどの任意の好適なディスプレイが挙げられる。いくつかの実施形態において、ディスプレイセグメント１００２ｄは、安全プロセッサ１００４に連結される。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１０００は、シャフトセグメント１００２ｅ（セグメント５）を備える。シャフトセグメント１００２ｅは、手術用器具２０００に連結されたシャフト２００４用の１つ又は２つ以上の制御装置、及び／又はシャフト２００４に連結されたエンドエフェクタ２００６の１つ又は２つ以上の制御装置を含む。シャフトセグメント１００２ｅは、プライマリプロセッサ１００６をシャフトＰＣＢＡ １０３１に連結するように構成されたシャフトコネクタ１０３０を備える。シャフトＰＣＢＡ １０３１は、第１の関節屈曲スイッチ１０３６、第２の関節屈曲スイッチ１０３２、及びシャフトＰＣＢＡの電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１０３４を備える。いくつかの実施形態において、シャフトＰＣＢＡのＥＥＰＲＯＭ １０３４は、シャフト２００４及び／又はシャフトＰＣＢＡ １０３１専用の１つ又は２つ以上のパラメータ、ルーチン、及び／又はプログラムを備える。シャフトＰＣＢＡ １０３１は、シャフト２００４と連結されていてもよいし、かつ／又は手術用器具２０００と一体化されていてもよい。いくつかの実施形態において、シャフトセグメント１００２ｅは、第２のシャフトのＥＥＰＲＯＭ １０３８を備える。第２のシャフトのＥＥＰＲＯＭ １０３８は、電動手術用器具２０００とインターフェース接続されてもよい、１つ又は２つ以上のシャフト２００４及び／又はエンドエフェクタ２００６に対応する、複数のアルゴリズム、ルーチン、パラメータ、及び／又は他のデータを備える。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１０００は、位置エンコーダセグメント１００２ｆ（セグメント６）を備える。位置エンコーダセグメント１００２ｆは、１つ又は２つ以上の磁気式ロータリ位置エンコーダ１０４０ａ〜１０４０ｂを備える。１つ又は２つ以上の磁気式ロータリ位置エンコーダ１０４０ａ〜１０４０ｂは、手術用器具２０００のモータ１０４８、シャフト２００４、及び／又はエンドエフェクタ２００６の回転位置を特定するように構成されている。いくつかの実施形態において、磁気式ロータリ位置エンコーダ１０４０ａ〜１０４０ｂは、安全プロセッサ１００４及び／又はプライマリプロセッサ１００６に連結されてもよい。
いくつかの実施形態では、セグメント化回路１０００は、モータセグメント１００２ｇ（セグメント７）を備える。モータセグメント１００２ｇは、電動手術用器具２０００の１つ又は２つ以上の動きを制御するように構成されたモータ１０４８を備える。モータ１０４８は、Ｈブリッジドライバ１０４２及び１つ又は２つ以上のＨブリッジ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１０４４によってプライマリプロセッサ１００６に連結される。ＨブリッジＦＥＴ １０４４は、安全プロセッサ１００４に連結される。モータ電流センサ１０４６は、モータ１０４８の電流消費を測定するためにモータ１０４８と直列に連結される。モータ電流センサ１０４６は、プライマリプロセッサ１００６及び／又は安全プロセッサ１００４と信号通信する。いくつかの実施形態において、モータ１０４８は、モータ電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ１０５０に連結される。
セグメント化回路１０００は、電源セグメント１００２ｈ（セグメント８）を備える。バッテリ１００８は、安全プロセッサ１００４、プライマリプロセッサ１００６、及び１つ又は２つ以上の更なる回路セグメント１００２ｃ〜１００２ｇと連結される。バッテリ１００８は、バッテリコネクタ１０１０及び電流センサ１０１２によってセグメント化回路１０００に連結される。電流センサ１０１２は、セグメント化回路１０００の全電流消費を測定するように構成されている。いくつかの実施形態において、１つ又は２つ以上の電圧コンバータ１０１４ａ、１０１４ｂ、１０１６は、所定の電圧値を１つ又は２つ以上の回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇに提供するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態において、セグメント化回路１０００は、３．３Ｖ電圧コンバータ１０１４ａ〜１０１４ｂ及び／又は５Ｖ電圧コンバータ１０１６を備えてもよい。昇圧コンバータ１０１８は、所定値まで（例えば、１３Ｖまでなど）の昇圧電圧を、供給するように構成されている。昇圧コンバータ１０１８は、大電力動作の間に追加的に電圧及び／又は電流を供給して、電圧低下又は低電力状態を防ぐように構成されている。
いくつかの実施形態において、安全セグメント１００２ａは、モータ電力遮断器１０２０を備える。モータ電力遮断器１０２０は、電源セグメント１００２ｈとモータセグメント１００２ｇとの間に連結される。安全セグメント１００２ａは、本明細書でより詳細に議論されたとおり、エラー又は故障状態が安全プロセッサ１００４及び／又はプライマリプロセッサ１００６によって検知されたときに、モータセグメント１００２ｇへの電力を遮断するように構成されている。回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇは、回路セグメント１００２ａ〜１００２ｈの全ての構成要素が物理的に近接して設置された状態で示されているが、当業者は、回路セグメント１００２ａ〜１００２ｈは、同じ回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇの他の構成要素から物理的かつ／又は電気的に離れた構成要素を含んでもよいことを理解するであろう。いくつかの実施形態において、１つ又は２つ以上の構成要素は、２つ以上の回路セグメント１００２ａ〜１００２ｇの間で共有されてもよい。
いくつかの実施形態において、複数のスイッチ１０５６〜１０７０は、安全プロセッサ１００４及び／又はプライマリプロセッサ１００６に連結される。複数のスイッチ１０５６〜１０７０は、手術用器具２０００の１つ又は２つ以上の動作を制御するように、セグメント化回路１１００の１つ又は２つ以上の動作を制御するように、かつ／又は手術用器具２０００の状態を示すように構成されてもよい。例えば、ベイルアウト・ドアスイッチ１０５６は、ベイルアウト・ドア（bail-out door）の状態を示すように構成されている。例えば、左側関節屈曲左スイッチ１０５８ａ、左側関節屈曲右スイッチ１０６０ａ、左側関節屈曲中央スイッチ１０６２ａ、右側関節屈曲左スイッチ１０５８ｂ、右側関節屈曲右スイッチ１０６０ｂ、右側関節屈曲中央スイッチ１０６２ｂなどの複数の関節屈曲スイッチは、シャフト２００４及び／又はエンドエフェクタ２００６の関節屈曲を制御するように構成されている。左側反転スイッチ１０６４ａ及び右側反転スイッチ１０６４ｂは、プライマリプロセッサ１００６と連結される。いくつかの実施形態において、左側関節屈曲左スイッチ１０５８ａ、左側関節屈曲右スイッチ１０６０ａ、左側関節屈曲中央スイッチ１０６２ａ、及び左側反転スイッチ１０６４ａを含む左側スイッチは、左フレックスコネクタ１０７２ａによってプライマリプロセッサ１００６に連結される。右側関節屈曲左スイッチ１０５８ｂ、右側関節屈曲右スイッチ１０６０ｂ、右側関節屈曲中央スイッチ１０６２ｂ、及び右側反転スイッチ１０６４ｂを含む右側スイッチは、右フレックスコネクタ１０７２ｂによってプライマリプロセッサ１００６に連結される。いくつかの実施形態において、発射スイッチ１０６６、クランプ解除スイッチ１０６８、及びシャフト係合スイッチ１０７０は、プライマリプロセッサ１００６に連結される。
複数のスイッチ１０５６〜１０７０は、例えば、手術用器具２０００のハンドルに搭載された複数のハンドル制御器、複数のインジケータスイッチ、及び／又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。様々な実施形態において、複数のスイッチ１０５６〜１０７０は、外科医が手術用器具を操作できるようにし、手術用器具の位置及び／若しくは操作に関してセグメント化回路１０００にフィードバックを提供し、かつ／又は手術用器具２０００の危険な操作を示す。いくつかの実施形態において、追加の又はより少ないスイッチが、セグメント化回路１０００に連結されてもよく、１つ又は２つ以上のスイッチ１０５６〜１０７０は、単一のスイッチに組み合わせられていてもよいし、かつ／又は複数のスイッチに拡張されていてもよい。例えば、一実施形態において、１つ又は２つ以上の左側及び／又は右側の関節屈曲スイッチ１０５８ａ〜１０６４ｂは、単一の複数位置スイッチに組み合わせてもよい。
図５に、いくつかある安全操作の中でも、監視機能を実装するように構成された安全プロセッサ１１０４の一実施形態を備えるセグメント化回路１１００を例示した。セグメント化回路１１００の安全プロセッサ１００４及びプライマリプロセッサ１１０６は、信号通信する。複数の回路セグメント１１０２ｃ〜１１０２ｈは、プライマリプロセッサ１１０６に連結され、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている。例えば、例示した実施形態において、セグメント化回路１１００は、加速度セグメント１１０２ｃ、ディスプレイセグメント１１０２ｄ、シャフトセグメント１１０２ｅ、エンコーダセグメント１１０２ｆ、モータセグメント１１０２ｇの及び電源セグメント１１０２ｈを備える。それぞれの回路セグメント１１０２ｃ〜１１０２ｇは、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６と連結されてもよい。プライマリプロセッサはまた、フラッシュメモリ１１８６と連結される。マイクロプロセッサのアライブハートビート信号は、出力１１９６で与えられる。
加速度セグメント１１０２ｃは、手術用器具２０００の動きを監視するように構成された加速度計１１２２を備える。様々な実施形態において、加速度計１１２２は、単軸、２軸、又は３軸加速度計であってもよい。加速度計１１２２は、必ずしも座標加速度（速度変化率）ではない、適切な加速度を測定するために使用されてもよい。代わりに、加速度計は、加速度計１１２２の座標系に静置した試験質量によって経験された重力現象と関連付けられた加速度を検知する。例えば、地表面に静置した加速度計１１２２は、その重量に起因して、直上に向かう加速度ｇ＝９．８ｍ／ｓ２（重力）を測定することとなる。加速度計１１２２が測定できる別の種類の加速度は、重力加速度である。様々な他の実施形態において、加速度計１１２２は、単軸、２軸、又は３軸加速度計を含んでもよい。更に、加速度セグメント１１０２ｃは、加速度、傾き、衝撃、震動、回転、及び複数の自由度（ＤｏＦ）を検知及び測定するために１つ又は２つ以上の内部センサを備えていてよい。好適な内部センサは、加速度計（単軸、２軸、又は３軸）、例えば、地磁界などの空間磁場を測定するための磁気計、及び／又は角速度を測定するためのジャイロスコープを備えてもよい。
ディスプレイセグメント１１０２ｄは、手術用器具２０００に組み込まれた、例えば、ＯＬＥＤディスプレイなどのディスプレイを備える。特定の実施形態において、手術用器具２０００は、ユーザに感覚フィードバックを提供する１つ又は２つ以上の装置を含んでもよい出力装置を備えてもよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカ、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚作動装置）を含んでもよい。いくつかの態様において、出力装置は、図１に例示したとおり、ハンドルアセンブリ２００２内に含まれてもよいディスプレイを備えてもよい。シャフトアセンブリコントローラ及び／又は電源管理コントローラは、出力装置を通して手術用器具２０００のユーザにフィードバックを提供できる。シャフトアセンブリコントローラ及び／又は電源管理コントローラを出力装置に接続するように、インターフェースを構成することができる。
シャフトセグメント１１０２ｅは、シャフト２００４及び／又はシャフト２００４に連結されたエンドエフェクタ２００６の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成された、例えば、シャフトＰＣＢなどのシャフト回路基板１１３１、及び、シャフト係合を示すためのホール効果スイッチ１１７０を備える。シャフト回路基板１１３１はまた、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ）技術による低電力マイクロプロセッサ１１９０、機械的関節屈曲スイッチ１１９２、シャフト解放ホール効果スイッチ１１９４、及びフラッシュメモリ１１３４を含む。エンコーダセグメント１１０２ｆは、モータ１０４８、シャフト２００４、及び／又はエンドエフェクタ２００６の回転位置情報を提供するように構成された複数のモータエンコーダ１１４０ａ、１１４０ｂを備える。
モータセグメント１１０２ｇは、例えば、ブラシ付きＤＣモータなどのモータ１０４８を備える。モータ１０４８は、複数のＨブリッジドライバ１１４２及びモータコントローラ１１４３を通してプライマリプロセッサ１１０６に連結される。モータコントローラ１１４３は、プライマリプロセッサ１１０６にモータ１０４８の状態及び位置を示すために、第１のモータフラグ１１７４ａ及び第２のモータフラグ１１７４ｂを制御する。プライマリプロセッサ１１０６は、パルス幅変調（ＰＷＭ）のハイ信号１１７６ａ、ＰＷＭのロー信号１１７６ｂ、方向信号１１７８、同期信号１１８０、及びモータリセット信号１１８２を、バッファ１１８４を通してモータコントローラ１１４３に提供する。電源セグメント１１０２ｈは、それぞれの回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇにセグメント電圧を供給するように構成されている。
一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、例えば、モータセグメント１１０２ｇなどの１つ又は２つ以上の回路セグメント１１０２ｃ〜１１０２ｈに対する監視機能を実装するように構成されている。この点で、安全プロセッサ１１０４は、プライマリプロセッサ１０００６の機能不全を検知して回復させるような監視機能を使用する。通常動作中、安全プロセッサ１１０４は、プライマリプロセッサ１１０４のハードウェアの故障又はプログラムエラーについて監視し、１つ又は複数の修正処置を開始する。修正処置は、プライマリプロセッサ１０００６を安全状態に置くこと、及び正常なシステム動作に復帰させることを含んでもよい。一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、少なくとも第１のセンサに連結される。第１のセンサは、手術用器具２０００の第１の特性を測定する。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、手術用器具２０００の測定された特性を所定値と比較するように構成されている。例えば、一実施形態において、モータセンサ１１４０ａは、安全プロセッサ１１０４に連結される。モータセンサ１１４０ａは、モータ速度及び位置情報を安全プロセッサ１１０４に提供する。安全プロセッサ１１０４は、モータセンサ１１４０ａを監視し、値を最大速度及び／又は位置の値と比較し、モータ１０４８の動作が所定値を超えないようにする。いくつかの実施形態において、この所定値は、モータ１０４８のリアルタイムの速度及び／又は位置に基づいて計算されるか、プライマリプロセッサ１１０６と通信する第２のモータセンサ１１４０ｂによって提供される値から計算されるか、かつ／又は、例えば、安全プロセッサ１１０４に連結されたメモリモジュールから安全プロセッサ１１０４に提供される。
いくつかの実施形態において、第２のセンサが、プライマリプロセッサ１１０６に連結される。第２のセンサは、第１の物理特性を測定するように構成されている。安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６は、第１のセンサ及び第２のセンサそれぞれの値を表す信号を提供するように構成されている。安全プロセッサ１１０４又はプライマリプロセッサ１１０６のいずれか一方が許容範囲外の値を示したとき、セグメント化回路１１００は、回路セグメント１１０２ｃ〜１１０２ｈうちの少なくとも１つ（例えば、モータセグメント１１０２ｇなど）の動作を防ぐ。例えば、図５に例示した実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、第１のモータ位置センサ１１４０ａと連結され、プライマリプロセッサ１１０６は、第２のモータ位置センサ１１４０ｂと連結される。モータ位置センサ１１４０ａ、１１４０ｂは、例えば、サイン及びコサイン出力を備えた磁気式角度ロータリ入力などの任意の好適なモータ位置センサを備えてもよい。モータ位置センサ１１４０ａ、１１４０ｂは、モータ１０４８の位置を示すそれぞれの信号を安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６に提供する。
