JP2020062478A - 動力式外科手術用ステープル留めデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】動力式外科手術用ステープル留めデバイスを提供する。【解決手段】エンドエフェクタ１６０であって、第一の組織接触表面を有する第一の顎部材、該第一の顎部材の該第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する第二の顎部材であって、該第一の顎部材と該第二の顎部材とは、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である、第二の顎部材、および該第一の顎部材または該第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリであって、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている、検出アセンブリを備える、エンドエフェクタ。【選択図】図１

Description

関連出願の引用
本願は、米国特許出願第１３／７８８，２９３号（これは、２０１３年３月７日に出願された）の一部継続出願であり、これは、米国特許出願第１２／１８９，８３４号（これは、２００８年８月１２日に出願され、現在は放棄されている）の一部継続出願であり、これは、米国仮特許出願第６０／９９７，８５４号（これは、２００７年１０月５日に出願された）の利益および優先権を主張する。本願は、米国仮特許出願第６１／９４２，９３７号（これは、２０１４年２月２１日に出願された）に関連する。上記出願の各々の全内容は、本明細書中に参考として援用される。

背景
１．技術分野
本開示は、機械的外科手術用ファスナーを患者の組織内に埋め込むための外科手術用ステープラーに関し、そして特に、外科手術用ファスナーを組織内に発射するためにモータによって動力を与えられる外科手術用ステープラー、および１つ以上の感知されたフィードバック信号に応答してこのステープラーを制御するためのフィードバック制御器に関する。

２．関連技術の背景
現在公知であるデバイスは、組織をクランプするため、ならびに外科手術用ファスナーを組織内で展開および形成するために、代表的に、１０〜６０ポンドの手の力を必要とし得、これは、繰り返し使用するにつれて、外科医の手を疲労させ得る。外科手術用ファスナーを組織内に埋め込む、気体によって動力を与えられる空気式ステープラーは、当該分野において公知である。これらの器具のうちの特定のものは、トリガ機構に接続された加圧ガス供給源を利用する。このトリガ機構は、押下されると、単に加圧ガスを解放して、ファスナーを組織に埋め込む。

モータ動力式外科手術用ステープラーもまた、当該分野において公知である。これらとしては、モータを有する動力式外科手術用ステープラーが挙げられ、このモータが、ステープル発射機構を活性化させる。しかし、これらのモータ動力式デバイスは、そのステープル留めプロセスの制限された使用者制御を与えるのみである。この使用者は、このモータを活性化させるために、１個のスイッチおよび／またはボタンを切り替えることができるのみであり得、これによって、対応するトルクをこのステープラーの発射機構に加える。他の特定のデバイスにおいて、ステープラーを制御するために、制御器が使用される。

種々のセンサを備える新規かつ改善された動力式外科手術用ステープラーに対する必要性が、引き続き存在する。これらのセンサは、関連するフィードバックをフィードバック制御器に提供し、このフィードバック制御器は、ステープラー動作を表す感知されたフィードバック信号に応答して、この動力式ステープラーの種々のパラメータを自動的に調節する。

本発明は、例えば、以下を提供する：
（項目１）
エンドエフェクタであって、
第一の組織接触表面を有する第一の顎部材；
該第一の顎部材の該第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する第二の顎部材であって、該第一の顎部材と該第二の顎部材とは、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である、第二の顎部材；および
該第一の顎部材または該第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリであって、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている、検出アセンブリ
を備える、エンドエフェクタ。
（項目２）
上記検出アセンブリは、上記第一の組織接触表面または上記第二の組織接触表面のうちの一方から上記対向する組織接触表面に向けて光を放出するように構成された光源、および該放出された光の特性を感知するように構成された光センサを備え、該検出アセンブリは、上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織の性質を、該放出された光の該感知された特性から決定するように構成されている、上記項目に記載のエンドエフェクタ。
（項目３）
上記光源は、上記第一の顎部材の上記第一の組織接触表面から光を放出するように構成されており、そして上記光センサは、該第一の顎部材の内部に位置し、そして該第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織から反射された、放出された光の特性を感知するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
（項目４）
上記検出アセンブリは、上記第二の組織接触表面から光を放出するように構成された第二の光源、および上記第二の顎部材の内部に位置する第二の光センサを備え、該光センサは、上記第一の顎部材の内部に位置し、該第二の光源から放出された、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成されており、該第二の光センサは、上記第一の光源から放出された、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成されており、そして該第二の光源から放出された、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織から反射した光の特性を感知するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
（項目５）
上記光源は、上記第一の顎部材の上記第一の組織接触表面から光を放出するように構成されており、そして上記光センサは、上記第二の顎部材の内部に位置し、そして該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織を透過した、放出された光の特性を感知するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
（項目６）
上記検出アセンブリは、超音波変換器および超音波センサを有する超音波プローブを備える、上記項目のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
（項目７）
上記第一の顎部材および上記第二の顎部材のうちの一方は、ステープルカートリッジを備え、該ステープルカートリッジは、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織を通して発射されるように構成された複数のステープルを備える、上記項目のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
（項目８）
外科手術用器具であって、
ハンドル；
該ハンドルから延びる細長シャフト、ならびに
該細長シャフトの遠位端に連結されたエンドエフェクタであって、該エンドエフェクタは、
第一の組織接触表面を有する第一の顎部材；
該第一の顎部材の該第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する第二の顎部材であって、該第一の顎部材と該第二の顎部材とは、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である、第二の顎部材；
該第一の顎部材または該第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリであって、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている、検出アセンブリ
を備える、エンドエフェクタ
を備える、外科手術用器具。
（項目９）
上記検出アセンブリは、
感知された特性を示す信号を受信すること；
該信号を分析して、上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織の性質を決定すること；および
該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の該組織の該性質のフィードバックを使用者に提供すること
を行うように構成されたプロセッサを備える、上記項目に記載の外科手術用器具。
（項目１０）
上記プロセッサは、上記ハンドル内、上記細長シャフト内、または上記エンドエフェクタ内に位置する、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１１）
上記検出アセンブリは、感知された特性を示す信号を発生させるように、および該感知された特性を上記プロセッサに伝送するように構成されたセンサを備える、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１２）
上記センサは、上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織に向けて放出された光の性質を感知するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１３）
上記センサは、上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織に向けて放出された超音波を感知するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１４）
上記ハンドル上に位置するスクリーンをさらに備え、該スクリーンは、上記プロセッサと作動可能に関連しており、そして上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織の上記性質のフィードバックを表示するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１５）
上記スクリーンは、上記第一の顎部材と上記第二の顎部材との間の組織のソノグラムを表示するように構成されている、上記項目のいずれかに記載の外科手術用器具。
（項目１６Ａ）
エンドエフェクタの互いに対して移動可能である第一の顎部材と第二の顎部材との間に配置された組織の性質を検出する方法であって、
該顎部材のうちの一方から他方の顎部材に向けて、エネルギーを放出する工程；
該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の該組織の組織の性質を示す特性を、該顎部材のうちの一方に位置するセンサを用いて感知する工程；
組織の性質を示す該特性の信号を、該センサからプロセッサに伝送する工程；
該プロセッサを用いて、該信号から組織の性質を決定する工程；および
該組織の性質のフィードバックを使用者に提供する工程
を包含する、方法。
（項目１７Ａ）
上記顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程が、該顎部材のうちの一方から光を放出することを包含する、上記項目に記載の方法。
（項目１８Ａ）
上記顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程が、該顎部材のうちの一方から超音波エネルギーを放出することを包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９Ａ）
上記第一の顎部材または上記第二の顎部材のうちの一方に連結されたステープルカートリッジからのステープルが、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織に通して発射されるように構成されている、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２０Ａ）
組織の性質を決定する工程が、組織の厚さを決定することを包含し、そして上記方法が、
該決定された組織の厚さを予め決定された組織の厚さ値と比較する工程；および
該組織の厚さが該予め決定された組織の厚さ値より大きい場合、上記エンドエフェクタのさらなる機能を防止する工程
をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６Ｂ）
組織の性質を検出する方法であって、
エンドエフェクタの互いに対して移動可能である第一の顎部材と第二の顎部材との間に、組織を配置する工程；
該顎部材のうちの一方から他方の顎部材に向けて、エネルギーを放出する工程；
該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の該組織の組織の性質を示す特性を、該顎部材のうちの一方に位置するセンサを用いて感知する工程；
組織の性質を示す該特性の信号を、該センサからプロセッサに伝送する工程；
該プロセッサを用いて、該信号から組織の性質を決定する工程；および
該組織の性質のフィードバックを使用者に提供する工程
を包含する、方法。
（項目１７Ｂ）
上記顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程が、該顎部材のうちの一方から光を放出することを包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８Ｂ）
上記顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程が、該顎部材のうちの一方から超音波エネルギーを放出することを包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９Ｂ）
上記第一の顎部材または上記第二の顎部材のうちの一方に連結されたステープルカートリッジから、該第一の顎部材と該第二の顎部材との間の組織に通して、ステープルを発射させる工程をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２０Ｂ）
組織の性質を決定する工程が、組織の厚さを決定することを包含し、そして上記方法が、
該決定された組織の厚さを予め決定された組織の厚さ値と比較する工程；および
該組織の厚さが該予め決定された組織の厚さ値より大きい場合、上記エンドエフェクタのさらなる機能を防止する工程
をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
摘要
エンドエフェクタは、互いに対して移動可能である第一の顎部材および第二の顎部材を備える。この第一の顎部材および第二の顎部材は、それぞれ、他方の顎部材の組織接触表面に対向する組織接触表面を備える。このエンドエフェクタは、第一の顎部材または第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリを備え、この検出アセンブリは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている。この検出アセンブリは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織に向けて光を放出するように構成された光源を備え得るか、またはこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織に向けて超音波エネルギーを放出するように構成された超音波変換器を備え得る。
要旨
本開示の１つの局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、長手軸方向に並進し、このモータによって、この発射棒を通って延びる第一の長手方向軸の周りで回転可能である。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して位置するエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、この発射棒と機械的に協働し、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーは、主要駆動スイッチをさらに備え、この主要駆動スイッチは、トグルスイッチとして一緒に形成された第一のスイッチおよび第二のスイッチを備える。この第一のスイッチは、この駆動モータを第一の方向に活性化させて、このエンドエフェクタの第一の外科手術機能を容易にするように適合されており、そしてこの第二のスイッチは、この駆動モータを第二の方向に活性化させて、このエンドエフェクタの第二の外科手術機能を容易にするように適合されている。

本開示の別の局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、長手軸方向に並進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分に取り外し可能に取り付けられるように構成された装填ユニットを備える。この装填ユニットは、この発射棒と機械的に協働するエンドエフェクタを備え、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーはまた、装填ユニット識別システムを備え、この装填ユニット識別システムは、この装填ユニットを識別し、そしてこの装填ユニット上に位置する識別子、およびこの識別子とインターフェースしてこの装填ユニットに独特に関連させられた識別コードを得るように構成された質問機送信部を備える。

本開示のさらなる局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、この発射棒を通って延びる第一の長手方向軸の周りで長手軸方向に並進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して位置するエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、この発射棒と機械的に協働し、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーは、この駆動モータに連結された電源をさらに備える。この電源は、吸収剤および難燃材料から形成された絶縁シールドに収容されている、１つ以上の動力電池および１つ以上のウルトラキャパシタを備える。

本開示のなお別の局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、長手軸方向に並進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して位置するエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、この発射棒と機械的に協働し、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーは、この発射棒の現在の直線位置を決定するための位置計算機をさらに備える。この位置計算機は、この発射棒に隣接して位置する直線変位センサに連結されており、そしてこの発射棒の直線運動を検出するように構成されている。このステープラーは、この発射棒の線速度、およびこの駆動モータの回転速度のうちの少なくとも１つを決定するための、速度計算機をさらに備える。

本開示の１つの局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、長手軸方向に並進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して位置するエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、第二の長手方向軸を規定し、そしてこの発射棒と機械的に協働し、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーは、関節運動モータを備える関節運動機構をさらに備え、このエンドエフェクタを、第一の関節運動位置（この位置において、この第二の長手方向軸はこの第一の長手方向軸と実質的に整列している）から第二の関節運動位置（この位置において、この第二の長手方向軸はこの第一の長手方向軸に対してある角度で位置する）に向けて移動させるように構成されている。さらに、このステープラーは、関節運動センサを備え、この関節運動センサは、関節運動中に、このエンドエフェクタが第一の位置にあるときを決定するように構成されており、この関節運動センサは、この関節運動モータに連結されており、そしてこのエンドエフェクタがこの第一の位置にあるときに、関節運動を止めるようにこの関節運動モータに信号を送るように構成されている。

本開示のさらなる局面によれば、動力式外科手術用ステープラーが開示される。このステープラーは、ハウジング、このハウジングから遠位方向に延びて第一の長手方向軸を規定する内視鏡部分、少なくとも部分的にハウジング内に位置する駆動モータ、およびこの駆動モータと機械的に協働するように位置する発射棒を備える。この発射棒は、このモータによって、この発射棒を通って延びる第一の長手方向軸の周りで長手軸方向に並進させられる。このステープラーはまた、この内視鏡部分の遠位部分に隣接して位置するエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、この発射棒と機械的に協働し、その結果、この発射棒は、このエンドエフェクタの外科手術機能を駆動する。このステープラーは、駆動モータ、発射棒、装填ユニット、およびエンドエフェクタに連結された複数のセンサを有する制御システムをさらに備え、これらの複数のセンサは、その動作パラメータを検出するように構成されている。この制御システムはまた、これらの複数のセンサに連結されたマイクロ制御器を備え、このマイクロ制御器は、この動力式外科手術用ステープラーの動作状態を、検出された動作パラメータの関数として決定するように構成されている。

本開示のさらなる局面によれば、エンドエフェクタは、第一の顎部材、第二の顎部材、および検出アセンブリを備える。この第一の顎部材は、第一の組織接触表面を有し、そしてこの第二の顎部材は、第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する。この第一の顎部材と第二の顎部材とは、互いに対して、開位置とクランプされた位置との間で移動可能である。この検出アセンブリは、この第一の顎部材または第二の顎部材の内部に位置し、そしてこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている。

局面によっては、この検出アセンブリは、この第一の組織接触表面またはこの第二の組織接触表面のうちの一方から、その対向する組織接触表面に向けて、光を放出するように構成された光源を備える。この検出アセンブリはまた、この放出された光の特性を感知するように構成された光センサを備え得る。この検出アセンブリは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質を、この放出された光の感知された特性から決定するように構成され得る。

いくつかの局面において、この光源は、第一の顎の第一の接触表面から光を放出するように構成され、そしてこの光センサは、第一の顎部材の内部に位置し、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織から反射した、放出された光の特性を感知するように構成されている。さらに、この検出アセンブリは、この第二の組織接触表面から光を放出するように構成された第二の光源、およびこの第二の顎部材の内部に位置する第二の光センサを備え得る。この第一の顎部材の内部に位置する光センサは、この第二の光源から放出された、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成され得る。この第二の光センサは、この第一の光源から放出された、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成され得、そしてこの第二の光源から放出された、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織から反射した光の特性を感知するように構成され得る。

特定の局面において、この光源は、第一の顎の第一の組織接触表面から光を放出するように構成され、そしてこの光センサは、第二の顎部材の内部に位置し、そしてこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織を透過した、放出された光の特性を感知するように構成されている。

特定の局面において、この検出アセンブリは、超音波変換器および超音波センサを有する超音波プローブを備える。

さらに、この第一の顎部材または第二の顎部材のうちの一方は、複数のステープルを有するステープルカートリッジを備え得、これらのステープルは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織を通して発射されるように構成されている。

本開示のさらなる局面によれば、外科手術用器具は、ハンドル、このハンドルから延びる細長シャフト、およびこの細長シャフトの遠位端に連結されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、第一の顎部材、第二の顎部材、および検出アセンブリを備える。この第一の顎部材は、第一の組織接触表面を有し、そしてこの第二の顎部材は、第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する。この第一の顎部材と第二の顎部材とは、互いに対して、開位置とクランプされた位置との間で移動可能である。この検出アセンブリは、この第一の顎部材または第二の顎部材の内部に位置し、そしてこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質を検出するように構成されている。

局面によっては、この検出アセンブリは、プロセッサを備え、このプロセッサは、感知された特性を示す信号を受信すること、この信号を分析してこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質を決定すること、およびこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質のフィードバックを使用者に提供することを行うように構成されている。このプロセッサは、ハンドル内、細長シャフト内、またはエンドエフェクタ内に位置する。この検出アセンブリは、センサを備え得、このセンサは、感知された特性を示す信号を生成するように、およびこの感知された特性をこのプロセッサに伝送するように、構成されている。このセンサは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織に向けて放出された光の性質を感知するように構成され得る。このセンサは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織に向けて放出された超音波を感知するように構成され得る。

いくつかの局面において、この外科手術用器具は、このハンドル上に位置するスクリーンを備える。このスクリーンは、このプロセッサと作動可能に関連し得、そしてこの第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の性質のフィードバックを表示するように構成されている。このスクリーンは、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織のソノグラムを表示するように構成され得る。

本開示のさらなる局面によれば、組織の性質を決定する方法は、エンドエフェクタの、互いに対して移動可能である第一の顎部材と第二の顎部材との間に、組織を配置する工程、これらの顎部材のうちの一方から他方の顎部材に向けて、エネルギーを放出する工程、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織の組織の性質を示す特性を、これらの顎部材のうちの一方に位置するセンサを用いて感知する工程、組織の性質を示す特性の信号を、このセンサからプロセッサに伝送する工程、このプロセッサを用いて、この信号から組織の性質を決定する工程、およびこの組織の性質のフィードバックを使用者に提供する工程を包含する。

局面によっては、これらの顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程は、この顎部材のうちの一方から光を放出することを包含する。さらに、または代替的に、これらの顎部材のうちの一方からエネルギーを放出する工程は、これらの顎部材のうちの一方から超音波エネルギーを放出することを包含し得る。

いくつかの局面において、この方法は、この第一の顎部材または第二の顎部材に連結されたステープルカートリッジから、この第一の顎部材とこの第二の顎部材との間の組織に通して、ステープルを発射させる工程を包含する。組織の性質を決定する工程は、組織の厚さを決定することを包含し得る。この方法は、決定された組織の厚さを、予め決定された組織の厚さ値と比較する工程、およびこの組織の厚さがこの予め決定された組織の厚さ値より大きい場合、この外科手術用器具のさらなる機能を防止する工程を包含し得る。

さらに、矛盾しない程度まで、本明細書中に記載される局面の任意のものは、本明細書中に記載される他の局面のうちのいずれかまたは全てと組み合わせて使用され得る。

本開示の主題の器具の種々の実施形態が、図面を参照しながら本明細書中に記載される。

図１は、本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の斜視図である。

図２は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の部分拡大斜視図である。

図３は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の部分拡大平面図である。

図４は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分斜視図である。

図５は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の、部品が分離された関節運動機構の斜視図である。

図６は、第一の位置に位置する、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分断面図である。

図７は、第二の位置に位置する、図１の本開示の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分断面図である。