安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６は、第１のモータセンサ１１４０ａ及び第２のモータセンサ１１４０ｂの値が所定の範囲内にあるとき、作動信号を生成する。プライマリプロセッサ１１０６又は安全プロセッサ１１０４のいずれか一方が所定範囲外の値を検知したとき、作動信号は停止され、少なくとも１つの回路セグメント１１０２ｃ〜１１０２ｈ（例えば、モータセグメント１１０２ｇなど）の動作が遮断され、かつ／又は防がれる。例えば、いくつかの実施形態において、プライマリプロセッサ１１０６からの作動信号及び安全プロセッサ１１０４からの作動信号は、ＡＮＤゲートに連結される。ＡＮＤゲートは、モータ電源スイッチ１１２０に連結される。ＡＮＤゲートは、安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６の両方からの作動信号がハイであり、モータセンサ１１４０ａ、１１４０ｂの値が所定範囲内であることが示されている場合は、モータ電源スイッチ１１２０を閉位置又はオンの位置に維持する。モータセンサ１１４０ａ、１１４０ｂのいずれかが所定範囲外の値を検知したとき、モータセンサ１１４０ａ、１１４０ｂからの作動信号は、ローに設定され、ＡＮＤゲートの出力は、モータ電源スイッチ１１２０を開くローに設定される。いくつかの実施形態において、第１のセンサ１１４０ａ及び第２のセンサ１１４０ｂの値は、例えば、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６によって比較される。第１のセンサ及び第２のセンサの値が異なるとき、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６は、モータセグメント１１０２ｇの動作を防ぐ。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、第２のセンサ１１４０ｂの値を示すシグナルを受信し、第２のセンサ値を第１のセンサ値と比較する。例えば、一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、第１のモータセンサ１１４０ａに直接連結される。第２のモータセンサ１１４０ｂは、第２のモータセンサ１１４０ｂの値を安全プロセッサ１１０４に提供するプライマリプロセッサ１１０６と連結され、かつ／又は安全プロセッサ１１０４に直接連結される。安全プロセッサ１１０４は、第１のモータセンサ１１４０の値を第２のモータセンサ１１４０ｂの値と比較する。安全プロセッサ１１０４が第１のモータセンサ１１４０ａと第２のモータセンサ１１４０ｂとの間で不一致を検知したとき、安全プロセッサ１１０４は、モータセグメント１１０２ｇの動作を、例えば、モータセグメント１１０２ｇへの電力を切断することによって遮断してもよい。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６は、手術用器具の第１の特性を測定するように構成された第１のセンサ１１４０ａ、及び手術用器具の第２の特性を測定するように構成された第２のセンサ１１４０ｂに連結される。第１の特性及び第２の特性は、手術用器具が正常に動作をしているとき、所定の関係性を含む。安全プロセッサ１１０４は、第１の特性及び第２の特性を監視する。第１の特性及び／又は第２の特性の値が所定の関係性に整合しないことが検知されたときは、故障が発生している。故障が発生したとき、安全プロセッサ１１０４は、少なくとも１つの処置、例えば、少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐこと、所定の動作を実行すること、及び／又はプライマリプロセッサ１１０６をリセットすることなどを行う。例えば、安全プロセッサ１１０４は、故障が検知されたとき、モータ回路セグメント１１０２ｇへの電力を切断するようにモータ電源スイッチ１１２０を開にしてもよい。
図６は、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの、手術用器具の第１の特性及び第２の特性を監視及び比較するように構成された安全プロセッサ１２０４を備えたセグメント化回路１２００の一実施形態のブロック図の例示である。安全プロセッサ１２０４は、第１のセンサ１２４６及び第２のセンサ１２６６に連結される。第１のセンサ１２４６は、手術用器具２０００の第１の物理特性を監視するように構成されている。第２のセンサ１２６６は、手術用器具２０００の第２の物理特性を監視するように構成されている。第１及び第２の特性は、手術用器具２０００が正常に動作をしているとき、所定の関係性を含む。例えば、一実施形態において、第１のセンサ１２４６は、電源からのモータの電流消費を監視するように構成されたモータ電流センサを備える。モータ電流消費は、モータ速度を示してもよい。第２のセンサは、例えば、手術用器具２０００に連結されたエンドエフェクタ２００６などのエンドエフェクタ内の切断部材の位置を監視するように構成されたリニアホールセンサを備える。切断部材の位置は、エンドエフェクタ２００６内の切断部材速度を計算するために使用される。切断部材速度は、手術用器具２０００が正常な動作をしているとき、モータ速度と所定の関係性を有する。
安全プロセッサ１２０４は、第１のセンサ１２４６及び第２のセンサ１２６６が所定の関係性に整合する値を生成していることを示す信号をメインプロセッサ１２０６に提供する。安全プロセッサ１２０４が所定の関係性に整合しない第１のセンサ１２４６及び／又は第２のセンサ１２６６の値を検知したとき、安全プロセッサ１２０６は、危険な状態であることをプライマリプロセッサ１２０６に示す。プライマリプロセッサ１２０６は、少なくとも１つの回路セグメントの動作を遮断及び／又は防ぐ。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１２０４は、１つ又は２つ以上の回路セグメントの動作を制御するように構成されたスイッチに直接連結される。例えば、図５を参照すると、一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、モータ電源スイッチ１１２０に直接連結される。安全プロセッサ１１０４は、故障が検知されたきにモータセグメント１１０２ｇの動作を防ぐためにモータ電源スイッチ１１２０を開にする。
図５を再度参照すると、一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、独立制御アルゴリズムを実行するように構成されている。動作中、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００を監視し、例えば、プライマリプロセッサ１１０６などの他の回路部品からの信号を独立に制御し、かつ／又はオーバーライドするように構成されている。安全プロセッサ１１０４は、事前にプログラムされたアルゴリズムを実行してもよく、かつ／又は手術用器具２０００の１つ又は２つ以上の動作及び／又は位置に基づいて動作中にその場で更新又はプログラムされてもよい。例えば、一実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、新しいシャフト及び／又はエンドエフェクタが手術用器具２０００に連結されるたびに、新しいパラメータ及び／又は安全アルゴリズムを用いて再プログラムされる。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４によって保存された１つ又は２つ以上の安全値は、プライマリプロセッサ１１０６によって複製される。二重エラー検知は、プロセッサ１１０４、１１０６のいずれか一方に保存された値及び／又はパラメータが正しいことを確実にするために実行される。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６は、冗長安全性点検を実装する。安全プロセッサ１１０４及びプライマリプロセッサ１１０６は、正常な動作を示す周期的信号を提供する。例えば、動作中、安全プロセッサ１１０４は、プライマリプロセッサ１１０６に、安全プロセッサ１１０４がコードを実行中で正常な動作をしていることを示してもよい。プライマリプロセッサ１１０６も同様に、安全プロセッサ１１０４に、プライマリプロセッサ１１０６がコードを実行中で正常な動作をしていることを示してもよい。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４とプライマリプロセッサ１１０６との間の通信は、所定の時間間隔で生じる。所定の時間間隔は、一定であってもよいし、又は、手術用器具２０００の回路状態及び／若しくは動作に基づいて変化してもよい。
図７は、例えば、図５に例示された安全プロセス１１０４などの安全プロセッサによって実装されるように構成された安全プロセス１２５０を例示したブロック図である。一実施形態において、手術用器具２０００の複数の特性に対応する値が、安全プロセッサ１１０４に提供される。複数の特性は、複数の独立したセンサ及び／又はシステムによって監視される。例えば、例示された実施形態において、測定された切断部材速度１２５２、提示モータ速度１２５４、及びモータ信号により意図された方向１２５６が、安全プロセッサ１１０４に提供される。切断部材速度１２５２及び提示モータ速度１２５４は、例えば、それぞれリニアホールセンサ及び電流センサなどの独立したセンサによって提供されてもよい。モータ信号により意図された方向１２５６は、例えば、図５に例示されたプライマリプロセッサ１１０６などのプライマリプロセッサによって提供されてもよい。安全プロセッサ１１０４は、１２５８でこれらの複数の特性を比較し、特性が所定の関係性に整合するときを決定する。これら複数の特性が所定の関係性に整合する値を含むとき（１２６０ａ）、処置は行われない（１２６２）。複数の特性が所定の関係性と整合しない値を含む１２６０ｂのとき、安全プロセッサ１１０４は、１つ又は２つ以上の処置、例えば、機能の防止、機能の実行、及び／又はプロセッサの再設定などを実行する。例えば、図７に例示されたプロセス１２５０において、安全プロセッサ１１０４は、例えば、モータセグメントへの電力を遮断する（１２６４）ことによって、１つ又は２つ以上の回路セグメントの動作を遮断する。
図５を再度参照すると、セグメント化回路１１００は、手術用器具２０００の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成された複数のスイッチ１１５６〜１１７０を備える。例えば、例示された実施形態において、セグメント化回路１１００は、クランプ解除スイッチ１１６８、発射トリガ１１６６、及び手術用器具２０００に連結されたシャフト２００４及び／又はエンドエフェクタ２００６の関節屈曲を制御するように構成された複数のスイッチ１１５８ａ〜１１６４ｂを備える。クランプ解除スイッチ１１６８、発射トリガ１１６６、及び複数の関節屈曲スイッチ１１５８ａ〜１１６４ｂは、アナログスイッチ及び／又はデジタルスイッチを含んでもよい。特に、スイッチ１１５６は、機械スイッチリフタ下降位置を示し、スイッチ１１５８ａ、１１５８ｂは、関節屈曲左（１）及び（２）を示し、スイッチ１１６０ａ、１１６０ｂは、関節屈曲右（１）及び（２）を示し、スイッチ１１６２ａ、１１６２ｂは、関節屈曲中央（１）及び（２）を示し、スイッチ１１６４ａ、１１６４ｂは、反転／左及び反転／右を示す。
例えば、図８に、手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成された複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６を備えるスイッチバンク１３００の一実施形態を例示した。スイッチバンク１３００は、例えば、プライマリプロセッサ１１０６などのプライマリプロセッサに連結されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ又は２つ以上のダイオードＤ１〜Ｄ８が、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６に連結される。任意の好適な機械的、電気機械的、又は固体スイッチは、複数のスイッチ１１５６〜１１７０を任意の組み合わせで実装するように使用されてもよい。例えば、スイッチ１１５６〜１１７０は、手術用器具２０００に関連した構成要素の動き、又は物体の存在によって動作するスイッチを制限し得る。そのようなスイッチは、手術用器具２０００に関連した様々な機能を制御するために使用されてもよい。リミットスイッチは、一組の接点と機械的にリンクされたアクチュエータからなる電気機械装置である。物体がアクチュエータと接触すると、この装置は、電気接続を形成又は切断するように接点を操作する。リミットスイッチは、その耐久性、設置が容易であること、及び動作の信頼性のため、様々な用途及び環境で使用される。リミットスイッチは、物体の存在又は不在、通過、位置、及び物体の移動の終了を判定できる。他の実施において、スイッチ１１５６〜１１７０は、例えば、数ある中でも特に、ホール効果素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、磁気計などの磁場の作用下で作動する固体スイッチであってもよい。他の実施において、スイッチ１１５６〜１１７０は、例えば、数ある中でも特に、光学センサ、赤外線センサ、紫外線センサなどの光の作用下で作動する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチ１１５６〜１１７０は、例えば、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合型ＦＥＴ、金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ型など）などの固体素子であってもよい。他のスイッチとしては、数ある中でも特に、ワイヤレススイッチ、超音波スイッチ、加速度計、内部センサを挙げることができる。
図９に、複数のスイッチを備えるスイッチバンク１３５０の一実施形態を例示した。様々な実施形態において、１つ又は２つ以上のスイッチは、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている。複数の関節屈曲スイッチＳＷ１〜ＳＷ１６は、手術用器具２０００に連結されたシャフト２００４及び／又はエンドエフェクタ２００６の関節屈曲を制御するように構成されている。発射トリガ１３６６は、手術用器具２０００を発射するように、例えば、複数のステープルを展開するように、切断部材をエンドエフェクタ２００６内で平行移動させるように、かつ／又はエンドエフェクタ２００６に電気外科的エネルギーを供給するように構成されている。いくつかの実施形態において、スイッチバンク１３５０は、手術用器具２０００の動作を防ぐように構成された１つ又は２つ以上の安全スイッチを備える。例えば、ベイルアウトスイッチ１３５６は、ベイルアウト・ドアに連結され、ベイルアウト・ドアが開位置にあるときに手術用器具２０００の動作を防ぐ。
図１０に、プライマリプロセッサ１４０６に連結されたスイッチバンク１４５０を備えるセグメント化回路１４００の一実施形態を例示した。スイッチバンク１４５０は、図９に例示したスイッチバンク１３５０に類似している。スイッチバンク１４５０は、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成された複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１６を備える。スイッチバンク１４５０は、プライマリプロセッサ１４０６のアナログ入力に連結される。スイッチバンク１４５０内のそれぞれのスイッチは、プライマリプロセッサ１４０６のデジタル入力に連結された入力／出力エキスパンダ１４６３に更に連結される。プライマリプロセッサ１４０６は、スイッチバンク１４５０からの入力を受信し、セグメント化回路１４００の、例えば、モータセグメント１４０２ｇなどの１つ又は２つ以上の更なるセグメントをスイッチバンク１４５０の１つ又は２つ以上のスイッチの操作に応じて制御する。
いくつかの実施形態において、ポテンショメータ１４６９は、手術用器具２０００に連結されたエンドエフェクタ２００６のクランプ位置を示す信号を提供するために、プライマリプロセッサ１４０６に連結される。ポテンショメータ１４６９は、例えば、モータセグメント１１０２ｇなどの１つ又は２つ以上の回路セグメントの動作を制御するための、プライマリプロセッサ１１０６によって使用される、クランプ開／閉位置を示す信号を提供することによって、安全プロセッサ（図示せず）を置き換えたり、かつ／又は補完してもよい。例えば、エンドエフェクタが完全にクランプ位置にあるかつ／又は完全に開位置にあることをポテンショメータ１４６９が示すとき、プライマリプロセッサ１４０６は、モータ電源スイッチ１４２０を開にして、特定の方向でのモータセグメント１４０２ｇのそれ以上の動作を防いでもよい。いくつかの実施形態において、プライマリプロセッサ１４０６は、ポテンショメータ１４６９から受信した信号に応じてモータセグメント１４０２ｇに供給される電流を制御する。例えば、プライマリプロセッサ１４０６は、エンドエフェクタが所定の位置を超えて閉じられていることをポテンショメータ１４６９が示すとき、モータセグメント１４０２ｇに供給され得るエネルギーを制限してもよい。
図５を再度参照すると、セグメント化回路１１００は、加速度セグメント１１０２ｃを備える。加速度セグメントは、加速度計１１２２を備える。加速度計１１２２は、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６と連結されてもよい。加速度計１１２２は、手術用器具２０００の動きを監視するように構成されている。加速度計１１２２は、１つ又は２つ以上の方向への動きを示す１つ又は２つ以上の信号を生成するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態において、加速度計１１２２は、手術用器具２０００の３方向への動きを監視するように構成されている。他の実施形態において、加速度セグメント１１０２ｃは、信号方向の動きを監視するようにそれぞれ構成された、複数の加速度計１１２２を備える。