図８は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の、部品が分離された、設置アセンブリおよび装填ユニットの近位本体部分の斜視図である。

図９は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタの側面断面図である。

図１０は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分拡大側面図である。

図１１は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の一方向クラッチプレートの斜視図である。

図１２は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素を示す部分拡大側面図である。

図１３は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の電源の概略図である。

図１４は、図１の動力式外科手術用器具の電源を認証する方法を図示するフローチャート図である。

図１５Ａ〜図１５Ｂは、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットの部分斜視後方図である。

図１６は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットを認証する方法を図示するフローチャート図である。

図１７は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の装填ユニットの斜視図である。

図１８は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタの側面断面図である。

図１９は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の側面断面図である。

図２０は、本開示の図１の実施形態による動力式外科手術用器具の制御システムの概略図である。

図２１は、本開示による、フィードバック制御システムの概略図である。

図２２Ａ〜図２２Ｂは、本開示の実施形態によるフィードバック制御システムのフィードバック制御器の、斜視正面図および斜視後方図である。

図２３は、本開示の実施形態によるフィードバック制御器の概略図である。

図２４は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分断面図である。

図２５は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の部分斜視図である。

図２６は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具のノーズアセンブリの部分斜視図である。

図２７は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の引き込みレバーの部分斜視図である。

図２８は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の部分斜視図である。

図２９は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の斜視図である。

図３０は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具のモジュール式引き込みアセンブリの斜視図である。

図３１は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の拡大部分断面図である。

図３２は、本開示の１つの実施形態による動力式外科手術用器具の内部構成要素の拡大部分断面図である。

図３３は、本開示による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタの１つの実施形態の側面断面図である。

図３４は、図３３の切断線に沿って見た後方断面図である。

図３５は、本開示の１つの実施形態による別のエンドエフェクタの後方断面図である。

図３６は、本開示による、図１の動力式外科手術用器具のエンドエフェクタのなお別の実施形態の後方断面図である。

図３７は、光の波長の応答性を示すチャートである。

図３８は、本開示の１つの実施形態による、図１の動力式外科手術用器具の別のエンドエフェクタの側面断面図である。

図３９は、図３８の切断線に沿って見た断面図である。

詳細な説明
本開示の動力式外科手術用器具の実施形態が、ここで図面を参照しながら詳細に記載される。図面において、同じ参照番号は、数枚の図の各々において、同じ要素または対応する要素を表す。本明細書中で使用される場合、用語「遠位」とは、動力式外科手術用器具またはその構成要素の、使用者から遠い方の部分をいい、一方で、用語「近位」とは、動力式外科手術用器具またはその構成要素の、使用者に近い方の部分をいう。

本開示による動力式外科手術用器具、例えば、外科手術用ステープラーは、図において、参照番号１０として表される。最初に図１を参照すると、動力式外科手術用器具１０は、ハウジング１１０、内視鏡部分を通って延びる第一の長手方向軸Ａ−Ａを規定する内視鏡部分１４０、およびエンドエフェクタを通って延びる第二の長手方向軸Ｂ−Ｂを規定するエンドエフェクタ１６０を備える。内視鏡部分１４０は、ハウジング１１０から遠位方向に延び、そしてエンドエフェクタ１６０は、内視鏡部分１４０の遠位部分に隣接して位置する。１つの実施形態において、ハウジング１１０の構成要素は、粒子および／または流体による汚染の侵入に対して密封されており、そして滅菌プロセスによるこの構成要素の損傷を防ぐことを補助する。

本開示の１つの実施形態によれば、エンドエフェクタ１６０は、１つ以上の外科手術用ファスナーを有する第一の顎部材（例えば、カートリッジアセンブリ１６４）、およびこれらの外科手術用ファスナーを展開して形成するためのアンビル部分を備える第二の対向する顎部材（例えば、アンビルアセンブリ１６２）を備える。特定の実施形態において、これらのステープルは、カートリッジアセンブリ１６４に収容されて、ステープルの直線状の列を、身体組織に、同時または連続的のいずれかの様式で付ける。アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４のうちのいずれか一方または両方は、開位置（この位置において、アンビルアセンブリ１６２はカートリッジアセンブリ１６４から間隔を開けている）と、近接またはクランプされた位置（この位置において、アンビルアセンブリ１６２はカートリッジアセンブリ１６４と並置されて整列している）との間で互いに対して移動可能である。

エンドエフェクタ１６０は、本体部分１６８に旋回可能に取り付けられた設置部分１６６に取り付けられることがさらに想定される。本体部分１６８は、動力式外科手術用器具１０の内視鏡部分１４０と一体であり得るか、または器具１０に取り外し可能に取り付けられて、交換可能な使い捨て装填ユニット（ＤＬＵ）、もしくは単回使用装填ユニット（ＳＵＬＵ）（例えば、装填ユニット１６９）を提供し得る。特定の実施形態において、この再使用可能な部分は、滅菌およびその後の外科手術手順における再使用のために構成され得る。

装填ユニット１６９は、差し込み接続によって、内視鏡部分１４０に接続可能であり得る。装填ユニット１６９は、装填ユニット１６９の設置部分１６６に接続された関節運動リンクを有し、そしてこの関節運動リンクは、連結棒に接続されており、その結果、この連結棒が第一の長手方向軸Ａ−Ａに沿って遠位方向〜近位方向に並進すると、エンドエフェクタ１６０が関節運動することが想定される。関節運動を可能にするためにエンドエフェクタ１６０を内視鏡部分１４０に接続するための他の手段（例えば、可撓性の管、または複数の旋回可能な部材を備える管）が使用され得る。

装填ユニット１６９は、種々のエンドエフェクタ（例えば、脈管封止デバイス、直線状ステープル留めデバイス、円形ステープル留めデバイス、カッターなど）を組み込み得るか、または組み込むように構成され得る。このようなエンドエフェクタは、動力式外科手術用器具１０の内視鏡部分１４０に連結され得る。装填ユニット１６９は、関節運動しない直線状ステープル留めエンドエフェクタを備えてもよい。中間の可撓性シャフトが、ハンドル部分１１２と装填ユニットとの間に備えられてもよい。可撓性シャフトの組み込みは、身体の特定の領域および／またはその内部への接近を容易にし得ることが想定される。

図２を参照すると、ハウジング１１０の拡大図が、本開示の１つの実施形態に従って図示されている。図示される実施形態において、ハウジング１１０は、ハンドル部分上に位置する主要駆動スイッチ１１４を有するハンドル部分１１２を備える。スイッチ１１４は、トグルスイッチとして一緒に形成された、第一のスイッチ１１４ａおよび第二のスイッチ１１４ｂを備え得る。ハンドル軸Ｈ−Ｈを規定するハンドル部分１１２は、使用者の指によって把持されるように構成される。ハンドル部分１１２は、広い掌での把持の手段を提供する人間工学的形状を有し、これは、ハンドル部分１１２が操作中に使用者の手から握り出されることを防ぐことを補助する。それぞれのスイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、使用者の指（単数または複数）によるその押下を容易にするために適切な位置で、ハンドル部分１１２上に位置するように示されている。

さらに、図１および図２を参照すると、スイッチ１１４ａ、１１４ｂは、駆動モータ２００（図４）の動きを開始および／または停止させるために使用され得る。１つの実施形態において、スイッチ１１４ａは、駆動モータ２００を第一の方向に活性化させて、発射棒２２０（図６）を遠位方向に前進させ、これによって、アンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とをクランプさせるように構成される。逆に、スイッチ１１４ｂは、駆動モータ２００を逆方向に活性化させることによって、発射棒２２０を引き込んで、アンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを開かせるように構成され得る。この引き込みモードは、機械的ロックアウトを開始して、装填ユニット１６９によるステープル留めおよび切断のさらなる進行を防ぐ。このトグルは、スイッチ１１４ａを活性化させるための第一の位置、スイッチ１１４ｂを活性化させるための第二の位置、およびこの第一の位置と第二の位置との間のニュートラル位置を有する。器具１０の駆動構成要素の動作の詳細は、以下でより詳細に議論される。

ハウジング１１０、特にハンドル部分１１２は、スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂを備える。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４ａの底部分およびスイッチ１１４ｂの頂部分をそれぞれ囲む、肋骨様の形状を有し得る。スイッチシールド１１７ａおよび１１７ｂは、スイッチ１１４の不慮の活性化を防ぐ。さらに、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、活性化のために高い圧力を必要とする、高い触知フィードバックを有する。

１つの実施形態において、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、マルチ速度（例えば、２以上）、増分または可変速度スイッチとして構成され、これらは、駆動モータ２００および発射棒２２０の速度を非線形の様式で制御する。例えば、スイッチ１１４ａ、ｂは、感圧性であり得る。この型の制御インターフェースは、駆動構成要素の速度の率が、より遅いより正確なモードから、より速い動作へと次第に増大することを可能にする。引き込みの不慮の活性化を防止するために、スイッチ１１４ｂは、フェールセーフスイッチが押されるまで、電気的に接続を切られ得る。さらに、第三のスイッチ１１４ｃがまた、この目的で使用され得る。さらに、または代替的に、このフェールセーフは、スイッチ１１４ｂを押下して、約１００ミリ秒間から約２秒間の予め決定された時間にわたって保持することによって、解除され得る。次いで、発射棒２２０は、この引き込みモード中にスイッチ１１４ｂが活性化（例えば、押下および解放）されて引き込みを止めない限り、その初期位置まで自動的に引き込まれる。スイッチ１１４ｂの解放後のスイッチ１１４ｂの引き続く押下は、この引き込みを再開する。あるいは、他の実施形態において、発射棒２２０の引き込みは、スイッチ１１４ｂが解放される場合でさえも、完全に引き込まれるまで続けられ得る。

スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、非線形速度制御回路１１５に連結されており、この回路は、電圧調節回路、可変抵抗回路、または超小型電子パルス幅変調回路として実装され得る。スイッチ１１４ａおよび１１４ｂは、可変制御デバイス（例えば、発電デバイス、多重位置スイッチ回路、直線および／または回転可変容量形変換器、直線および／または回転電位計、光学エンコーダ、強磁性センサ、ならびにホール効果センサ）を変位または活性化させることによって、制御回路１１５とインターフェースし得る。これは、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂが、駆動モータ２００を複数の速度モードで、例えば、駆動モータ２００の速度を、使用される制御回路１１５の型に依存して増分によってかまたは次第にのいずれかで、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂの押下に基づいて、作動させることを可能にする。

特定の実施形態において、スイッチ１１４ｃもまた含まれ得（図１、図２および図４）、この場合、このスイッチの押下は、動作モードをクランプ留めから発射へと機械的および／または電気的に変化させ得る。スイッチ１１４ｃは、ハウジング１１０の内部に窪んでおり、そして誤った起動を防ぐために、高い触知フィードバックを有する。発射モードを開始させるための別の制御スイッチの提供は、このエンドエフェクタの顎が繰り返し開閉されることを可能にし、その結果、スイッチ１１４ｃが押下されてステープル留めおよび／または切断を活性化するまでは、器具１０は把持具として使用される。スイッチ１１４は、例えば、１つ以上の超小型電子膜スイッチを備え得る。このような超小型電子膜スイッチは、比較的低い起動力、小さいパッケージサイズ、人間工学的なサイズおよび形状、（凹凸の）小さい輪郭、このスイッチ上に成形された文字、記号、図形および／または印を備える能力、ならびに低い材料費を有する。さらに、スイッチ１１４（例えば、超小型電子膜スイッチ）は密封されて、器具１０の滅菌を容易にすることを補助し得、さらに、粒子および／または流体による汚染を防ぐことを補助し得る。

スイッチ１１４に対する代替物として、またはそれに加えて、他の入力デバイスは、音声入力技術を備え得、これは、制御システム５０１（図２０）に組み込まれたハードウェアおよび／もしくはソフトウェアを備え得るか、またはこの制御システムに接続された別のデジタルモジュールであり得る。この音声入力技術は、音声認識、音声活性化、音声修正、および／または埋込みスピーチを含み得る。使用者は、この器具の動作の全体または一部を音声命令によって制御することが可能であり得、従って、使用者の片手または両手が、他の器具の操作のために自由になり得る。音声または他の可聴出力はまた、使用者にフィードバックを提供するために使用され得る。

図３を参照すると、ユーザインターフェース１２０を有するハウジング１１０の近位領域１１８が示されている。ユーザインターフェース１２０は、スクリーン１２２および複数のスイッチ１２４を備える。ユーザインターフェース１２０は、器具１０の種々の型の動作パラメータを表示し得る。これらの動作パラメータは例えば、センサを介してユーザインターフェースに通信され得る「モード」（例えば、回転、関節運動または起動）、「状態」（例えば、関節運動の角度、回転の速度、または起動の型）、および「フィードバック」（例えば、器具１０内に位置するセンサによって報告される情報に基づいて、ステープルが発射されたか否か）である。

スクリーン１２２は、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、およびエレクトロルミネセンススクリーンなどであり得る。１つの実施形態において、スクリーン１２２はタッチスクリーンであり得、スイッチ１２４の必要性を除外し得る。このタッチスクリーンは、抵抗、表面波、容量、赤外線、ひずみゲージ、光学、分散性信号または音響パルス認識のタッチスクリーン技術を組み込み得る。このタッチスクリーンは、使用者が動作フィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。このアプローチは、スクリーン構成要素を密封することを可能にして、器具１０の滅菌を補助すること、ならびに粒子および／または流体による汚染を防ぐことを可能にし得る。特定の実施形態において、スクリーンは、使用中または準備中にスクリーンを見ることの融通性のために、器具１０に旋回可能または回転可能に設置される（例えば、蝶番または玉継手によって）。

スイッチ１２４は、器具１０の動きを開始および／または停止させるため、ならびに旋回の方向、速度および／またはトルクを選択するために使用され得る。少なくとも１個のスイッチ１２４が、種々の設定を無効にする緊急モードを選択するために使用され得ることもまた想定される。スイッチ１２４はまた、スクリーン１２２上の種々の選択肢（例えば、ユーザインターフェースメニューを操縦して種々の設定を選択しながら入力要求に応答すること、異なる組織型のユーザ入力を可能にすること、ならびにステープルカートリッジの種々のサイズおよび長さ）を選択するために使用され得る。

スイッチ１２４は、種々の形状およびサイズの、超小型電子式の接触膜または非接触膜、ポリエステル膜、エラストマー、プラスチックまたは金属のキーから形成され得る。さらに、スイッチは、互いに異なる高さで配置され得、そして／あるいは隆起した印または他のテクスチャー特徴（例えば、凹状もしくは凸状）を備え得、使用者がユーザインターフェース１２０を見る必要なく適切なスイッチを押すことを可能にする。

スクリーン１２２に加えて、ユーザインターフェース１２０は、１つ以上の可視出力１２３を備え得、この可視出力は、１つ以上の着色された可視光または発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を備えて、使用者にフィードバックを中継し得る。これらの可視出力１２３は、可視出力１２３を識別する番号および／または文字を有する、種々の形状、サイズおよび色の対応するインジケータを備え得る。可視出力１２３は、ハウジング１１０の頂部に位置し、その結果、出力１２３は、ハウジング１１０に対して隆起して突出し、より良好なその可視性を提供する。

複数の光が、特定の組み合わせで表示されて、特定の動作モードを使用者に示す。１つの実施形態において、可視出力１２３は、第一の光（例えば、黄色）１２３ａ、第二の光（例えば、緑色）１２３ｂおよび第三の光（例えば、赤色）１２３ｃを備える。これらの光は、以下の表１に列挙されるように、特定の動作モードに関連付けられた特定の組み合わせで動作する。

別の実施形態において、可視出力１２３は、１個の多色ＬＥＤを備え得、これが、表１において第一の光、第二の光および第三の光に関して上で議論されたような動作モードに関連する特定の色を表示する。

ユーザインターフェース１２０はまた、可聴出力１２５（例えば、トーン、ベル、ブザー、統合スピーカーなど）を備えて、種々の状態変化（例えば、より低いバッテリ、空のカートリッジなど）を使用者に通信する。この可聴フィードバックは、可視出力１２３と組み合わせて、または可視出力１２３の代わりに使用され得る。この可聴フィードバックは、クリック音、スナップ音、ビープ音、ベル音およびブザー音の形態で、単一または複数のパルス列で提供され得る。１つの実施形態において、シミュレートされた機械音が予め記録され得、これは、従来の非動力式器具の機械的ロックアウトおよび機構によって発生するクリック音および／またはスナップ音を複製する。これは、このような機械音を器具１０の実際の構成要素によって発生させる必要性を排除し、そしてまた、手術室の他の設備に通常関連するビープ音または他の電子音の使用を回避し、これによって、外部からの可聴フィードバックによる混乱を防ぐ。

器具１０はまた、ハウジング１１０内の触知機構（明示的には示さない）によって、触知フィードバックまたは振動フィードバックを提供し得る。この触知フィードバックは、可聴フィードバックおよび可視フィードバックと組み合わせて使用され得るか、またはこれらの代わりに使用されて、手術室の設備の、可聴フィードバックおよび可視フィードバックに依存するものとの混乱を回避し得る。この触知機構は、パルス化様式で振動する非同期型モータであり得る。１つの実施形態において、これらの振動は、約３０Ｈｚまたはそれより高い周波数であり、１．５ｍｍまたはそれ未満の振幅を有する変位を提供して、その振動効果が装填ユニット１６９に達しないように制限する。

ユーザインターフェース１２０は、異なる色および／または強度の文字を、スクリーン上および／またはスイッチ上に備えて、表示される項目同士をさらに区別することもまた想定される。可視フィードバック、可聴フィードバック、または触知フィードバックは、強度を増減され得る。例えば、フィードバックの強度は、その器具に対する力が高くなりすぎていることを示すために使用され得る。

図２〜図４は、関節運動機構１７０を図示し、この関節運動機構は、関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、関節運動モータ１３２および手動関節運動ノブ１７６を備える。動力式関節運動スイッチ１７４の並進または手動関節運動ノブ１７６の旋回は、関節運動モータ１３２を起動させ、このモータは次に、図５に示されるような関節運動機構１７０の関節運動歯車２３３を起動させる。関節運動機構１７０の起動は、エンドエフェクタ１６０を、その第一の位置（この位置において、長手方向軸Ｂ−Ｂは長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列している）から、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度で位置する位置まで移動させる。好ましくは、複数の関節運動位置が達成される。動力式関節運動スイッチ１７４はまた、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂによって制御されるようなクランプ機構と類似の非線形速度制御器を組み込み得る。

さらに、ハウジング１１０はスイッチシールド１６９を備え、このスイッチシールドは、羽様の形状を有し、そしてハウジング１１０の頂表面からスイッチ１７４を覆って広がる。スイッチシールド１６９は、スイッチ１７４の不慮の活性化を防ぎ、そして関節運動機構１７０を活性化させるためには使用者がシールド１６９より下に届くことを必要とする。