いくつかの実施形態において、加速度計１１２２は、スリープモードへの移行及び／又はスリープモードからの移行、例えば、スリープモードとウェイクアップモードとの間の移行及びその逆の移行を開始するように構成されている。スリープモードは、回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇのうちの１つ又は２つ以上が停止されている又は低電力状態に置かれている、低電力モードを含んでもよい。例えば、一実施形態において、加速度計１１２２は、スリープモードで稼働状態のままであり、安全プロセッサ１１０４は、安全プロセッサ１１０４が加速度計１１２２を監視するが、その他のいずれの機能も実行しない低電力モードに置かれる。残りの回路セグメント１１０２ｂ〜１１０２ｇには、電力が供給されない。様々な実施形態において、プライマリプロセッサ１１０４及び／又は安全プロセッサ１１０６は、加速度計１１２２を監視するように構成され、例えば、所定時間内に動きが検知されない場合に、セグメント化回路１１００をスリープモードに移行させるように構成されている。加速度計１１２２を監視する安全プロセッサ１１０４と関連させて記載したが、スリープモード／ウェイクアップモードは、本明細書に記載したとおり、任意のセンサ、スイッチ、又は手術用器具２０００に関連付けられた他のインジケータを監視する安全プロセッサ１１０４によって実装されてもよい。例えば、安全プロセッサ１１０４は、内部センサ又は１つ若しくは２つ以上のスイッチを監視してもよい。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、所定の非動作時間後にスリープモードに移行する。タイマは、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６と信号通信する。タイマは、安全プロセッサ１１０４、プライマリプロセッサ１１０６と一体化されていてもよいし、かつ／又は別個の回路部品であってもよい。タイマは、手術用器具２０００の最後の動きが加速度計１１２２によって検知されてからの時間を監視するように構成されている。カウンタが所定閾値を超える場合、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６は、セグメント化回路１１００をスリープモードに移行させる。いくつかの実施形態において、タイマは、加速度計１１２２が動きを検知するごとにリセットされる。
いくつかの実施形態において、スリープモードになったとき、加速度計１１２２、又は他の指定されたセンサ及び／又はスイッチ、及び安全プロセッサ１１０４を除く全ての回路セグメントは、停止される。安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２、又は他の指定されたセンサ及び／又はスイッチを監視する。加速度計１１２２が手術用器具２０００の動きを示すとき、安全プロセッサ１１０４は、スリープモードから動作モードへの移行を開始させる。動作モードでは、全ての回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｈは、完全に通電され、手術用器具２０００の使用準備ができる。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、プライマリプロセッサ１１０６をスリープモードからフルパワーモードに移行させるための信号を、プライマリプロセッサ１１０６に提供することによって、セグメント化回路１１００を動作モードに移行させる。次いで、プライマリプロセッサ１１０６は、残りのそれぞれの回路セグメント１１０２ｄ〜１１０２ｈを動作モードに移行させる。
スリープモードへの移行及び／又はスリープモードからの移行は、複数の段階を含んでもよい。例えば、一実施形態において、セグメント化回路１１００は、４段階で動作モードからスリープモードに移行する。第１の段階は、加速度計１１２２が第１の所定時間の間、手術用器具の動きを検知しなかった後で開始される。第１の所定時間後、セグメント化回路１１００は、ディスプレイセグメント１１０２ｄのバックライトを暗くする。第２の所定時間内に動きが検知されないとき、安全プロセッサ１１０４は、ディスプレイセグメント１１０２ｄのバックライトを消灯する第２の段階に移行する。第３の所定時間内に動きが検知されないとき、安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２のポーリングレートを低下させる第３の段階に移行する。第４の所定時間内に動きが検知されないとき、ディスプレイセグメント１１０２ｄは、停止され、セグメント化回路１１００は、スリープモードに入る。スリープモードでは、加速度計１１２２及び安全プロセッサ１１０４を除く全ての回路セグメントは、停止される。安全プロセッサ１１０４は、安全プロセッサ１１０４が加速度計１１２２をポーリングするだけの低電力モードに入る。安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２が動きを検知するまで加速度計１１２２を監視し、その動きを検知した時点で、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００をスリープモードから動作モードに移行させる。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２が所定閾値を超える手術用器具２０００の動きを検知したときのみ、セグメント化回路１１００を動作モードに移行させる。所定閾値を超える動きのみに反応することによって、安全プロセッサ１１０４は、手術用器具２０００が保管中に揺さぶられる又は動かされたときに、セグメント化回路１１００の動作モードへの意図的でない移行を防ぐ。いくつかの実施形態において、加速度計１１２２は、複数の方向での動きを監視するように構成されている。例えば、加速度計１１２２は、第１の方向及び第２の方向での動きを検知するように構成されて得る。安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２を監視し、第１の方向及び第２の方向の両方で所定閾値を超える動きが検知されたときに、セグメント化回路１１００をスリープモードから動作モードに移行させる。少なくとも２方向での所定閾値を超える動きを必要とすることによって、安全プロセッサ１１０４は、保管中の偶発的な動きに起因した、セグメント化回路１１００のスリープモードからの意図的でない移行を防止するように構成されている。
いくつかの実施形態において、加速度計１１２２は、第１の方向、第２の方向、及び第３の方向での動きを検知するように構成されている。安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２を監視し、加速度計１１２２が第１の方向、第２の方向、及び第３の方向のそれぞれで振動運動を検知したときのみ、セグメント化回路１１００をスリープモードから移行させるように構成されている。いくつかの実施形態において、第１の方向、第２の方向、及び第３の方向のそれぞれでの振動運動は、操作者による手術用器具２０００の動きに一致しており、それ故、動作モードへの移行は、加速度計１１２２が３方向での振動運動を検知したときが望ましい。
いくつかの実施形態において、検知された最後の動きからの時間の増加とともに、セグメント化回路１１００をスリープモードから移行させるために必要な動きの所定閾値もまた増加する。例えば、いくつかの実施形態において、タイマは、スリープモード中も動作し続ける。タイマのカウントが増加するにつれて、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００を動作モードに移行させるために必要な動きの所定閾値を増加させる。安全プロセッサ１１０４は、所定閾値を上限まで増加させてよい。例えば、いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００をスリープモードに移行させ、タイマをリセットする。動きの所定閾値は、最初は低い値に設定され、セグメント化回路１１００をスリープモードから移行させるために手術用器具２０００の最小限の動きのみを必要とする。スリープモードに移行してからの時間が、タイマによって測定されるとおり、増加するにつれて、安全プロセッサ１１０４は、動きの所定閾値を増加させる。時間Ｔにおいて、安全プロセッサ１１０４は、所定閾値を上限まで増加させている。時間Ｔ＋の全てに対して、所定閾値は、上限の一定値を維持する。
いくつかの実施形態において、１つ又は２つ以上の追加及び／又は代替のセンサを、セグメント化回路１１００をスリープモードと動作モードとの間で移行させるために使用する。例えば、一実施形態において、タッチセンサが、手術用器具２０００上に配置される。タッチセンサは、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセッサ１１０６に連結される。タッチセンサは、手術用器具２０００とのユーザの接触を検知するように構成されている。例えば、タッチセンサは、操作者が手術用器具２０００を手に取ったときに検知するために手術用器具２０００のハンドル上に配置されてもよい。安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２が動きを検知することなく所定時間が経過した後、セグメント化回路１１００をスリープモードに移行させる。安全プロセッサ１１０４は、タッチセンサを監視し、タッチセンサが手術用器具２０００とのユーザの接触を検知したとき、セグメント化回路１１００を動作モードに移行させる。タッチセンサは、例えば、容量式タッチセンサ、温度センサ、及び／又は任意の他の好適なタッチセンサを含んでもよい。いくつかの実施形態において、装置をスリープモードと動作モードとの間で移行させるために、タッチセンサ及び加速度計１１２２を使用してもよい。例えば、安全プロセッサ１１０４は、加速度計１１２２が所定時間内に動きを検知せず、かつ、タッチセンサが、ユーザが手術用器具２０００と接触していることを示さないときに、装置をスリープモードに移行させるのみであってもよい。当業者は、セグメント化回路１１００をスリープモードと動作モードとの間で移行させるために１つ又は２つ以上の更なるセンサが使用されてもよいことを理解するであろう。いくつかの実施形態において、タッチセンサは、セグメント化回路１１００がスリープモードであるときにのみ、安全プロセッサ１１０４によって監視される。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、１つ又は２つ以上のハンドル制御器が作動されたときに、セグメント化回路１１００をスリープモードから動作モードに移行させるように構成されている。スリープモードに移行した後、例えば、加速度計１１２２が所定時間の間に動きを検知しなかった後、安全プロセッサ１１０４は、例えば、複数の関節屈曲スイッチ１１５８ａ〜１１６４ｂなどの１つ又は２つ以上のハンドル制御器を監視する。他の実施形態において、１つ又は２つ以上のハンドル制御器は、例えば、クランプ制御器１１６６、解除ボタン１１６８、及び／又は任意の他の好適なハンドル制御器を含む。手術用器具２０００の操作者は、セグメント化回路１１００を動作モードに移行させるために１つ又は２つ以上のハンドル制御器を作動させてもよい。安全プロセッサ１１０４がハンドル制御器の作動を検知したとき、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００の動作モードへの移行を開始させる。プライマリプロセッサ１１０６は、ハンドル制御器が作動されたときに稼働状態になっていないため、操作者は、手術用器具２０００の対応する動作を引き起こさずにハンドル制御器を作動できる。
図１６に、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの手術用器具の動きを監視するように構成された加速度計１９２２を備えるセグメント化回路１９００の一実施形態を例示した。電源セグメント１９０２は、例えば、加速度計１９２２などの１つ又は２つ以上の回路セグメントにバッテリ１９０８からの電力を供給する。加速度計１９２２は、プロセッサ１９０６と連結される。加速度計１９２２は、手術用器具２０００の動きを監視するように構成されている。加速度計１９２２は、１つ又は２つ以上の方向への動きを示す１つ又は２つ以上の信号を生成するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態において、加速度計１９２２は、手術用器具２０００の３方向への動きを監視するように構成されている。
特定の例においては、プロセッサ１９０６は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。プロセッサ１９０６は、加速度計１９２２を監視するように構成され、例えば、所定時間内に動きが検知されない場合に、セグメント化回路１９００をスリープモードに移行させるように構成されている。いくつかの実施形態において、セグメント化回路１９００は、所定の非動作時間後にスリープモードに移行する。例えば、安全プロセッサ１９０４は、加速度計１９２２が動きを検知することなく所定時間が経過した後、セグメント化回路１９００をスリープモードに移行させてよい。特定の例において、加速度計１９２２は、例えば、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なＬＩＳ３３１ＤＬＭであってもよい。タイマは、プロセッサ１９０６と信号通信する。タイマは、プロセッサ１９０６と一体化されていてもよいし、かつ／又は別個の回路部品であってもよい。タイマは、手術用器具２０００の最後の動きが加速度計１９２２によって検知されてからの時間をカウントするように構成されている。カウンタが所定閾値を超える場合、プロセッサ１９０６は、セグメント化回路１９００をスリープモードに移行させる。いくつかの実施形態において、タイマは、加速度計１９２２が動きを検知するごとにリセットされる。
いくつかの実施形態において、加速度計１９２２は、衝突事象を検知するように構成されている。例えば、手術用器具２０００が落下したとき、加速度計１９２２は、第１の方向で重力に起因する加速度を検知し、次いで、第２の方向で（床及び／又は他の表面との衝突によって引き起こされた）加速度の変化を検知することとなる。他の例のように、手術用器具２０００が壁と衝突したとき、加速度計１９２２は、１つ又は２つ以上の方向での加速度の急上昇を検知することとなる。加速度計１９２２が衝突事象を検知したとき、衝突事象は、機械的かつ／又は電子的構成要素を緩める恐れがあるため、プロセッサ１９０６は、手術用器具２０００の動作を防いでもよい。いくつかの実施形態において、所定閾値を超える衝撃のみが動作を防ぐ。いくつかの実施形態において、全ての衝撃は、監視され、所定閾値を超える累積衝撃によって、手術用器具２０００の動作が防がれてもよい。
図５を再度参照すると、一実施形態において、セグメント化回路１１００は、電源セグメント１１０２ｈを備える。電源セグメント１１０２ｈは、それぞれの回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇにセグメント電圧を供給するように構成されている。電源セグメント１１０２ｈは、バッテリ１１０８を備える。バッテリ１１０８は、バッテリコネクタ１１１０を通して、例えば、１２ボルトなどの所定電圧を供給するように構成されている。１つ又は２つ以上の電力コンバータ１１１４ａ、１１１４ｂ、１１１６が、特定の電圧を供給するためにバッテリ１１０８に連結される。例えば、例示された実施形態において、電源セグメント１１０２ｈは、補助スイッチングコンバータ１１１４ａ、スイッチングコンバータ１１１４ｂ、及び低ドロップアウト（ＬＤＯ）コンバータ１１１６を備える。スイッチコンバータ１１１４ａ、１１１４ｂは、１つ又は２つ以上の回路部品に３．３ボルトを供給するように構成されている。ＬＤＯコンバータ１１１６は、１つ又は２つ以上の回路部品に５．０ボルトを供給するように構成されている。いくつかの実施形態において、電源セグメント１１０２ｈは、昇圧コンバータ１１１８を備える。トランジスタスイッチ（例えば、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）１１１５は、電力コンバータ１１１４ｂ、１１１６に連結される。昇圧コンバータ１１１８は、バッテリ１１０８によって供給される電圧を超える増加された電圧（例えば、１３ボルト）を供給するように構成されている。昇圧コンバータ１１１８は、例えば、コンデンサ、インダクタ、バッテリ、充電式バッテリ、及び／又は増加された電圧を供給するための任意の他の好適な昇圧コンバータを含んでもよい。昇圧コンバータ１１１８は、手術用器具２０００の大電力動作の間に、１つ又は２つ以上の回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇの電圧低下及び／又は低電力状態を防ぐために昇圧電圧を供給する。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、順次起動のために構成されている。次の連続する回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇに通電する前に、それぞれの回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇによってエラーチェックが実行される。図１１に、例えば、セグメント化回路１１００などのセグメント化回路１２７０に順次通電するためのプロセスの一実施形態を例示した。バッテリ１１０８が、セグメント化回路１１００に連結されたとき、安全プロセッサ１１０４が通電される（１２７２）。安全プロセッサ１１０４は、自己エラーチェックを実行する（１２７４）。エラーが検知された場合（１２７６ａ）、安全プロセッサは、セグメント化回路１１００の通電を中断し、エラーコードを生成する（１２７８ａ）。エラーが検知されない場合（１２７６ｂ）、安全プロセッサ１１０４は、プライマリプロセッサ１１０６の電源投入を開始する（１２７８ｂ）。プライマリプロセッサ１１０６は、自己エラーチェックを実行する。エラーが検知されないとき、プライマリプロセッサ１１０６は、残りのそれぞれの回路セグメントの順次電源投入を開始する（１２７８ｂ）。それぞれの回路セグメントは、プライマリプロセッサ１１０６によって通電され、エラーチェックされる。エラーが検知されないとき、次の回路セグメントが通電される（１２７８ｂ）。エラーが検知された場合、安全プロセッサ１１０４及び／又はプライマリプロセスは、現在のセグメントの通電を中断し、エラーを生成する（１２７８ａ）。この順次起動は、全ての回路セグメント１１０２ａ〜１１０２ｇが通電されるまで継続する。いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、類似の順次電源投入プロセス１２５０に続いてスリープモードから移行する。