さらに、関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４は、回転するハウジングアセンブリ１８０に設置される。第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの回転ノブ１８２の回転は、ハウジングアセンブリ１８０、ならびに関節運動ハウジング１７２および動力式関節運動スイッチ１７４を、第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りで回転させ、従って、発射棒２２０の遠位部分２２４およびエンドエフェクタ１６０の、第一の長手方向軸Ａ−Ａの周りでの対応する回転を引き起こす。関節運動機構１７０は、第一の伝導性リング１５７および第二の伝導性リング１５９に電気機械的に連結され、これらのリングは、図４および図２６に示されるように、ハウジングノーズアセンブリ１５５上に位置する。伝導性リング１５７および伝導性リング１５９は、ノーズアセンブリ１５５にはんだ付けおよび／またはクリンプされ得、そして電源４００と電気的に接触しており、これによって、関節運動機構１７０に電力を提供する。ノーズアセンブリ１５５はモジュール式であり得、そして組み立て中にハウジング１１０に取り付けられて、これらのリングのより容易なはんだ付けおよび／またはクリンプを可能にし得る。関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および伝導性リング１５９と接触する、１つ以上のブラシおよび／またはばね付勢接点を備え、その結果、ハウジングアセンブリ１８０が関節運動ハウジング１７２と一緒に回転するとき、関節運動機構１７０は、伝導性リング１５７および伝導性リング１５９と接触し続け、これによって、電源４００から電力を受け取り続ける。

関節運動ハウジング１７２、動力式関節運動スイッチ１７４、手動関節運動ノブ１７６、および関節運動をエンドエフェクタ１６０に提供することのさらなる詳細は、共有に係る米国特許出願第１１／７２４，７３３号（２００７年３月１５日出願）に詳細に記載されており、これらの内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される。ハウジング１１０の内部に位置し得る、リミットスイッチ、近接センサ（例えば、光学および／または強磁性）、直線可変容量形変換器ならびにシャフトエンコーダの任意の組み合わせが、エンドエフェクタ１６０の関節運動角度および／または発射棒２２０の位置を制御および／または記録するために利用され得ることが想定される。

図４〜図８は、器具１０の種々の内部構成要素を図示し、これらとしては、駆動モータ２００、駆動管２１０、ならびに近位部分２２２および遠位部分２２４を有する発射棒２２０が挙げられる。駆動管２１０は、この駆動管を通って延びる駆動管軸Ｃ−Ｃの周りで回転可能である。駆動モータ２００は、駆動管２１０と機械的に協働するように位置し、そして駆動管２１０を駆動管軸Ｃ−Ｃの周りで回転させるように構成される。１つの実施形態において、駆動モータ２００は、電気モータまたは歯車モータであり得、この歯車モータは、そのハウジング内に組み込まれた伝動装置を備え得る。

ハウジング１１０は、図３に図示されるように、２つの半体１１０ａおよび１１０ｂから形成され得る。これらの２つのハウジング部分半体１１０ａおよび１１０ｂは、ハウジング部分１１０ａと１１０ｂとを整列させるボスロケーター１１１の位置で、ねじを使用して互いに取り付けられ得る。さらに、ハウジング１１０は、プラスチックから形成され得、そして２個取成形プロセスによってハウジング１１０の内部表面に付けられたゴム支持部材を備え得る。これらのゴム支持部材は、駆動構成要素（例えば、駆動モータ２００）の振動を、器具１０の残部から隔離し得る。

ハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂは、半体１１０ａと１１０ｂとを相互接続するプラスチックの薄いセクション（例えば、リビングヒンジ）によって互いに取り付けられて、半体１１０ａと１１０ｂとを壊して離すことによってハウジング１１０が開かれることを可能にしてもよい。

１つの実施形態において、駆動構成要素（例えば、駆動モータ２００、駆動管２１０および発射棒２２０などが挙げられる）は、支持プレート上に設置されて、器具１０が使用された後に、これらの駆動構成要素がハウジング１１０から取り外されることを可能にし得る。この支持プレートに設置することは、蝶番で接続されたハウジング半体１１０ａおよび１１０ｂと一緒になって、特定の内部構成要素の汚染を制限しながら、これらの内部構成要素の再使用性および再生性を提供する。

図４〜図６を参照すると、発射棒継手１９０が図示されている。発射棒継手１９０は、発射棒２２０の近位部分２２２と遠位部分２２４との間のリンクを提供する。具体的には、発射棒継手１９０は、発射棒２２０の遠位部分２２４の、発射棒２２０の近位部分２２２に対する回転を可能にする。従って、発射棒継手１９０は、整列プレート３５０を参照して以下に議論されるように、発射棒２２０の近位部分２２２が、回転しないまま残ることを可能にし、一方で、発射棒２２０の遠位部分２２４の回転（例えば、回転ノブ１８２の回転のとき）を可能にする。

図６および図７を参照すると、発射棒２２０の近位部分２２２は、駆動管２１０の雌ねじを切られた部分２１２を通って延びる、ねじ切りされた部分２２６を備える。発射棒２２０と駆動管２１０とのこの関係は、駆動モータ２００の回転に応答して駆動管２１０が回転すると、発射棒２２０を、駆動管２１０のねじ切りされた部分２１２に沿って、遠位方向および／または近位方向に移動させる。駆動管２１０が第一の方向（例えば、時計回り）に回転すると、発射棒２２０は、図６に図示されるように近位方向に移動し、発射棒２２０は、その最も近位の位置に位置する。駆動管２１０が第二の方向（例えば、反時計回り）に回転すると、発射棒２２０は、図７に図示されるように遠位方向に移動し、発射棒２２０は、その最も遠位の位置に位置する。

発射棒２２０は、特定の限度内で、遠位方向および近位方向に並進可能である。具体的には、発射棒２２０の近位部分２２２の第一の端部２２２ａは、整列プレート３５０と一緒になって、機械的ストップとして働く。すなわち、発射棒２２０が近位方向に並進させられて引き込まれると、第一の端部２２２ａは、整列プレート３５０の遠位表面３５１と接触し、従って、図６に示されるように、発射棒２２０が引き続き近位方向に並進することを防ぐ。さらに、近位部分２２２のねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０と一緒になって、機械的ストップとして働く。すなわち、発射棒２２０が遠位方向に並進させられると、ねじ切りされた部分２２６は、整列プレート３５０の近位表面３５３と接触し、従って、図７に示されるように、発射棒２２０のさらなる遠位方向への並進を防ぐ。整列プレート３５０は、この整列プレートを通る開口部分を備え、この開口部分は、非円形の断面を有する。この開口部分の非円形の断面は、発射棒２２０の近位部分２２２の回転を妨げ、従って、発射棒２２０の近位部分２２２がこの開口部分を通って軸方向に並進することを制限する。さらに、近位ベアリング３５４および遠位ベアリング３５６が、少なくとも部分的に、駆動管２１０の周囲に位置して、駆動管２１０の回転を容易にし、一方で、ハウジング１１０内での駆動管２１０の整列を補助する。

駆動管２１０の第一の方向（例えば、反時計回り）への回転は、発射棒２２０の遠位方向への並進に対応し、これは、エンドエフェクタ１６０の顎部材１６２、１６４を起動させて、その間に保持された組織を把持またはクランプさせる。発射棒２２０のさらなる遠位方向への並進は、カム棒および／または起動そり７４（図９）を起動させることによって、外科手術用ファスナーをエンドエフェクタ１６０から排出して、組織を固定する。さらに、発射棒２２０はまた、組織を切断するために、ナイフ（明示的には示さない）を起動させるように構成され得る。駆動管２１０の第二の方向（例えば、時計回り）への回転に対応する、発射棒２２０の近位方向への並進は、顎部材１６２、１６４および／またはナイフを起動させて、対応する発射前の位置に引き込むかまたは戻す。エンドエフェクタ１６０の発射および他の起動のさらなる詳細は、Ｍｉｌｌｉｍａｎらに対する、共有に係る米国特許第６，９５３，１３９号（‘１３９ Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許）に詳細に記載されており、その開示は、本明細書中に参考として援用される。

図８は、装填ユニット１６９の分解図を示す。エンドエフェクタ１６０は、駆動梁または駆動部材２６６を有する軸方向駆動アセンブリ２１３によって起動され得る。駆動梁２１３の遠位端は、ナイフ刃を備え得る。さらに、駆動梁２１３は、１対のカム部材４０ａを有する保持フランジ４０を備え、これらのカム部材は、駆動梁２１３の長手軸方向への前進中に、アンビルアセンブリ１６２およびカートリッジアセンブリ１６４に係合する。駆動梁２１３は、起動そり７４をステープルカートリッジ１６４に通して長手軸方向に前進させる。そり７４は、そり７４が前進するにつれてカートリッジアセンブリ１６４のスロット内に位置するプッシャー６８に係合するための、カム楔を有する。これらのスロット内に位置するステープル６６は、プッシャー６８によって、組織を通してアンビルアセンブリ１６２に押し付けられるように駆動される。

図１０を参照すると、駆動モータ２００に取り付けられた遊星歯車２０４から延びる駆動モータシャフト２０２が示されている。駆動モータシャフト２０２は、クラッチ３００と機械的に協働する。駆動モータシャフト２０２は、駆動モータ２００によって回転させられ、従って、クラッチ３００の回転をもたらす。クラッチ３００は、クラッチプレート３０２およびばね３０４を備え、そしてクラッチプレート３０２上に位置する楔状部分３０６を有するように図示され、これらの楔状部分は、駆動管２１０の近位面２１６に位置するインターフェース（例えば、楔２１４）と嵌合するように構成されている。