図１２に、複数のデイジーチェーン電力コンバータ１５１４、１５１６、１５１８を備える電源セグメント１５０２の一実施形態を例示した。電源セグメント１５０２は、バッテリ１５０８を備える。バッテリ１５０８は、例えば、１２Ｖなどの電源電圧を供給するように構成されている。電流センサ１５１２は、セグメント化回路及び／又は１つ又は２つ以上の回路セグメントの電流消費を監視するためにバッテリ１５０８と連結される。電流センサ１５１２は、ＦＥＴスイッチ１５１３と連結される。バッテリ１５０８は、１つ又は２つ以上の電圧コンバータ１５０９、１５１４、１５１６に連結される。常時オンコンバータ１５０９は、例えば、モーションセンサ１５２２などの１つ又は２つ以上の回路部品に一定電圧を供給する。常時オンコンバータ１５０９は、例えば、３．３Ｖコンバータを含む。常時オンコンバータ１５０９は、例えば、安全プロセッサ（図示せず）などの追加回路部品に一定電圧を供給してもよい。バッテリ１５０８は、昇圧コンバータ１５１８に連結される。昇圧コンバータ１５１８は、バッテリ１５０８によって供給される電圧を超える昇圧電圧を供給するように構成されている。例えば、例示された実施形態において、バッテリ１５０８は、１２Ｖの電圧を供給する。昇圧コンバータ１５１８は、電圧を１３Ｖまで昇圧させるように構成されている。昇圧コンバータ１５１８は、例えば、図１〜図３に例示された手術用器具２０００などの手術用器具の動作中に、最小電圧を維持するように構成されている。モータの動作は、プライマリプロセッサ１５０６に供給される電力が最小閾値未満に低下すること、及びプライマリプロセッサ１５０６において電圧低下又はリセット条件を作り出すことをもたらし得る。昇圧コンバータ１５１８により、手術用器具２０００の動作中に、プライマリプロセッサ１５０６及び／又は、例えば、モータコントローラ１５４３などの他の回路部品が、十分な電力を利用できることが確保される。いくつかの実施形態において、昇圧コンバータ１５１８は、例えば、ＯＬＥＤディスプレイ１５８８などの１つ又は２つ以上の回路部品に直接連結される。
昇圧コンバータ１５１８は、昇圧電圧レベル未満の電圧を供給するための１つ又は２つ以上の降圧コンバータに連結される。第１の電圧コンバータ１５１６は、昇圧コンバータ１５１８に連結され、１つ又は２つ以上の回路部品に第１の降圧電圧を供給する。例示された実施形態において、第１の電圧コンバータ１５１６は、５Ｖの電圧を供給する。第１の電圧コンバータ１５１６は、ロータリ位置エンコーダ１５４０に連結される。ＦＥＴスイッチ１５１７は、第１の電圧コンバータ１５１６とロータリ位置エンコーダ１５４０との間に連結される。ＦＥＴスイッチ１５１７は、プロセッサ１５０６によって制御される。プロセッサ１５０６は、例えば、大電力動作中に、位置エンコーダ１５４０を停止するためにＦＥＴスイッチ１５１７を開く。第１の電圧コンバータ１５１６は、第２の降圧電圧を供給するように構成された第２の電圧コンバータ１５１４に連結される。第２の降圧電圧は、例えば、３．３Ｖを含む。第２の電圧コンバータ１５１４は、プロセッサ１５０６に連結される。いくつかの実施形態において、昇圧コンバータ１５１８、第１の電圧コンバータ１５１６、及び第２の電圧コンバータ１５１４は、デイジーチェーン構成で連結される。デイジーチェーン構成は、昇圧電圧レベル未満の電圧レベルを生成するための小型でより効率的なコンバータの使用を可能にする。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
図１３に、重要な機能及び／又は強電力機能に利用可能な電力を最大化するように構成されたセグメント化回路１６００の一実施形態を例示した。セグメント化回路１６００は、バッテリ１６０８を備える。バッテリ１６０８は、例えば、１２Ｖなどの電源電圧を供給するように構成されている。電源電圧は、複数の電圧コンバータ１６０９、１６１８に供給される。常時オン電圧コンバータ１６０９は、例えば、モーションセンサ１６２２などの１つ又は２つ以上の回路部品及び安全プロセッサ１６０４に一定電圧を供給する。常時オン電圧コンバータ１６０９は、バッテリ１６０８に直接連結される。常時オンコンバータ１６０９は、例えば、３．３Ｖの電圧を供給する。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
セグメント化回路１６００は、昇圧コンバータ１６１８を備える。昇圧コンバータ１６１８は、バッテリ１６０８によって供給される電源電圧を超える昇圧電圧（例えば、１３ボルト）を供給する。昇圧コンバータ１６１８は、例えば、ＯＬＥＤディスプレイ１６８８及びモータコントローラ１６４３などの１つ又は２つ以上の回路部品に直接昇圧電圧を供給する。ＯＬＥＤディスプレイ１６８８を昇圧コンバータ１６１８に直接連結することによって、セグメント化回路１６００では、ＯＬＥＤディスプレイ１６８８専用の電力コンバータが不要となる。昇圧コンバータ１６１８は、例えば、切断動作などのモータ１６４８の１つ又は２つ以上の大電力動作中に、モータコントローラ１６４３及びモータ１６４８に昇圧電圧を供給する。昇圧コンバータ１６１８は、降圧コンバータ１６１６に連結される。降圧コンバータ１６１６は、１つ又は２つ以上の回路部品に昇圧電圧未満の、例えば、５Ｖなどの電圧を供給するように構成されている。降圧コンバータ１６１６は、例えば、ＦＥＴスイッチ１６５１及び位置エンコーダ１６４０に連結される。ＦＥＴスイッチ１６５１は、プライマリプロセッサ１６０６に連結される。プライマリプロセッサ１６０６は、セグメント化回路１６００をスリープモードに移行させるとき、及び／又はモータ１６４８に更なる電圧を供給する必要がある大電力機能中に、ＦＥＴスイッチ１６５１を開く。ＦＥＴスイッチ１６５１を開くことで、位置エンコーダ１６４０を停止し、位置エンコーダ１６４０の電力消費をなくす。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
降圧コンバータ１６１６は、リニアコンバータ１６１４に連結される。リニアコンバータ１６１４は、例えば、３．３Ｖの電圧を供給するように構成されている。リニアコンバータ１６１４は、プライマリプロセッサ１６０６に連結される。リニアコンバータ１６１４は、プライマリプロセッサ１６０６に動作電圧を供給する。リニアコンバータ１６１４は、１つ又は２つ以上の更なる回路部品に連結されてもよい。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
セグメント化回路１６００は、ベイルアウトスイッチ１６５６を備える。ベイルアウトスイッチ１６５６は、手術用器具２０００のベイルアウト・ドアに連結される。ベイルアウトスイッチ１６５６及び安全プロセッサ１６０４は、ＡＮＤゲート１６１９に連結される。ＡＮＤゲート１６１９は、ＦＥＴスイッチ１６１３に入力を提供する。ベイルアウトスイッチ１６５６がベイルアウト条件を検知したとき、ベイルアウトスイッチ１６５６は、ベイルアウト遮断信号をＡＮＤゲート１６１９に提供する。安全プロセッサ１６０４が、例えば、センサの不一致などの危険な条件を検知したとき、安全プロセッサ１６０４は、遮断信号をＡＮＤゲート１６１９に提供する。いくつかの実施形態において、ベイルアウト遮断信号及び遮断信号の両方は、正常な動作中はハイであり、ベイルアウト条件又は危険な条件が検知されたときはローである。ＡＮＤゲート１６１９の出力がローのとき、ＦＥＴスイッチ１６１３が開かれ、モータ１６４８の動作が防がれる。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１６０４は、モータ１６４８をスリープモードのオフ状態に移行させるために遮断信号を利用する。ＦＥＴスイッチ１６１３への第３の入力は、バッテリ１６０８に連結された電流センサ１６１２によって提供される。電流センサ１６１２は、回路１６００による電流消費を監視し、所定閾値を超える電流が検知されたときにモータ１６４８への電力を遮断するためにＦＥＴスイッチ１６１３を開く。ＦＥＴスイッチ１６１３及びモータコントローラ１６４３は、モータ１６４８の動作を制御するように構成されたＦＥＴスイッチのバンク１６４５に連結される。
モータ電流センサ１６４６は、電流モニタ１６４７にモータ電流センサ測定値を提供するためにモータ１６４８に直列に連結される。電流モニタ１６４７は、プライマリプロセッサ１６０６に連結される。電流モニタ１６４７は、モータ１６４８の電流消費を示す信号を提供する。プライマリプロセッサ１６０６は、モータの動作を制御するために、例えば、モータ１６４８の電流消費が許容範囲内となることを確保するために、モータ１６４８の電流消費を、例えば、位置エンコーダ１６４０などの回路１６００の１つ又は２つ以上の他のパラメータと比較するために、かつ／又は処理部位の１つ又は２つ以上のパラメータを決定するために、モータ電流１６４７からの信号を利用してもよい。いくつかの実施形態において、電流モニタ１６４７は、安全プロセッサ１６０４に連結されてもよい。
いくつかの実施形態において、例えば、発射トリガなどの１つ又は２つ以上のハンドル制御器の作動は、プライマリプロセッサ１６０６に、ハンドル制御器が作動中に１つ又は２つ以上の構成要素への電力を低下するようにさせる。例として、１つの発射トリガは、切断部材の発射行程を制御する。切断部材は、モータ１６４８によって駆動される。発射トリガの作動は、モータ１６４８の正転動作及び切断部材の前進をもたらす。発射中、プライマリプロセッサ１６０６は、位置エンコーダ１６４０から電力を除くためにＦＥＴスイッチ１６５１を閉じる。１つ又は２つ以上の回路部品の停止によって、より多くの電力をモータ１６４８に供給できるようになる。発射トリガが解放されたとき、例えば、ＦＥＴスイッチ１６５１を閉じて位置エンコーダ１６４０を再び作動させることによって、停止した部品にフルパワーを戻す。
いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１６０４は、セグメント化回路１６００の動作を制御する。例えば、安全プロセッサ１６０４は、セグメント化回路１６００の順次電源投入を開始してもよく、セグメント化回路１６００のスリープモードへの移行及びスリープモードからの移行を開始してもよく、かつ／又はプライマリプロセッサ１６０６からの１つ又は２つ以上の制御信号をオーバーライドしてもよい。例えば、例示された実施形態において、安全プロセッサ１６０４は、降圧コンバータ１６１６に連結される。安全プロセッサ１６０４は、セグメント化回路１６００の残りに電力を供給するための降圧コンバータ１６１６を作動又は停止させることによって、セグメント化回路１６００の動作を制御する。
図１４に、順次通電されるように構成された複数のデイジーチェーン電力コンバータ１７１４、１７１６、１７１８を備える電源システム１７００の一実施形態を例示した。複数のデイジーチェーン電力コンバータ１７１４、１７１６、１７１８は、最初の電源投入中、及び／又はスリープモードからの移行中に、例えば、安全プロセッサによって順次作動されてもよい。安全プロセッサは、独立した電力コンバータ（図示せず）によって電力供給されてもよい。例えば、一実施形態において、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴが電源システム１７００に連結されており、かつ／又は加速度計がスリープモード中に動きを検知したとき、安全プロセッサは、デイジーチェーン電力コンバータ１７１４、１７１６、１７１８の順次起動を開始する。安全プロセッサは、１３Ｖ昇圧部１７１８を作動させる。昇圧部１７１８は、通電され、自己点検を実行する。いくつかの実施形態において、昇圧部１７１８は、電源電圧を昇圧し、自己点検を実行するように構成された集積回路１７２０を備える。ダイオードＤは、昇圧部１７１８が自己点検を完了し、昇圧部１７１８がいずれのエラーも識別しなかったことを示す信号をダイオードＤに提供するまで、５Ｖ供給部１７１６への電源投入を防ぐ。いくつかの実施形態において、この信号は、安全プロセッサによって提供される。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
５Ｖ供給部１７１６は、昇圧部１７１８の後に順次電源投入される。５Ｖ供給部１７１６は、５Ｖ供給部１７１６でのあらゆるエラーを特定するために電源投入中に自己点検を実行する。５Ｖ供給部１７１６は、昇圧電圧から降圧電圧を供給し、エラーチェックを実行するように構成された集積回路１７１５を備える。エラーが検知されないとき、５Ｖ供給部１７１６は、順次電源投入を完了し、３．３Ｖ供給部１７１４に作動信号を提供する。いくつかの実施形態において、安全プロセッサは、３．３Ｖ供給部１７１４に作動信号を提供する。３．３Ｖ供給部１７１４は、５Ｖ供給部１７１６から降圧電圧を供給し、電源投入中に自己エラーチェックを実行するように構成された集積回路１７１３を備える。自己点検中にエラーが検知されないとき、３．３Ｖ供給部１７１４は、プライマリプロセッサに電力を供給する。プライマリプロセッサは、残りのそれぞれの回路セグメントに順次通電するように構成されている。電源システム１７００及び／又はセグメント化回路の残りの部分に順次通電することによって、電源システム１７００は、エラーリスクを低減し、負荷が加えられる前に電圧レベルを安定化させることができ、全てのハードウェアに制御されないやり方で同時に電源投入することによる大電流消費を防ぐ。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
いくつかの実施形態において、電源システム１７００は、過電圧識別及び緩和回路を備える。過電圧識別及び緩和回路は、手術用器具における単極リターン電流（monopolar return current）を検知し、単極リターン電流が検知されたときに、電源セグメントからの電力を遮断するように構成されている過電圧識別及び緩和回路は、電源システムのグランド浮きを識別するように構成されている。過電圧識別及び緩和回路は、金属酸化物バリスタを含む。過電圧識別及び緩和回路は、少なくとも１つの過渡電圧抑制ダイオードを含む。
図１５に、孤立した制御部１８０２を備えるセグメント化回路１８００の一実施形態を例示した。孤立した制御部１８０２は、セグメント化回路１８００の電源部（図示せず）からセグメント化回路１８００の制御ハードウェアを孤立させる。制御部１８０２は、例えば、プライマリプロセッサ１８０６、安全プロセッサ（図示せず）、及び／又は、例えば、ＦＥＴスイッチ１８１７などの更なる制御ハードウェアを備える。電源部は、例えば、モータ、モータドライバ、及び／又は複数のモータＭＯＳＦＥＴＳを備える。孤立した制御部１８０２は、５Ｖ電力コンバータ１８１６に連結された充電回路１８０３及び充電式バッテリ１８０８を備える。充電回路１８０３及び充電式バッテリ１８０８は、電源部からプライマリプロセッサ１８０６を孤立させる。いくつかの実施形態において、充電式バッテリ１８０８は、安全プロセッサ及び任意の更なる支援ハードウェアに連結される。制御部１８０２を電源部から孤立させることにより、たとえ主電源が取り外された場合であっても、例えば、プライマリプロセッサ１８０６などの制御部１８０２が作動し続けることができ、制御部１８０２にノイズが入らないようにするフィルタが、充電式バッテリ１８０８によって提供され、モータ負荷が高いときであってもバッテリ電圧における激しい変動から制御部１８０２を孤立させて、適切な動作が確保され、かつ／又はセグメント化回路１８００がリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）を使用できるようになる。いくつかの実施形態において、充電式バッテリ１８０８は、プライマリプロセッサに、例えば、３．３Ｖなどの降圧電圧を供給する。しかし、実施形態は、本明細書の文脈で記載された特定の１つ又は複数の電圧範囲に限定されない。
図１７に、例えば、図５に例示されたセグメント化回路１１００などのセグメント化回路の順次起動プロセスの一実施形態を例示した。順次起動プロセス１８２０は、１つ又は２つ以上のセンサがスリープモードから動作モードへの移行を開始したときに始動する。１つ又は２つ以上のセンサが状態変化の検知を中断したとき（１８２２）、タイマが起動する（１８２４）。タイマは、手術用器具２０００の最後の動き／相互作用が１つ又は２つ以上のセンサによって検知されてからの時間をカウントする。タイマカウントは、例えば、安全プロセッサ１１０４などによって、スリープモード段階の表と比較される（１８２６）。タイマカウントがスリープモード段階への移行に関する１つ又は２つ以上のカウントを超えるとき（１８２８ａ）、安全プロセッサ１１０４は、セグメント化回路１１００の通電を中断し（１８３０）、セグメント化回路１１００を対応するスリープモード段階に移行させる。タイマカウントがスリープモード段階に関する閾値のいずれをも下回るとき（１８２８ｂ）、セグメント化回路１１００は、次の回路セグメントの順次通電を継続する（１８３２）。
図５を再度参照すると、いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、手術用器具の不適切な保管及び／又は取り扱いを検知するための１つ又は２つ以上の環境センサを備える。例えば、一実施形態において、セグメント化回路１１００は、温度センサを備える。温度センサは、セグメント化回路１１００が暴露された最高温度及び／又は最低温度を検知するように構成されている。手術用器具２０００及びセグメント化回路１１００は、最高温度及び／又は最低温度への設計限界暴露を含む。手術用器具２０００が限界を超える温度、例えば、滅菌技法中の最大限度を超える温度に暴露されたとき、温度センサは、過剰暴露を検知し、装置の動作を防ぐ。温度センサとしては、例えば、所定閾値を超える温度に暴露されたときに手術用器具２０００を無効化するように構成されたバイメタル片、温度データを保存し、安全プロセッサ１１０４に温度データを提供するように構成された固体温度センサ、及び／又は任意の他の好適な温度センサを挙げることができる。
いくつかの実施形態において、加速度計１１２２が、環境安全センサとして構成される。加速度計１１２２は、手術用器具２０００によって経験された加速度を記録する。所定閾値を超える加速度は、例えば、手術用器具が落下したことを示唆する場合がある。手術用器具は、加速度の最大許容値を含む。加速度計１１２２が加速度の最大許容値を超える加速度を検知したとき、安全プロセッサ１１０４は、手術用器具２０００の動作を防ぐ。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、水分センサを備える。水分センサは、セグメント化回路１１００がいつ水分に暴露されていたのかを示すように構成されている。水分センサとしては、例えば、手術用器具２０００がいつ完全に洗浄液体内に浸漬されていたのかを示すように構成された浸漬センサ、セグメント化回路１１００が通電されるときに、水分がセグメント化回路１１００と接触しているときに示すように構成された水分センサ、及び／又は任意の他の好適な水分センサを挙げることができる。