ばね３０４が、遊星歯車２０４と駆動管２１０との間に図示されている。具体的には、図１０に図示される実施形態によれば、ばね３０４は、クラッチ面３０２とクラッチワッシャ３０８との間に図示されている。さらに、駆動モータ２００および遊星歯車２０４が、モータマウント３１０上に設置されている。図１０に図示されるように、モータマウント３１０は、モータマウント３１０内に位置するスロット３１２およびハウジング１１０上に位置する突出部３１４によって、ハウジング１１０に対して近位方向および遠位方向に調節可能である。

本開示の１つの実施形態において、クラッチ３００は、駆動構成要素に対するトルクおよび高い慣性負荷を制限するための、スリップ一方向クラッチとして実装される。クラッチ３００の楔状部分３０６は、クラッチプレート３０２に閾値力がクラッチばね３０４によって与えられない限り、駆動管２１０の近位面２１６の楔２１４に対してスリップするように構成および配置されている。さらに、ばね３０４が、楔状部分３０６と楔２１４とがスリップすることなく係合するために必要とされる閾値力を加える場合、駆動管２１０は、駆動モータ２００が回転すると回転する。楔状部分３０６および／または楔２１４は、閾値力に達しない限り、互いに対して一方向および／または両方向（すなわち、時計回りおよび／または反時計回り）にスリップするように構成されることが想定される。

図１１および図１２に図示されるように、一方向クラッチプレート７００を備えるクラッチ３００が示されている。クラッチプレート７００は、スリップ面７０４およびグリップ面７０６を有する複数の楔状部分７０２を備える。スリップ面７０４は、予め決定された負荷まで駆動管２１０の楔２１４と係合する、湾曲縁部を有する。グリップ面７０６は、駆動管２１０と完全に係合してスリップを防ぐ、平坦縁部を有する。クラッチプレート７００が第一の方向（例えば、時計回り）に回転するとき、楔状部分７０２のグリップ面７０６は、スリップすることなく楔２１４に係合して、駆動モータ２００からの全トルクを提供する。クラッチプレート７００が逆方向（例えば、反時計回り）に回転するとき、楔状部分７０２のスリップ面７０４は楔２１４に係合し、そして駆動管２１０に伝えられるトルクを制限する。従って、スリップ面７０４に加えられる負荷がその限度を超える場合、クラッチ３００がスリップし、そして駆動管２１０は回転しない。これは、エンドエフェクタ１６０または組織に対する高い負荷の損傷（駆動構成要素のモーメントおよび動的摩擦に起因して起こり得る）を防ぐ。より具体的には、器具１０の駆動機構は、駆動棒２２０を前方向に、逆方向より小さいトルクで駆動し得る。一方向クラッチの使用は、この問題を排除する。さらに、以下でより詳細に議論されるように、電子クラッチがまた、引き込み中（例えば、駆動棒２２０を逆方向に駆動する最中）にモータ電位を増大させるために使用され得る。

駆動モータシャフト２０２はＤ字形の断面７０８を備え、この断面は、実質的に平坦な部分７１０と、丸みを帯びた部分７１２とを備えることがさらに想定される。従って、駆動モータシャフト２０２がクラッチプレート３０２に対して並進可能である一方で、駆動モータシャフト２０２は、駆動モータシャフト２０２の回転の際に、クラッチプレート３０２に対して「スリップ」しない。すなわち、駆動モータシャフト２０２の回転は、クラッチプレート３０２のスリップしない回転をもたらす。

この装填ユニットは、本開示による特定の実施形態において、発射棒２２０と協働してエンドエフェクタ１６０のアンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４とを近接させ、そしてこのステープルカートリッジからステープルを発射する、軸方向駆動アセンブリを備える。この軸方向駆動アセンブリは、梁を備え得、この梁は、上で議論され、そして‘１３９ Ｍｉｌｌｉｍａｎ特許の特定の実施形態に開示されるように、ステープルカートリッジを通って遠位方向に移動し、そしてステープルが発射された後に引き込まれ得る。

図４を参照すると、器具１０は電源４００を備え、この電源は、充電式バッテリ（例えば、鉛ベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースなど）であり得る。電源４００は、少なくとも１つの使い捨てバッテリを備えることもまた想定される。この使い捨てバッテリは、約９ボルト〜約３０ボルトの間であり得る。

電源４００は、器具１０の電流ロード要求に依存して、１つ以上のバッテリセル４０１を備える。さらに、電源４００は、１つ以上のウルトラキャパシタ４０２を備え、これらのウルトラキャパシタは、従来のキャパシタよりかなり高いエネルギー密度に起因して、補助的な電力貯蔵として働く。ウルトラキャパシタ４０２は、高いエネルギーの抜き出し中に、セル４０１と組み合わせて使用され得る。ウルトラキャパシタ４０２は、セル４０１単独によって提供され得るよりも迅速にエネルギーが所望／必要とされる場合（例えば、厚い組織をクランプするとき、速い発射、クランプ留めのとき）に、電力のバーストのために使用され得る。なぜなら、セル４０１は代表的に、スロードレーンデバイスであり、これからは、電流が迅速に抜き出されることができないからである。この構成は、セルに対する電流ロードを減少させ得、これによって、セル４０１の数を減少させ得る。セル４０１は、ウルトラキャパシタ４０２に接続されて、これらのキャパシタを充電し得ることが想定される。

電源４００は、駆動モータ２００と一緒に取り外し可能であり、これらの構成要素の再利用および器具１０の再使用に備え得る。別の実施形態において、電源４００は、外部バッテリパックであり得、これは、使用者によってベルトおよび／またはハーネスに着用され、そして使用中に器具１０に有線接続される。

電源４００は、絶縁シールド４０４内に収容され、この絶縁シールドは、吸収剤、難燃材料および防炎材料から形成され得る。シールド４０４は、電源４００によって発生した熱が、器具１０の他の構成要素を加熱することを防止する。さらに、シールド４０４はまた、激しい使用および／または損傷中にセル４０２から漏出し得るあらゆる化学物質または流体を吸収するように構成され得る。

電源４００は、外部電源に接続されるように構成された電力アダプタ４０６（例えば、ＤＣ変圧器）に連結される。この外部電源は、電源４００を再充電するため、またはさらなる電力要求に備えるために、使用され得る。電力アダプタ４０６はまた、電気外科発電機とインターフェースするように構成され得、この電気外科発電機は次に、器具１０に電力を供給し得る。この構成において、器具１０はまた、ＡＣ−ＤＣ電源を備え、電気外科発電機からのＲＦエネルギーを変換し、そして器具１０に電力を供給する。

別の実施形態において、電源４００は、誘導充電インターフェースを使用して再充電される。電源４００は、ハウジング１１０の近位部分の内部に位置する誘導コイル（明示的には示さない）に連結される。電磁場内に配置されると、この誘導コイルはエネルギーを電流に変換し、この電流が次に、電源４００を充電するために使用される。この電磁場は、この誘導コイルが電磁場によって囲まれるようにハウジング１１０の近位部分とインターフェースするように構成された、ベースステーション（明示的には示さない）によって発生させられ得る。この構成は、外部接点の必要性を排除し、そしてハウジング１１０の近位部分が、電源４００および誘導コイルを防水環境内に密封することを可能にし、これによって、流体および汚染物質への曝露が防止される。

図６を参照すると、器具１０はまた、１つ以上の安全回路（例えば、放電回路４１０）ならびにモータおよびバッテリ操作モジュール４１２を備える。明瞭にするために、器具１０の種々の電子構成要素を相互接続する配線および他の回路要素は図示されていないが、このような電気機械的接続ワイヤは、本開示によって想定される。器具１０の特定の構成要素は、無線通信する。

放電回路４１０は、スイッチ４１４および抵抗型負荷４１７に連結され、これらは次に、電源４００に連結される。スイッチ４１４は、使用者によって活性化されるスイッチであっても、自動スイッチ（例えば、タイマー、カウンター）であってもよく、このスイッチは、電源４００が安全および低温での廃棄のため（例えば、外科手術手順の終了時）に完全に放電される必要があるときに、活性化される。一旦、スイッチ４１４が活性化されると、負荷４１７が電源４００に電気的に接続され、その結果、電源４００の電位が負荷４１７に向けられる。この自動スイッチは、タイマーまたはカウンターであり得、これは、予め決定された動作時間の期間の後、または電源４００を放電するための使用の回数の後に、自動的に活性化される。負荷４１７は、セル４０１の全てを完全にかつ安全に放電するために充分な、予め決定された抵抗を有する。

モータおよびバッテリ操作モジュール４１２は、１つ以上の熱センサ４１３に連結され、この熱センサは、駆動モータ２００および電源４００の内部の温度を決定して、器具１０の安全な動作を確実にする。これらのセンサは、電源４００内に抜き出される電流を決定する電流計、温度計、サーモパイル、熱電対、および熱赤外センサなどであり得る。これらの構成要素の温度を監視することにより、これらの構成要素に加えられる負荷の決定が可能になる。これらの構成要素を通って流れる電流の増大は、これらの構成要素内の温度の上昇を引き起こす。次いで、温度および／または電流抜き出しのデータは、効率的な様式での電力消費を制御するため、または動作の安全なレベルを保証するために、使用され得る。

器具１０の安全かつ信頼性のある動作を確実にする目的で、電源４００が、真正かつ／または妥当（例えば、厳しい品質および安全の基準を満たす）であり、そして予め決定された温度範囲内で動作していることを確実にすることが望ましい。電源４００が妥当であることの認証は、乏しい品質に起因する、患者および／または使用者の負傷の危険性を最小にする。