いくつかの実施形態において、セグメント化回路１１００は、化学物質暴露センサを備える。化学物質暴露センサは、手術用器具２０００がいつ有害なかつ／又は危険な化学物質と接触していたのかを示すように構成されている。例えば、滅菌処置中に、手術用器具２０００の劣化につながる不適切な化学物質が使用される恐れがある。化学物質暴露センサは、手術用器具２０００の動作を防ぎ得る、安全プロセッサ１１０４に不適切な化学物質の暴露を示してもよい。
セグメント化回路１１００は、使用サイクル数を監視するように構成されている。例えば、一実施形態において、バッテリ１１０８は、使用サイクルカウントを監視するように構成された回路を備える。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１１０４は、使用サイクルカウントを監視するように構成されている。使用サイクルは、例えば、手術用器具２０００で使用されたシャフト２００４の数、手術用器具２０００によって挿入されたかつ／若しくは展開されたカートリッジ数、及び／又は手術用器具２０００の発射数などの、手術用器具によって開始された手術事象を含んでもよい。いくつかの実施形態において、使用サイクルは、例えば、衝突事象、不適切な保管条件及び／若しくは不適切な化学物質への暴露、滅菌プロセス、洗浄プロセス、並びに／又は再調整プロセスなどの環境事象を含んでもよい。いくつかの実施形態において、使用サイクルは、電源アセンブリ（例えば、バッテリパック）の交換及び／又は充電サイクルを含んでもよい。
セグメント化回路１１００は、全ての定義された使用サイクルの全使用サイクルカウントを維持していてもよいし、かつ／又は１つ又は２つ以上の定義された使用サイクルに関する個々の使用サイクルカウントを維持していてもよい。例えば、一実施形態において、セグメント化回路１１００は、手術用器具２０００によって開始された全ての手術事象に関する単一の使用サイクルカウント及び手術用器具２０００によって経験されたそれぞれの環境事象の個々の使用サイクルカウントを維持してもよい。使用サイクルカウントは、セグメント化回路１１００によって１つ又は２つ以上の動作を実行するために使用される。例えば、使用サイクルカウントは、使用サイクル数が所定閾値を超えたとき、又は不適切な環境事象への暴露が検知されたとき、例えば、バッテリ１１０８を無効化することによって、セグメント化回路１１００を無効化するために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、使用サイクルカウントは、手術用器具２０００の推奨されたかつ／又は必須の保守点検が必要となるときを示すために使用される。
図１８は、例えば、図１２に例示したセグメント化制御回路１６０２などのセグメント化回路を備えた手術用器具を制御するための方法１９５０の一実施形態の例示である。１９５２で、電源アセンブリ１６０８は、手術用器具に連結される。電源アセンブリ１６０８は、例えば、図１〜図３に例示された電源アセンブリ２００６などの任意の好適なバッテリを備えてもよい。電源アセンブリ１６０８は、セグメント化制御回路１６０２に電源電圧を供給するように構成されている。電源電圧は、例えば、１２Ｖなどの任意の好適な電圧を含んでもよい。１９５４で、電源アセンブリ１６０８は、昇圧コンバータ１６１８に通電する。昇圧コンバータ１６１８は、設定電圧を供給するように構成されている。設定電圧は、電源アセンブリ１６０８によって供給される電源電圧よりも大きな電圧を含む。例えば、いくつかの実施形態において、設定電圧は、１３Ｖの電圧を含む。第３の工程１９５６において、昇圧コンバータ１６１８は、１つ又は２つ以上の回路部品に１つ又は２つ以上の動作電圧を供給するための、１つ又は２つ以上の電圧レギュレータに通電する。動作電圧は、昇圧コンバータによって供給された設定電圧より低い電圧を含む。
いくつかの実施形態において、昇圧コンバータ１６１８は、第１の動作電圧を供給するように構成された第１の電圧レギュレータ１６１６に連結される。第１の電圧レギュレータ１６１６によって供給された第１の動作電圧は、昇圧コンバータによって供給された設定電圧より低い。例えば、いくつかの実施形態において、第１の動作電圧は、５Ｖの電圧を含む。いくつかの実施形態において、昇圧コンバータは、第２の電圧レギュレータ１６１４に連結される。第２の電圧レギュレータ１６１４は、第２の動作電圧を供給するように構成されている。第２の動作電圧は、設定電圧及び第１の動作電圧より低い電圧を含む。例えば、いくつかの実施形態において、第２の動作電圧は、３．３Ｖの電圧を含む。いくつかの実施形態において、バッテリ１６０８、昇圧コンバータ１６１８、第１の電圧レギュレータ１６１６、及び第２の電圧レギュレータ１６１４は、デイジーチェーン構成に構成されている。バッテリ１６０８は、昇圧コンバータ１６１８に電源電圧を供給する。昇圧コンバータ１６１８は、電源電圧を設定電圧に昇圧する。昇圧コンバータ１６１８は、設定電圧を第１の電圧レギュレータ１６１６に供給する。第１の電圧レギュレータ１６１６は、第１の動作電圧を生成し、第２の電圧レギュレータ１６１４に第１の動作電圧を供給する。第２の電圧レギュレータ１６１４は、第２の動作電圧を生成する。
いくつかの実施形態において、１つ又は２つ以上の回路部品は、昇圧コンバータ１６１８によって直接通電される。例えば、いくつかの実施形態において、ＯＬＥＤディスプレイ１６８８が、昇圧コンバータ１６１８に直接連結される。昇圧コンバータ１６１８は、ＯＬＥＤディスプレイ１６８８に設定電圧を供給し、これによりＯＬＥＤがそれ自身に一体化された電力生成部を持つ必要がなくなる。いくつかの実施形態において、例えば、図５に例示された安全プロセッサ１６０４などのプロセッサは、昇圧コンバータ１６１８及び／又は１つ又は２つ以上の電圧レギュレータ１６１６、１６１４によって供給された電圧を検証する。安全プロセッサ１６０４は、昇圧コンバータ１６１８及び電圧レギュレータ１６１６、１６１４のそれぞれによって供給された電圧を検証するように構成されている。いくつかの実施形態において、安全プロセッサ１６０４は、設定電圧を検証する。設定電圧が第１の所定値以上のとき、安全プロセッサ１６０４は、第１の電圧レギュレータ１６１６に通電する。安全プロセッサ１６０４は、第１の電圧レギュレータ１６１６によって供給された第１の動作電圧を検証する。第１の動作電圧が第２の所定値以上のとき、安全プロセッサ１６０４は、第２の電圧レギュレータ１６１４に通電する。安全プロセッサ１６０４は、第２の動作電圧を検証する。第２の動作電圧が第３の所定値以上のとき、安全プロセッサ１６０４は、セグメント化回路１６００の残りのそれぞれの回路部品に通電する。
本明細書に記載された主題の様々な態様は、セグメント化回路及び可変電圧保護を通じた手術用器具の電源管理の制御方法に関する。一実施形態における、プライマリプロセッサ、安全プロセッサ、及びプライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路を備える手術用器具における電源管理の制御方法であって、複数の回路セグメントは、電源セグメントを備え、該方法は、電源セグメントによってそれぞれのセグメントの可変電圧制御を提供することを含む、方法。一実施形態において、本方法は、昇圧コンバータを備える電源セグメントによって、セグメント電圧のうちの少なくとも１つのセグメント電圧について、電力の安定を提供することを含む。本方法はまた、昇圧コンバータによって、プライマリプロセッサ及び安全プロセッサに電力の安定をもたらすことを含む。本方法はまた、昇圧コンバータによって、プライマリプロセッサ及び安全プロセッサに対して、複数の回路セグメントの電力消費とは独立した、所定閾値を超える、一定電圧を供給することを含む。本方法はまた、過電圧識別及び緩和回路によって、手術用器具における単極リターン電流を検知し、該単極リターン電流が検知されたときに、電源セグメントからの電力を遮断することを含む。本方法はまた、過電圧識別及び緩和回路によって、電源システムのグランド浮きを識別することを含む。
別の実施形態において、本方法はまた、電源セグメントによって、複数のそれぞれの回路セグメントを順次通電すること、及び、連続する回路セグメントに通電する前にそれぞれの回路セグメントのエラーチェックを行うことを含む。本方法はまた、電源セグメントに連結された電源によって安全プロセッサに通電すること、安全プロセッサが通電されたときに安全プロセッサによってエラーチェックが行われること、及び安全プロセッサが実行してエラーチェック中にエラーが検知されなかったときにプライマリプロセッサに通電することを含む。本方法はまた、プライマリプロセッサが通電されたときにプライマリプロセッサによってエラーチェックが行われることを含み、エラーチェック中にエラーが検知されなかったときに、プライマリプロセッサによってそれぞれの複数の回路セグメントが順次通電される。本方法はまた、プライマリプロセッサによってそれぞれの複数の回路セグメントのエラーチェックを行うことを含む。
別の実施形態において、本方法は、電源が電源セグメントに接続されたときに昇圧コンバータによって安全プロセッサが通電されること、安全プロセッサによってエラーチェックが実行されること、及び、エラーチェック中にエラーが検知されなかったときに、安全プロセッサによってプライマリプロセッサが通電されることを含む。本方法はまた、プライマリプロセッサによってエラーチェックが実行されること、及び、エラーチェック中にエラーが検知されなかったときに、プライマリプロセッサによってそれぞれの複数の回路セグメントが順次通電されることを含む。本方法はまた、プライマリプロセッサによってそれぞれの複数の回路セグメントのエラーチェックを行うことを含む。
別の実施形態において、本方法はまた、電源セグメントによってプライマリプロセッサにセグメント電圧を供給すること、それぞれのセグメントの可変電圧保護を提供すること、昇圧コンバータによって少なくとも１つのセグメント電圧、過電圧識別器、及び緩和回路の電力の安定をもたらすこと、電源セグメントによってそれぞれの複数の回路セグメントに順次通電すること、及び、連続する回路セグメントに通電する前にそれぞれの回路セグメントにエラーチェックが行われることを含む。
本明細書に記載の主題の様々な態様は、安全プロセッサを有する手術用器具制御回路の制御方法に関する。一実施形態における、プライマリプロセッサ、プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサ、及びプライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路を備える制御回路を備える手術用器具の制御方法であって、該方法は、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視することを含む方法。本方法はまた、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを検証すること、及び、プライマリプロセッサによって生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、１つ又は２つ以上のパラメータを検証することを含む。本方法は、安全プロセッサによって切断部材の速度を検証することを更に含む。本方法はまた、第１のセンサによって、手術用器具の第１の特性を監視すること、第２のセンサによって、手術用器具の第２の特性を監視することを含み、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、安全プロセッサと信号通信する。本方法はまた、故障が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの少なくとも１つの動作が防がれることを含み、故障は、所定の関係性に整合しない値を有する第１の特性及び第２の特性を含む。本方法はまた、ホール効果センサによって切断部材の位置を監視すること、及び、モータ電流センサによってモータ電流を監視することを含む。
別の実施形態において、本方法は、安全プロセッサによって、１つ又は２つ以上のパラメータの検証と、プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによってモータセグメントの動作を防ぐこと、及び、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによってモータセグメントの正転動作を防ぐこと、及び、故障が検知されたときに、安全プロセッサによってモータセグメントの反転動作を可能にすることを含む。
別の実施形態において、セグメント化回路は、モータセグメント及び電源セグメントを備え、本方法は、モータセグメントによって手術用器具の１つ又は２つ以上の機械的動作を制御すること、及び、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを検証すること、及び、プライマリプロセッサによって生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、１つ又は２つ以上のパラメータを、安全プロセッサによって独立に検証することを含む。
別の実施形態において、本方法はまた、安全プロセッサによって切断部材の速度を独立に検証することを含む。本方法はまた、第１のセンサによって手術用器具の第１の特性を監視すること、第２のセンサによって手術用器具の第２の特性を監視することを含み、第１の特性及び第２の特性は、所定の関係性を含み、第１のセンサ及び第２のセンサは、安全プロセッサと信号通信し、故障は、所定の関係性に整合しない値を有する第１の特性及び第２の特性を含み、安全プロセッサによって故障が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの少なくとも１つの動作が防がれることを含む。本方法はまた、ホール効果センサによって切断部材の位置を監視すること、及び、モータ電流センサによってモータ電流を監視することを含む。
別の実施形態において、本方法は、安全プロセッサによって、１つ又は２つ以上のパラメータの検証と、プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによってモータセグメントの動作を防ぐこと、及び、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによってモータセグメントの正転動作を防ぐこと、及び、故障が検知されたときに、安全プロセッサによってモータセグメントの反転動作を可能にすることを含む。
別の実施形態において、本方法は、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの１つ又は２つ以上のパラメータを監視すること、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの１つ又は２つ以上のパラメータを検証すること、プライマリプロセッサによって生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、１つ又は２つ以上のパラメータを安全プロセッサによって検証すること、及び、１つ又は２つ以上のパラメータの検証とプライマリプロセッサによって生成された１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つを無効化することを含む。本方法はまた、第１のセンサによって手術用器具の第１の特性を監視すること、第２のセンサによって手術用器具の第２の特性を監視することを含み、第１の特性及び第２の特性は、所定の関係性を含み、第１のセンサ及び第２のセンサは、安全プロセッサと信号通信し、故障は、所定の関係性に整合しない値を有する第１の特性及び第２の特性を含み、故障が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントの少なくとも１つの動作が防がれることを含む。本方法はまた、故障が検知されたとき、安全プロセッサによって、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することによって、モータセグメントの動作を防ぐことを含む。
本明細書に記載の主題の様々な態様は、セグメント化回路のスリープオプション及びウェイクアップ制御を介した手術用器具の電源管理の制御方法に関し、該手術用器具は、プライマリプロセッサ、プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサ、及びプライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路を備える制御回路を備え、該複数の回路セグメントは、電源セグメントを備え、該方法は、安全プロセッサによって、プライマリプロセッサ及び複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つを稼働モードからスリープモードに移行させること、及びスリープモードから稼働モードに移行させることを含む。本方法はまた、タイマによって最後のユーザ開始型事象からの時間を追跡すること、及び最後のユーザ開始型事象からの時間が所定閾値を超えたときに、安全プロセッサによってプライマリプロセッサ及び複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つをスリープモードに移行させること、を含む。本方法はまた、加速度計を備える加速度セグメントによって手術用器具の１つ又は２つ以上の動きを検知することを含む。本方法はまた、加速度セグメントによって検知された最後の動きからの時間を、タイマによって追跡することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによって、複数の回路セグメントをスリープモードに移行させるときに、加速度セグメントを稼働モードに維持することを含む。
他の実施形態において、本方法はまた、複数段階でスリープモードに移行することを含む。本方法はまた、第１の所定時間後にセグメント化回路を第１の段階に移行させてディスプレイセグメントのバックライトを暗くし、第２の所定時間後にセグメント化回路を第２の段階に移行させてバックライトを消灯し、第３の所定時間後にセグメント化回路を第３の段階に移行させて加速度計のポーリングレートを低下させ、第４の所定時間後にセグメント化回路を第４の段階に移行させてディスプレイを消し、手術用器具をスリープモードに移行させることを含む。
別の実施形態において、タッチセンサによって、ユーザが手術用器具に触れたことを検知すること、及び、安全プロセッサによって、ユーザが手術用器具に触れたことを該タッチセンサが検知したときに、プライマリプロセッサ及び複数の回路セグメントを、スリープモードから稼働モードに移行させること、を含む。本方法はまた、安全プロセッサによって、少なくとも１つのハンドル制御器を監視すること、安全プロセッサによって、該少なくとも１つのハンドル制御器が作動されたときに、プライマリプロセッサ及び複数の回路セグメントを、スリープモードから稼働モードに移行させることを含む。
別の実施形態において、本方法は、加速度計が所定閾値を超える手術用器具の動きを検知したときに、安全プロセッサによって手術用装置を稼働モードに移行させることを含む。本方法はまた、安全プロセッサによって、少なくとも第１の方向及び第２の方向における動きについて、加速度計を監視すること、並びに安全プロセッサによって、少なくとも該第１の方向及び該第２の方向において、所定閾値を超える動きが検知されたときに、手術用器具をスリープモードから動作モードに移行させることを含む。本方法はまた、安全プロセッサによって、第１の方向、第２の方向、及び第３の方向における所定閾値を超える振動運動について、加速度計を監視すること、及び安全プロセッサによって、所定閾値を超える第１の方向、第２の方向、及び該第３の方向における振動運動が検知されたときに、手術用器具をスリープモードから動作モードに移行させることを含む。本方法はまた、前の動きからの時間の増加とともに所定値を増加させることを含む。
別の実施形態において、本方法は、安全プロセッサによって、最後のユーザ開始型事象からの時間が所定閾値を超えたときに、プライマリプロセッサ及び複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを稼働モードからスリープモードに、また、スリープモードから稼働モードに移行させること、タイマによって、加速度セグメントによって検知された最後の動きからの時間を追跡すること、及び加速度セグメントが所定閾値を超える手術用器具の動きを検知したとき、安全プロセッサによって、手術用装置を稼働モードに移行させることを含む。
別の実施形態において、手術用器具の制御方法は、最後のユーザ開始型事象からの時間を追跡すること、及び、最後のユーザ開始型事象からの時間が所定閾値を超えたときに、安全プロセッサによってディスプレイのバックライトを無効化することを含む。本方法はまた、安全プロセッサによって、ディスプレイのバックライトを点滅させて、ディスプレイを見るようにユーザに対して指示することを含む。
本明細書に記載される主題の様々な態様は、滅菌検証回路を介した手術用器具の滅菌の検証方法であって、手術用器具は、プライマリプロセッサ、プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサ、及びプライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路を備える制御回路を備え、複数の回路セグメントは、保管検証セグメントを備え、該方法は、手術用器具がいつ適切に保管及び滅菌されていたのかを示すことを含む、方法に関する。本方法はまた、少なくとも１つのセンサによって、１つ又は２つ以上の不適切な保管又は滅菌パラメータを検知することを含む。本方法はまた、落下防止センサによって、器具が落下したときに検知すること、及び、手術用器具が落下したことを落下防止センサが検知したときに、安全プロセッサによって、複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの動作を防ぐことを含む。本方法はまた、温度センサによって所定閾値を超える温度が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの動作を防ぐことを含む。本方法はまた、温度センサが所定閾値を超える温度を検知したときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの動作を防ぐことを含む。
別の実施形態において、本方法は、水分検知センサが水分を検知したときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの動作を制御することを含む。本方法はまた、水分検知センサによってオートクレーブサイクルを検知すること、及び、オートクレーブサイクルが検知されるまで、安全プロセッサによって手術用器具の動作を防ぐことを含む。本方法はまた、段階的な回路起動中に水分が検知されたときに、安全プロセッサによって複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの動作を防ぐことを含む。
別の実施形態において、本方法は、手術用器具がいつ適切に滅菌されていたのかを、滅菌検証セグメントを備える複数の回路セグメントによって示すことを含む。本方法はまた、滅菌検証セグメントの少なくとも１つのセンサによって手術用器具の滅菌を検知することを含む。本方法はまた、手術用器具がいつ適切に保管されていたのかを、保管検証セグメントによって示すことを含む。本方法はまた、手術用器具の不適切な保管を保管検証セグメントの少なくとも１つのセンサによって検知することを含む。
以下の全ての開示内容が参照によって本明細書に援用される。
１９９５年４月４日に発行された米国特許第５，４０３，３１２号、名称「ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＥＭＯＳＴＡＴＩＣ ＤＥＶＩＣＥ」、
２００６年２月２１日に発行された米国特許第７，０００，８１８号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＳＥＰＡＲＡＴＥ ＤＩＳＴＩＮＣＴ ＣＬＯＳＩＮＧ ＡＮＤ ＦＩＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
２００８年９月９日に発行された米国特許第７，４２２，１３９号、名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＴＡＣＴＩＬＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＦＥＥＤＢＡＣＫ」、
２００８年１２月１６日に発行された米国特許第７，４６４，８４９号、名称「ＥＬＥＣＴＲＯ−ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＣＬＯＳＵＲＥ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＡＮＶＩＬ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ」、
２０１０年３月２日に発行された米国特許第７，６７０，３３４号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」、
２０１０年７月１３日に発行された米国特許第７，７５３，２４５号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
２０１３年３月１２日に発行された米国特許第８，３９３，５１４号、名称「ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＯＲＩＥＮＴＡＢＬＥ ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＦＡＳＴＥＮＥＲ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」、
米国特許出願第１１／３４３，８０３号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、
２００８年２月１４日に出願された米国特許出願第１２／０３１，５７３号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＲＦ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」、
現在は米国特許第７，９８０，４４３号である、２００８年２月１５日に出願された米国特許出願第１２／０３１，８７３号、名称「ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲＳ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
現在は米国特許第８，２１０，４１１号である、米国特許出願第１２／２３５，７８２号、名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
現在は米国特許出願公開第２０１０／００８９９７０号である、米国特許出願第１２／２４９，１１７号、名称「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＷＩＴＨ ＭＡＮＵＡＬＬＹ ＲＥＴＲＡＣＴＡＢＬＥ ＦＩＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」、
２００９年１２月２４日に出願された米国特許出願第１２／６４７，１００号、名称「ＭＯＴＯＲ−ＤＲＩＶＥＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」、
現在は米国特許出願公開第２０１２／００７４１９８号である、２０１２年９月２９日に出願された米国特許出願第１２／８９３，４６１号、名称「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」、
現在は米国特許出願公開第２０１１／０２２６８３７号である、２０１１年２月２８日に出願された米国特許出願第１３／０３６，６４７号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
現在は米国特許出願公開第２０１２／０２９８７１９号である、米国特許出願第１３／１１８，２４１号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＳＴＡＰＬＥ ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、
２０１２年６月１５日に出願された米国特許出願第１３／５２４，０４９号、名称「ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＦＩＲＩＮＧ ＤＲＩＶＥ」、
２０１３年３月１３日に出願された米国特許出願第１３／８００，０２５号、名称「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」、
２０１３年３月１３日に出願された米国特許出願第１３／８００，０６７号、名称「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」、
２００６年１月３１日に出願された米国特許出願公開第２００７／０１７５９５５号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＣＬＯＳＵＲＥ ＴＲＩＧＧＥＲ ＬＯＣＫＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」、及び
２０１０年４月２２日に出願された米国特許出願公開第２０１０／０２６４１９４号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＡＢＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」。
様々な実施形態に従って、本明細書に記載の手術用器具は、様々なセンサと連結された１つ又は２つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えてもよい。加えて、１つ又は複数のプロセッサに、（動作論理を有する）記憶装置及び通信インターフェースが、互いに連結される。
前述したとおり、センサは、手術用装置に関連付けられるデータを検知して収集するように構成されてもよい。プロセッサは、その１つ又は複数のセンサから受信したセンサデータを処理する。
プロセッサは、動作論理を実行するように構成されてもよい。プロセッサは、当該技術分野で知られている多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうちの任意のものであってよい。記憶装置は、動作論理の永久及び一時（ワーキング）コピーを記憶するように構成された揮発性及び不揮発性記憶媒体を備えてもよい。
様々な実施形態において、動作論理は、上記のとおり、ユーザの動きのデータと関連付けられる収集された生体測定値を処理するように構成されてもよい。様々な実施形態において、動作論理は、初期の処理を実施し、アプリケーションをホストするコンピュータにデータを伝送して命令を判断及び生成するように構成されてもよい。これらの実施形態の場合、動作論理は、ホストコンピュータから情報を受信し、ホストコンピュータにフィードバックを提供するように更に構成されてもよい。別の実施形態において、動作論理は、情報を受信しフィードバックを判定する上でより大きな役割を負うように構成されてもよい。いずれの場合も、それ自体で判定するか、ホストコンピュータからの命令に応答するかにかかわらず、動作論理は、ユーザへのフィードバックを制御及び提供するように更に構成されてもよい。
様々な実施形態において、動作論理は、プロセッサの命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）によってサポートされる命令によって実装してもよいし、又は高水準言語によって実装して、サポートされるＩＳＡにコンパイルしてもよい。動作論理は、１つ又は２つ以上の論理ユニット又はモジュールを含んでもよい。動作論理は、オブジェクト指向の方式で実装されてもよい。動作論理は、マルチタスキング及び／又はマルチスレッド方式で実行されるように構成されてもよい。他の実施形態において、動作論理は、ゲートアレイなどのハードウェアに実装されてもよい。
様々な実施形態において、通信インターフェースは、周辺装置とコンピューティングシステムとの間の通信を促進するように構成されてもよい。この通信は、ユーザの１つ又は複数の身体部位の位置、姿勢、及び／又は運動データに関連する収集済みの生体データをホストコンピュータに伝送すること、並びに、触覚フィードバックに関連するデータをホストコンピュータから周辺装置へ伝送することを含んでもよい。様々な実施形態において、通信インターフェースは、有線通信インターフェースであっても、無線通信インターフェースであってもよい。有線通信インターフェースの例には、限定するものではないが、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを挙げることができる。無線通信インターフェースの例には、限定するものではないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェースを挙げることができる。
様々な実施形態に対し、プロセッサは動作論理とともにパッケージ化されてもよい。様々な実施形態において、プロセッサは、動作論理とともにパッケージ化されてシステムインパッケージ（ＳｉＰ）を形成してもよい。様々な実施形態において、プロセッサは、動作論理とともに同じダイに統合されてもよい。様々な実施形態において、プロセッサは、動作論理とともにパッケージ化されてシステムオンチップ（ＳｏＣ）を形成してもよい。
本明細書では、様々な実施形態が、プロセッサによって実行されているソフトウェア、プログラムモジュール、及び／又はエンジンなど、コンピュータ実行可能な命令の一般的な文脈において記載され得る。一般的に、ソフトウェア、プログラムモジュール、及び／又はエンジンは、特定の動作を行う又は特定の抽象データ型を実装するように構成された任意のソフトウェア要素を含む。ソフトウェア、プログラムモジュール、及び／又はエンジンは、特定のタスクを行う又は特定の抽象データ型を実現するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含み得る。ソフトウェア、プログラムモジュール、及び／又はエンジンコンポーネント並びに方法の実施は、コンピュータ読取可能媒体のいくつかの形態にわたって記憶及び／又は送信されてもよい。この点において、コンピュータ読取可能媒体は、計算機が情報を記憶してアクセスできるように使用可能な任意の入手可能な１つ又は複数の媒体であることができる。いくつかの実施形態は更に、演算が通信ネットワークを通して接続される１つ又は２つ以上の遠隔処理装置によって行われる分散コンピューティング環境にて実行されてもよい。分散コンピューティング環境では、ソフトウェア、プログラムモジュール、及び／又はエンジンは、メモリ記憶デバイスを含むローカル及び遠隔コンピュータ記憶媒体の両方に配されていてもよい。情報及びプロセッサで実行される命令を記憶するために、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置などのメモリが用いられてもよい。メモリはまた、プロセッサによって実行するための命令の実行の際、一時変数又は他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。