図１３を参照すると、１つ以上のバッテリセル４０１、温度センサ４１３およびそれに連結された埋め込まれたマイクロ制御器４０５を有する、電源４００が示されている。マイクロ制御器４０５は、有線および／または無線の通信プロトコルを通して、電源４００を認証するための器具１０のマイクロ制御器５００（図１３）に連結される。１つの実施形態において、温度センサ４１３は、埋め込まれたマイクロ制御器４０５に連結される代わりに、マイクロ制御器５００に直接連結され得る。温度センサ４１３は、温度計、サーモパイル、熱電対、熱赤外センサ、抵抗式温度検出器、リニアアクティブサーミスタ、温度応答性色変化ストリップ、およびバイメタル接触スイッチなどであり得る。温度センサ４１３は、測定された温度を、マイクロ制御器４０５および／またはマイクロ制御器５００に報告する。

埋め込まれたマイクロ制御器４０５は、いわゆる質問−応答認証アルゴリズムを、マイクロ制御器５００を用いて実行する。これが、図１４に図示されている。工程６３０において、電源４００が器具１０に接続され、そして器具１０のスイッチが入れられる。マイクロ制御器５００は、質問要求を埋め込まれたマイクロ制御器４０５に送信する。工程６３２において、マイクロ制御器４０５は、この質問要求を解釈し、そしてこの要求に対する回答として、応答を生成する。この応答は、識別子、例えば、無線周波数識別タグまたはマイクロ制御器４０５のメモリに格納された独特のシリアル番号、電源４００の、電気的に測定可能な独特の値（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど）を含み得る。さらに、この応答は、温度センサ４１３によって測定された温度を含む。

工程６３４において、マイクロ制御器５００は、この応答を解読して、識別子および測定された温度を得る。工程６３６において、マイクロ制御器５００は、電源４００が真正であるか否かを、この識別子に基づいて、この識別子を、真正識別子の予め認可されたリストと比較することによって、決定する。この識別子が妥当ではない場合、器具１０は動作に進まず、そして「バッテリの認証に失敗」のメッセージをユーザインターフェース１２０によって表示する。この識別子が妥当である場合、このプロセスは工程６４０に進み、ここで測定された温度が分析されて、この測定値が予め決定された動作範囲内であるか否かが決定される。この温度が限度外である場合、器具１０はまた、失敗メッセージを表示する。従って、この温度が予め決定された限度内であり、そして識別子が妥当である場合、工程６４２において、この器具は動作を開始し、これは、「バッテリが認証された」のメッセージを使用者に提供することを含み得る。

図４および図６に戻って参照すると、器具１０の機能に関するフィードバック情報を提供するための複数のセンサが図示されている。センサの任意の組み合わせが、器具１０の内部に位置して、その動作段階（例えば、ステープルカートリッジの装填の検出およびその状態、関節運動、クランプ留め、回転、ステープル留め、切断および引き込みなど）を決定し得る。これらのセンサは、器具１０の種々の内部構成要素（例えば、発射棒２２０、駆動モータ２００など）の近接、変位または接触によって、活性化され得る。

図示される実施形態において、これらのセンサは、加減抵抗器（例えば、可変抵抗デバイス）、電流モニタ、誘電センサ、容量性センサ、誘導センサ、熱ベースのセンサ、リミット起動スイッチ、多重位置スイッチ回路、圧力変換器、直線および／または回転可変容量形変換器、直線および／または回転電位計、光学エンコーダ、強磁性センサ、ホール効果センサ、ならびに近接スイッチであり得る。これらのセンサは、回転、速度、加速、減速、線変位および／または角変位、機械的限度（例えば、ストップ）の検出などを測定する。これは、器具１０の機械的駆動構成要素上に直線アレイまたは回転アレイのいずれかで配置された、複数のインジケータを実装することによって達成される。次いで、これらのセンサは、これらの測定値をマイクロ制御器５００に伝送し、このマイクロ制御器は、器具１０の動作状態を決定する。さらに、マイクロ制御器５００はまた、測定されたフィードバックに基づいて、モータ速度または器具１０のトルクを調節する。

クラッチ３００が図１１および図１２に示されるようなスリップクラッチとして実装される実施形態において、直線変位センサ（例えば、直線変位センサ２３７）は、クラッチ３００より遠位に配置されて、正確な測定を提供する。この構成において、クラッチ３００のスリップは、これらのセンサによって記録される位置、速度および加速の測定値に影響を与えない。

図４を参照すると、装填スイッチ２３０は、関節運動ハウジング１７２の内部に位置する。スイッチ２３０は、スイッチ１１４と直列に接続されて、装填ユニット１６９が器具１０内に適切に装填されない限り、器具１０の起動を防止する。装填ユニット１６９が器具１０に装填されていない場合、主電源スイッチ（例えば、スイッチ１１４）が開き、これによって、器具１０のいずれの電子構成要素または電気構成要素の使用も防止する。これはまた、電源４００からのいかなる可能な電流の抜き出しも防止して、電源４００がその特定の保存寿命にわたって最大の電位を維持することを可能にする。

従って、スイッチ２３０は、いわゆる「ロックアウト」スイッチとして働き、これは、器具１０の誤った起動を防止する。なぜなら、このスイッチは、外部からの操作でアクセス不可能であり、装填ユニット１６９の挿入のみによって活性化され得るからである。スイッチ２３０は、装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０に挿入されるときの、プランジャーまたはセンサ管の変位によって活性化される。一旦、スイッチ２３０が活性化されると、電源４００からの電力が器具１０の電子構成要素（例えば、センサ、マイクロ制御器５００など）に供給されて、使用者に、ユーザインターフェース１２０および他の入力／出力へのアクセスを提供する。これはまた、可視出力１２３を活性化させて、適切に装填された装填ユニット１６９を示す光の組み合わせに従って点灯させ、この組み合わせにおいて、表１に記載されるように、全ての光が消灯する。

より具体的には、図１８および図１９に示されるように、内視鏡部分１４０は、センサプレート３６０を内部に備え、このセンサプレートは、センサ管と機械的に接触している。このセンサ管もまた内視鏡部分１４０の内部に位置し、そして発射棒２２０の遠位部分２２４の周囲に位置する。発射棒２２０の遠位部分２２４は、センサキャップ３６４の遠位端の開口部３６８を通過する。センサキャップ３６４は、ばねを備え、そしてスイッチ２３０に当接する。これは、センサキャップ３６４が付勢されてセンサ管３６２に押し付けられることを可能にする。このセンサ管は、開口部３６８を通過することなくセンサキャップ３６４の遠位端に載る。次いで、センサ管３６２の付勢は、これに従ってセンサプレート３６０を押し出す。

装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０に装填されているとき、近位部分１７１はセンサプレート３６０に当接し、そしてプレート３６０を近位方向に変位させる。次いで、センサプレート３６０は、センサ管３６２を近位方向に押し、これは次いで、センサキャップ３６４に圧力を加え、これによって、ばね３６６を圧縮し、そしてスイッチ２３０を活性化させ、装填ユニット１６９が適切に挿入されたことを示す。

一旦、装填ユニット１６９が内視鏡部分に挿入されると、スイッチ２３０はまた、装填ユニット１６９が正しく装填されているか否かを、この装填ユニットの位置に基づいて決定する。装填ユニット１６９が不適切に装填されている場合、スイッチ１１４は活性化されず、そしてエラーコードが、ユーザインターフェース１２０を介して使用者に中継される（例えば、表１に記載されるように全ての光が消灯する）。装填ユニット１６９がすでに発射されている場合、あらゆる機械的ロックアウトが予め活性化されたか、またはステープルカートリッジが使用済みであり、器具１０は、そのエラーをユーザインターフェース１２０を介して中継する。例えば、第一の光１２３ａが点滅する。

１つの実施形態において、メインスイッチ１１４に連結された第二のロックアウトスイッチ２５９（図４）が、器具１０において、バイオインピーダンスセンサ、キャパシタンスセンサまたは圧力センサとして実装され得、このスイッチは、ハンドル部分１１２の頂表面に位置し得、そして使用者が器具１０を把持するときに活性化されるように構成され得る。従って、器具１０が適切に把持されない限り、スイッチ１１４の操作は不可能である。

図６を参照すると、器具１０は、発射棒２２０の現在の直線位置を決定して出力するための位置計算機４１６を備える。位置計算機４１６は、直線変位センサ２３７に電気的に接続されており、そして回転速度検出装置４１８が、駆動モータ２００に連結されている。装置４１８は、駆動モータ２００の回転に応答して２つ以上のエンコーダパルス信号を生成するために、モータに連結されたエンコーダ４２０を備える。エンコーダ４２０は、これらのパルス信号を装置４１８に伝送し、この装置は次いで、駆動モータ２００の回転速度を決定する。その後、位置計算機４１６は、発射棒の線速度および位置を、駆動モータ２００の回転速度に基づいて決定する。なぜなら、その回転速度は、発射棒２２０の線速度に正比例するからである。位置計算機４１６および速度計算機４２２は、マイクロ制御器５００に連結されており、このマイクロ制御器は、計算機４１６および４２２からの感知されたフィードバックに応答して、駆動モータ２００を制御する。この構成は、図２０に関して以下でより詳細に議論される。