いくつかの実施形態は様々な動作を行う機能コンポーネント、ソフトウェア、エンジン、及び／又はモジュールを備えるように例示及び記載されるが、このようなコンポーネント又はモジュールは１つ又は２つ以上のハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、及び／又はその組み合わせから実装されてもよいことが理解されるであろう。機能コンポーネント、ソフトウェア、エンジン、及び／又はモジュールは、例えば、ロジックデバイス（例えば、プロセッサ）によって実行するための、論理（例えば、指示、データ、及び／又はコード）によって実装されてもよい。このような論理は、１種類又は２種類以上のコンピュータ読取可能記憶媒体上に、ロジックデバイスに対して内部的に又は外部的に記憶されてよい。他の実施形態では、ソフトウェア、エンジン、及び／又はモジュールなどの機能コンポーネントは、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路要素（例えば、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体装置、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含み得るハードウェア要素によって実装されてもよい。
ソフトウェア、エンジン、及び／又はモジュールの例としては、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、機械プログラム、オペレーションシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、関数、方法、手順、ソフトウェアインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）、指示セット、計算コード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、文字、値、記号、又はその任意の組み合わせを挙げることができる。実施形態をハードウェア要素及び／又はソフトウェア要素のどちらで実装するのかの判断は、所望の計算速度、動力レベル、耐熱性、処理サイクル予算、入力データレート、出力データレート、メモリリソース、データバス速度及びその他の設計又は性能上の制限などの、任意の数の要因によって変化し得る。
本明細書で説明したモジュールのうちの１つ又は２つ以上が、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせとして実装された１つ又は２つ以上の組み込みアプリケーションを備えてもよい。本明細書で記述したモジュールのうちの１つ又は２つ以上が、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）など、様々な実行可能モジュールを含んでもよい。ファームウェアは、ビットマスクされた読出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ内など、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）を含み得る、コントローラ２０１６及び／又はコントローラ２０２２のメモリ内に記憶されてもよい。様々な実施において、ファームウェアをＲＯＭ内に記憶することで、フラッシュメモリを長持ちさせることができる。不揮発性メモリ（ＮＶＭ）は、例えば、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又は、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）、及び／若しくはシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などのバッテリバックアップ型のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含め、他の種類のメモリを含んでもよい。
いくつかの場合では、様々な実施形態は製品として実装されてもよい。製品は、１つ又は２つ以上の実施形態の様々な動作を行うための論理、指示及び／又はデータを記憶するように構成されているコンピュータ読取可能記憶媒体を含んでいてもよい。様々な実施形態では、例えば、製品は、汎用プロセッサ又は特定用途向けプロセッサによって実行されるのに好適な、コンピュータプログラム命令を含む磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ又はファームウェアを備えていてもよい。それらの実施形態はしかしながら、この文脈に限定されない。
本明細書で開示する実施形態に関連して説明した各種の機能的要素、論理ブロック、モジュール及び回路素子の各機能は、処理装置で実行されるソフトウェア、制御モジュール、論理、及び／又は論理モジュールなど、コンピュータ実行可能な命令の一般的な状況で実装されてよい。一般に、ソフトウェア、制御モジュール、論理、及び／又は論理モジュールは、特定の動作を実施するように構成された任意のソフトウェア要素を含む。ソフトウェア、制御モジュール、論理、及び／又は論理モジュールは、特定のタスクを行う又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含み得る。ソフトウェア、制御モジュール、論理、並びに／又は論理モジュール及び技術の実装が、コンピュータ読取可能媒体のいくつかの形態にわたって記憶及び／又は送信されてもよい。この点において、コンピュータ読取可能媒体は、計算機が情報を記憶してアクセスできるように使用可能な任意の入手可能な１つ又は複数の媒体であることができる。いくつかの実施形態は更に、演算が通信ネットワークを通して接続される１つ又は２つ以上の遠隔処理装置によって行われる分散コンピューティング環境にて実行されてもよい。分散コンピューティング環境において、ソフトウェア、制御モジュール、論理、及び／又は論理モジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカル及び遠隔コンピュータ記憶媒体の両方に配されていてもよい。
それに加えて、本明細書で説明した実施形態は例示的な実施を示すものであり、また、機能要素、論理ブロック、モジュール、及び回路素子は、説明した実施形態と調和する様々な他の方式で実装され得ることが明らかとなろう。更に、そのような機能要素、論理ブロック、モジュール、及び回路素子によって実施される動作は、所与の実装のために、結合及び／又は分離されてもよく、また、より多数の又はより少数の構成要素又はモジュールによって実施されてもよい。当業者には本開示を読むと明らかとなるように、本明細書で説明及び図示した個々の実施形態はそれぞれ、本開示の範囲から逸脱することなく、容易に他のいくつかの態様のいずれかの特徴から分離され、またそれらの特徴と結合され得る、別個の構成要素及び特徴を有する。説明したいずれの方法も、説明した事象の順序で、あるいは論理的に可能な任意の他の順序で実行されてよい。
特筆すべきこととして、「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、その実施形態に関連して記述された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態において」又は「一態様において」という語句が本明細書に出現するが、これは必ずしも全てが同じ実施形態を指すものではない。
別段の定めがない限り、「処理する（processing）」、「計算する（computing）」、「算出する（calculating）」、「判定する（determining）」などの用語は、レジスタ及び／又はメモリ内に物理量として（例えば電子的に）表現されるデータを、メモリ、レジスタ又は他のそのような情報記憶装置、伝送又は表示装置内に物理量として同様に表現される他のデータへと、操作及び／又は変換する、本明細書で説明した各機能を実施するように設計された、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又は他のプログラマブル論理デバイス、個別のゲート若しくはトランジスタロジック、個別のハードウェア構成要素、又はそれらの任意の組み合わせなどの、コンピュータ若しくはコンピューティングシステム、又は同様の電子コンピューティングデバイスの動作及び／又はプロセスを指すものであることが明らかとなろう。
特筆すべきこととして、いくつかの実施形態は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語とともに用いて説明され得る。これらの用語は、互いに同義語となるように意図されたものではない。例えば、いくつかの実施形態は、２つ以上の要素が互いに直接、物理的又は電気的接触をなすことを示すために、「接続された」及び／又は「連結された」という用語を用いて説明され得る。「連結された」という用語はまた、しかしながら、２つ以上の要素が互いに直接、接触をなさないが、依然として互いに協働又は相互作用することをも意味してもよい。例えばソフトウェア要素に関して言えば、「連結された」という用語は、インターフェース、メッセージインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）、交換メッセージなどを指してもよい。
参照により本明細書に組みこまれると述べられた、いずれの特許、出版物、又は他の開示資料も、部分的にあるいは全体的に、その組み込まれた資料が既存の定義、記載内容、又は本開示に示した他の開示資料と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組みこまれることを理解されたい。このように及び必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載されている開示は、参照により本明細書に組みこまれる、いずれの矛盾する事物よりも優先されるものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとされるが、本明細書に記載される現行の定義、記載、又は他の開示と矛盾するあらゆる文献、又はそれらの部分は、援用文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。
開示した実施形態は、通常の内視鏡及び開放手術用器具における用途、並びにロボット支援手術における用途を有する。
本明細書で開示した装置の実施形態は、１回の使用後に処分されるように設計されてもよく、あるいは、それらの実施形態は、複数回使用されるように設計されてもよい。実施形態は、いずれかの場合において、又は両方の場合において、少なくとも１回の使用後に再利用のために再調整されてもよい。再調整には、装置の分解工程、それに続く特定の部品の洗浄又は交換工程、並びにその後の再組み立て工程の任意の組み合わせが含まれてもよい。特に、装置の各実施形態は分解されてもよく、また、装置の任意の個数の特定の部片又は部品が、任意の組み合わせで選択的に交換されるか、あるいは取り外されてもよい。特定の部品の洗浄及び／又は交換の際、装置の各実施形態は、再調整用の施設で、又は外科手技の直前に外科チームによって、後の使用のために再組立てされてよい。当業者であれば、装置の再調整において、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を使用できる点を認識するであろう。かかる技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置は、全て本出願の範囲内にある。
例に過ぎないが、本明細書で説明した実施形態は、手術前に処理されてもよい。まず、新品又は使用済みの器具が入手され、必要に応じて洗浄されてもよい。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され封止される容器に入れられる。次いで、容器と器具は、ガンマ放射線、Ｘ線、又は高エネルギー電子など、容器を透過し得る放射線の場に置かれてもよい。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させ得る。次いで、滅菌された器具は、滅菌容器内に格納することもできる。密封容器は、医療施設で開けられるまで、器具を滅菌状態に保つことができる。装置はまた、これらに限定されるものではないが、β線若しくはγ線、エチレンオキシド、又は水蒸気を含む、当該技術分野では既知の他の任意の技術を使用して滅菌することもできる。
当業者に理解されたいこととして、本明細書に記載した構成要素（例えば動作）、装置、目的、及びそれらに関連する議論は、構想を明らかにするための例として用いられており、様々な構成の変更が企図される。結果として、本明細書で用いるとき、記載した特定の例及びそれらに伴う議論は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、いずれかの特定の代表例を用いることは、その種類を代表することを意図したものであり、また、特定の構成要素（例えば動作）、装置、及び目的を含めないことは、限定するものと見なされるべきではない。
実質的に任意の複数及び／又は単数の用語を本明細書で用いることに関して言えば、当業者は、状況及び／又は用途に適切となるように、複数から単数へ、及び／又は単数から複数へ置き換えることができる。様々な単数／複数の置換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。
本明細書に記載する主題はときに、種々の他の構成要素の中に包含される、又はそれらと関連する種々の構成要素を示している。理解されたいこととして、そのように表現したアーキテクチャは単なる例であり、実際に、同じ機能性を達成する多数の他のアーキテクチャが実装されてもよい。構想の意味で、同じ機能性を達成する構成要素の任意の配列が、所望の機能性を達成するように効果的に「関連付け」られる。したがって、本明細書で特定の機能性を達成するように結合された任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間の構成要素に関わらず、所望の機能性を達成するように互いに「関連付け」られたと見なされてもよい。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されていると見なされることができ、また、そのように関連付けられることが可能な任意の２つの構成要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なされてもよい。動作可能に連結可能である特定の例には、限定するものではないが、物理的に嵌合可能及び／若しくは物理的に相互作用する構成要素、並びに／又は、無線式で相互作用可能及び／若しくは無線式で相互作用可能な構成要素、並びに／又は、論理的に相互作用する、及び／若しくは論理的に相互作用可能な構成要素が挙げられる。
いくつかの態様が、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語とともに用いて説明され得る。これらの用語は互いに同義語とすることを意図したものではないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、２つ以上の要素が互いに直接、物理的又は電気的接触をなすことを示すために、「接続された」という用語を用いて説明され得る。別の例において、いくつかの態様は、２つ以上の要素が直接、物理的又は電気的接触をなすことを示すために、「連結された」という用語を用いて説明されてもよい。「連結された」という用語はまた、しかしながら、２つ以上の要素が互いに直接、接触をなさないが、依然として互いに協働又は相互作用することをも意味してもよい。
場合によっては、１つ又は２つ以上の構成要素が、本明細書において、「ように構成されている」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適合される／適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である／適合される」などと呼ばれることがある。当業者であれば、「ように構成されている」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、稼働状態の構成要素及び／又は非稼働状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含することができることを理解するであろう。
本明細書に記述した主題の特定の態様が図示され説明されているが、当業者には明らかとなるように、本明細書における教示に基づいて、変更及び修正が、本明細書に記述した主題及びその広範な態様から逸脱することなくなされ得、したがって、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような変更及び修正を、本明細書に記述した主題の真の範囲内に含まれるものとして包含することになる。当業者には理解されることとして、一般に、本明細書で、そして特に添付の特許請求の範囲（例えば添付の特許請求の範囲の本文）で用いられる用語は概して「開放的」用語とすることを意図したものである（例えば、「含んで（including）」という用語は、「限定はしないが含んで（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有して（having）」という用語は「少なくとも有して（having at least）」として解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「限定はしないが含む（includes but is not limited to）」と解釈されるべきである、など）。更に、導入されたクレーム記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、そのような意図は当該クレーム中に明確に記載され、そのような記載がない場合は、そのような意図も存在しないことが当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲では、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ又は２つ以上の（one or more）」という導入句が、クレーム記載を導入するために含まれることがある。しかし、そのような語句の使用は、同一のクレームが導入句「１つ又は２つ以上の」又は「少なくとも１つの」及び「ａ」又は「ａｎ」のような不定冠詞（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つの」又は「１つ又は２つ以上の」を意味すると解釈されるべきである）を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」によるクレーム記載の導入が、そのように導入されたクレーム記載を含む任意の特定のクレームをそのような記載の１つのみを含むクレームに制限することを暗示していると解釈されるべきではなく、同様のことが、クレーム記載を導入するために使用される定冠詞の使用に対しても当てはまる。
更に、導入されたクレーム記載において特定の数が明示されている場合であっても、そのような記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するように解釈されるべきであることは、当業者には理解されよう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、この記載は、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する慣用表現が用いられる場合、一般的に、そのような構文は、当業者がその慣用表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全て、などを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する慣用表現が用いられる場合、一般的に、そのような構文は、当業者がその慣用表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全て、などを有するシステムを含む）。文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、通常、２つ以上の選択的な用語を表す選言的な語及び／又は句は、説明文内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきことが、当業者には更に理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は通常、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されよう。
添付の「特許請求の範囲」に関して言えば、当業者に明らかとなることとして、本明細書に記載される動作は一般に、任意の順序で実施されてよい。また、様々な動作上の流れが１つ又は複数のシーケンスで示されているが、理解されたいこととして、様々な動作は、例示した以外の順序で実施されてもよく、あるいは同時に実施されてもよい。そのような別の順序付けの例には、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、重複、交互配置、割込み、並べ替え、増加的、予備的、追加的、同時、逆、又は他の異なる順序付けを挙げることができる。更に、「に応答する」、「に関連する」、又は他の過去時制の形容詞は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、そのような変化形を除外するように意図するものではない。
本明細書に記述した構想を用いる結果として得られる多数の利点について概説した。１つ又は２つ以上の実施形態の上述の説明は、例示及び説明を目的として提示されたものである。網羅的なものにすること、又は、開示した厳密な形に限定することは意図されていない。上記の教示に照らして、修正又は変形が可能である。原理及び実際の応用を例示し、それによって、当業者が、企図される特定の用途に適するような様々な変更とともに様々な実施形態を利用できるように、１つ又は２つ以上の実施形態を選択して記載した。本明細書とともに提出される「特許請求の範囲」が全体的な範囲を規定することが意図されている。
〔実施の態様〕
（１） 手術用器具制御回路であって、
プライマリプロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成されている、手術用器具制御回路。
（２） 前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントの前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、前記安全プロセッサは、前記プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成されている、実施態様１に記載の制御回路。
（３） 前記安全プロセッサは、切断部材の速度を独立して検証するように構成されている、実施態様２に記載の制御回路。
（４） 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信する、実施態様３に記載の制御回路。
（５） 故障は、前記所定の関係性に整合しない値を有する前記第１の特性及び前記第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐように構成されている、実施態様４に記載の制御回路。
（６） 前記第１のセンサは、切断部材の位置を監視するように構成されたホール効果センサを含み、前記第２のセンサは、モータ電流を監視するように構成されたモータ電流センサを含む、実施態様４に記載の制御回路。
（７） 前記安全プロセッサは、前記１つ又は２つ以上のパラメータの前記検証と、前記プライマリプロセッサにより生成された前記１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、実施態様２に記載の制御回路。
（８） 前記安全プロセッサは、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することによって、該モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、実施態様７に記載の制御回路。
（９） 前記安全プロセッサは、前記故障が検知されたときに、モータセグメントの正転動作を防ぎ、かつ該モータセグメントの逆転動作を許容するように構成されている、実施態様７に記載の制御回路。
（１０） 手術用器具制御回路であって、
プライマリプロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該複数の回路セグメントは、
該手術用器具の１つ又は２つ以上の機械的動作を制御するように構成されたモータセグメントと、
電源セグメントと、を備え、
該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成されている、手術用器具制御回路。
（１１） 前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントの前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、前記安全プロセッサは、前記プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成されている、実施態様１０に記載の制御回路。
（１２） 前記安全プロセッサは、切断部材の速度を独立して検証するように構成されている、実施態様１１に記載の制御回路。
（１３） 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信し、故障は、該所定の関係性に整合しない値を有する該第１の特性及び該第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐように構成されている、実施態様１２に記載の制御回路。
（１４） 前記第１のセンサは、切断部材の位置を監視するように構成されたホール効果センサを含み、前記第２のセンサは、モータ電流を監視するように構成されたモータ電流センサを含む、実施態様１３に記載の制御回路。
（１５） 前記安全プロセッサは、前記１つ又は２つ以上のパラメータの前記検証と、前記プライマリプロセッサにより生成された前記１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、実施態様１１に記載の制御回路。
（１６） 前記安全プロセッサは、前記電源セグメントから前記モータセグメントへの電力流を遮断することによって、前記モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、実施態様１５に記載の制御回路。
（１７） 前記安全プロセッサは、前記故障が検知されたときに、前記モータセグメントの正転動作を防ぎ、かつ前記モータセグメントの逆転動作を許容するように構成されている、実施態様１５に記載の制御回路。
（１８） 手術用器具制御回路であって、
プライマリプロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成され、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの該１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、該安全プロセッサは、該プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、該１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、該安全プロセッサは、該１つ又は２つ以上のパラメータの該検証と、該プライマリプロセッサにより生成された該１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、該複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、手術用器具制御回路。
（１９） 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信し、故障は、該所定の関係性に整合しない値を有する該第１の特性及び該第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐ、実施態様１８に記載の制御回路。
（２０） 故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することによって、該モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、実施態様１９に記載の制御回路。

Claims (20)

  1. 手術用器具制御回路であって、
    プライマリプロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成されている、手術用器具制御回路。
  2. 前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントの前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、前記安全プロセッサは、前記プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成されている、請求項１に記載の制御回路。
  3. 前記安全プロセッサは、切断部材の速度を独立して検証するように構成されている、請求項２に記載の制御回路。
  4. 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
    前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信する、請求項３に記載の制御回路。
  5. 故障は、前記所定の関係性に整合しない値を有する前記第１の特性及び前記第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐように構成されている、請求項４に記載の制御回路。
  6. 前記第１のセンサは、切断部材の位置を監視するように構成されたホール効果センサを含み、前記第２のセンサは、モータ電流を監視するように構成されたモータ電流センサを含む、請求項４に記載の制御回路。
  7. 前記安全プロセッサは、前記１つ又は２つ以上のパラメータの前記検証と、前記プライマリプロセッサにより生成された前記１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、請求項２に記載の制御回路。
  8. 前記安全プロセッサは、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することによって、該モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、請求項７に記載の制御回路。
  9. 前記安全プロセッサは、前記故障が検知されたときに、モータセグメントの正転動作を防ぎ、かつ該モータセグメントの逆転動作を許容するように構成されている、請求項７に記載の制御回路。
  10. 手術用器具制御回路であって、
    プライマリプロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該複数の回路セグメントは、
    該手術用器具の１つ又は２つ以上の機械的動作を制御するように構成されたモータセグメントと、
    電源セグメントと、を備え、
    該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成されている、手術用器具制御回路。
  11. 前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントの前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、前記安全プロセッサは、前記プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、前記１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成されている、請求項１０に記載の制御回路。
  12. 前記安全プロセッサは、切断部材の速度を独立して検証するように構成されている、請求項１１に記載の制御回路。
  13. 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
    前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信し、故障は、該所定の関係性に整合しない値を有する該第１の特性及び該第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐように構成されている、請求項１２に記載の制御回路。
  14. 前記第１のセンサは、切断部材の位置を監視するように構成されたホール効果センサを含み、前記第２のセンサは、モータ電流を監視するように構成されたモータ電流センサを含む、請求項１３に記載の制御回路。
  15. 前記安全プロセッサは、前記１つ又は２つ以上のパラメータの前記検証と、前記プライマリプロセッサにより生成された前記１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、請求項１１に記載の制御回路。
  16. 前記安全プロセッサは、前記電源セグメントから前記モータセグメントへの電力流を遮断することによって、前記モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、請求項１５に記載の制御回路。
  17. 前記安全プロセッサは、前記故障が検知されたときに、前記モータセグメントの正転動作を防ぎ、かつ前記モータセグメントの逆転動作を許容するように構成されている、請求項１５に記載の制御回路。
  18. 手術用器具制御回路であって、
    プライマリプロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する安全プロセッサと、
    該プライマリプロセッサと信号通信する複数の回路セグメントを備えるセグメント化回路であって、該複数の回路セグメントは、該手術用器具の１つ又は２つ以上の動作を制御するように構成されている、セグメント化回路と、を備え、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成され、該安全プロセッサは、該複数の回路セグメントの該１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、該安全プロセッサは、該プライマリプロセッサにより生成された１つ又は２つ以上の制御信号とは独立して、該１つ又は２つ以上のパラメータを検証するように構成され、該安全プロセッサは、該１つ又は２つ以上のパラメータの該検証と、該プライマリプロセッサにより生成された該１つ又は２つ以上の制御信号との間に不一致が検知されたときに、該複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントを無効化するように構成されている、手術用器具制御回路。
  19. 前記手術用器具の第１の特性を監視するように構成された第１のセンサと、
    前記手術用器具の第２の特性を監視するように構成された第２のセンサと、を備え、該第１の特性及び該第２の特性は、所定の関係性を含み、該第１のセンサ及び該第２のセンサは、前記安全プロセッサと信号通信し、故障は、該所定の関係性に整合しない値を有する該第１の特性及び該第２の特性を含み、該故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、前記複数の回路セグメントのうちの少なくとも１つの回路セグメントの動作を防ぐ、請求項１８に記載の制御回路。
  20. 故障が検知されたとき、前記安全プロセッサは、電源セグメントからモータセグメントへの電力流を遮断することによって、該モータセグメントの動作を防ぐように構成されている、請求項１９に記載の制御回路。
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