器具１０は、発射棒２２０上に位置する第一のインジケータ３２０ａおよび第二のインジケータ３２０ｂを備え、これらのインジケータは、発射棒２２０の速度、ならびに駆動管２１０および／またはハウジング１１０に対する発射棒２２０の位置を決定する。例えば、リミットスイッチ（例えば、シャフト開始位置センサ２３９およびクランプ位置センサ２３２）が、それを通過する第一のインジケータ３２０ａおよび／または第二のインジケータ３２０ｂ（例えば、こぶ、溝、印など）を感知することによって活性化されて、発射棒２２０の位置、発射棒２２０の速度、および器具１０のモード（例えば、クランプ留め、把持、発射、密封、切断、引き込み）を決定し得る。さらに、第一のインジケータ３２０ａおよび第二のインジケータ３２０ｂから受信されたフィードバックは、発射棒２２０がその軸方向移動を止めるべきとき（例えば、駆動モータ２００を止めるべきとき）を、それに取り付けられた特定の装填ユニットのサイズに依存して決定するために使用され得る。

より具体的には、発射棒２２０がその静止（例えば、初期）位置から遠位方向に移動するとき、位置センサ２３１の最初の起動が、第一のインジケータ３２０ａによって活性化され、これは、器具１０の動作が開始されたことを示す。その動作が続くにつれて、発射棒２２０がさらに遠位方向に移動させられてクランプ留めを開始し、これは、第一のインジケータ３２０ａを移動させて、クランプ位置センサ２３２とインターフェースさせる。発射棒２２０のさらなる前進は、第二のインジケータ３２０ｂを移動させて、位置センサ２３２とインターフェースさせる。これは、器具１０が発射されたことを示す。

上で議論されたように、位置計算機４１６は、発射棒２２０に隣接して位置する直線変位センサ２３７に連結される。１つの実施形態において、直線変位センサ２３７は、磁気センサであり得る。発射棒２２０は磁化され得るか、または内部に磁性材料を含み得る。この磁気センサは、強磁性センサまたはホール効果センサであり得、磁場の変化を検出するように構成される。駆動モータ２００の回転に起因して発射棒２２０が直線状に並進させられると、この並進運動に応答する磁場の変化が、この磁気センサによって記録される。この磁気センサは、この電場の変化に関するデータを位置計算機４１６に伝送し、この位置計算機は次いで、発射棒２２０の位置を、この磁場データの関数として決定する。

１つの実施形態において、発射棒２２０の選択された部分は、磁化され得る。例えば、発射棒２２０上に位置する雌ねじを切られた部分２１２のねじ山または他の切欠き（例えば、インジケータ３２０ａおよび／または３２０ｂ）は、磁性材料を含み得るか、または磁性材料から作製され得る。このことは、磁場の周期的な変動と、発射棒２２０の磁化された部分が直線状に並進するにつれてのねじ山の各不連続な並進との相関付けを可能にする。その後、位置計算機４１６は、この磁場の周期的な変化の回数を合計し、そしてこの合計に、ねじ山および／または切欠きの間の予め決定された距離を掛けることによって、発射棒２２０の距離および位置を決定する。

１つの実施形態において、直線変位センサ２３７は、電位計または加減抵抗器であり得る。発射棒２２０は、直線変位センサ２３７と電気機械的に接触して位置する接点（例えば、ワイパー端子）を備える。この接点は、発射棒２２０が駆動モータ２００によって遠位方向に移動させられるにつれて、直線変位センサ２３７の表面にそってスライドする。この接点が電位計および／または加減抵抗器を横切ってスライドすると、この電位計の電圧およびこの加減抵抗器の抵抗が、これに従って変化する。従って、電圧および抵抗の変化が、位置計算機４１６に伝送され、この位置計算機が次いで、発射棒２２０および／または発射棒継手１９０が移動した距離およびその位置を外挿する。

１つの実施形態において、位置計算機４１６は、１つ以上のスイッチ４２１に連結され、これらのスイッチは、発射棒２２０および発射棒継手１９０が遠位方向に移動するときに、雌ねじを切られた部分２１２のねじ山またはインジケータ３２０ａおよび／もしくは３２０ｂによって起動される。位置計算機４１６は、スイッチ４２１を活性化させたねじ山の数を計数し、次いで、この数に、これらのねじ山またはインジケータ３２０ａおよび／もしくは３２０ｂの間の予め決定された距離を掛ける。

器具１０はまた、直線状に移動する発射棒２２０の現在の速度、および／または駆動モータ２００によって提供されるトルクを決定する、速度計算機４２２を備える。速度計算機４２２は、直線変位センサ２３７に接続され、この直線変位センサは、速度計算機４２２が、発射棒の変位の変化の率に基づいて、発射棒２２０の速度を決定することを可能にする。

速度計算機４２２は、回転速度検出装置４２４に連結され、この回転速度検出装置は、エンコーダ４２６を備える。エンコーダ４２６は、駆動モータ２００の回転に相関するパルスを伝送し、次いで、速度計算機４２２がこのパルスを使用して、発射棒２２０の線速度を計算する。別の実施形態において、速度計算機４２２は、回転センサ２３９に連結され、この回転センサは、駆動管２１０の回転を検出し、従って、駆動管２１０の回転速度を測定し、これは、発射棒２２０の線速度の決定を可能にする。

速度計算機４２２はまた、電圧センサ４２８に連結されており、この電圧センサは、駆動モータ２００において誘導される逆起電力（「ＥＭＦ」）を測定する。駆動モータ２００の逆ＥＭＦ電圧は、駆動モータ２００の回転速度に正比例し、この回転速度は、上で議論されたように、発射棒２２０の線速度を決定するために使用される。

駆動モータ２００の速度の監視はまた、定電流条件下でのその端子間の電圧を測定することによって、達成され得る。駆動モータ２００の負荷の増大は、モータ端子に印加される電圧の低下をもたらし、これは、このモータの速度の低下に直接関連する。従って、駆動モータ２００を通る電圧の測定は、このモータに加えられる負荷の決定を提供する。さらに、経時的な電圧の変化（ｄＶ／ｄｔ）を監視することによって、マイクロプロセッサ５００は、駆動モータ２００および／または電源４００の負荷の大きい変化または温度の上昇に相関する、電圧の急激な低下を検出し得る。

さらなる実施形態において、速度計算機４２２は、電流センサ４３０（例えば、電流計）に連結される。電流センサ４３０は、駆動モータ２００に連結された分流抵抗器４３２と電気通信する。電流センサ４３０は、抵抗器４３２の両側での電圧低下を測定することによって、駆動モータ２００により抜き出される電流を測定する。駆動モータ２００に電力を供給するために使用される電流は、駆動モータ２００の回転速度、および従って、発射棒２２０の線速度に比例するので、速度計算機４２２は、発射棒２２０の速度を、駆動モータ２００の電流抜き出しに基づいて決定する。

速度計算機４２２はまた、電源４００内の電圧を決定し、これによってこの電源からの直接の電力抜き出しを計算するための、第二の電圧センサ（明示的には示さない）に連結され得る。さらに、経時的な電流の変化（ｄＩ／ｄｔ）が監視されて、これらの測定値の急激なスパイクを監視し得る。このスパイクは、駆動モータ２００によって加えられるトルクの大きい増大に対応する。従って、電流センサ４３０は、駆動モータ２００の速度および負荷を決定するために使用される。

さらに、速度計算機４２２によって測定される発射棒２２０の速度は、次いで、駆動モータ２００の電流抜き出しと比較されて、駆動モータ２００が適切に動作しているか否かを決定し得る。すなわち、この電流抜き出しが発射棒２２０の速度（例えば、低速）と釣り合わない（例えば、大きい）場合、モータ２００は機能不全である（例えば、ロックされている、止められているなど）。止められている状況が検出される場合、または電流抜き出しが予め決定された限度を超えている場合、位置計算機４１６は、発射棒２２０が機械的ストップの位置にあるか否かを決定する。発射棒２２０が機械的ストップの位置にある場合、マイクロ制御器５００は、器具１０をロック解除して発射棒２２０を引き込むために、駆動モータ２００を停止させ得るか、またはパルスモードおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モータ２００への不連続な電力供給）に入り得る。

１つの実施形態において、速度計算機４２２は、回転センサ２３９によって検出される駆動管２１０の回転速度と、回転速度検出装置４２４からの測定に基づく駆動モータ２００の回転速度とを比較する。この比較は、クラッチ３００の回転と駆動管２１０の回転と間に食い違いがある場合に、速度計算機４２２が、クラッチ活性化問題（例えば、スリップ）が存在するか否かを決定することを可能にする。スリップが検出される場合、位置計算機４１６は、発射棒２２０が機械的ストップの位置にあるか否かを決定する。発射棒２２０が機械的ストップの位置にある場合、マイクロ制御器５００は、器具１０を停止させ得るか、パルスモードおよび／もしくは休止モード（例えば、駆動モータ２００への不連続な電力供給）に入り得るか、または発射棒２２０を引き込み得る。

発射棒２２０および他の駆動構成要素の直線状および／または回転による変位に加えて、器具１０はまた、エンドエフェクタ１６０の関節運動を検出するように適合されたセンサを備える。図４を参照すると、器具１０は、回転センサ２４１を備え、この回転センサは、シャフト開始位置センサ２３１によって検出されるこの手順の開始時の、シャフト位置、回転するハウジングアセンブリ１８０の回転方向および角変位を示すように適合される。回転センサ２４１は、回転ノブ１８２の内側表面上に位置するインジケータの数（この回数だけ、回転ノブ１８２が回転した）を計数することによって、動作する。次いで、この計数は、マイクロ制御器５００に伝送され、このマイクロ制御器は次いで、内視鏡部分１４２の回転位置を決定する。これは、無線によってか、または内視鏡部分の電気接点および配線を介して、マイクロ制御器５００に通信され得る。

器具１０はまた、エンドエフェクタ１６０の関節運動を決定する関節運動センサ２３５を備える。関節運動センサ２３５は、関節運動歯車２３３上に位置する歯２６３の数（この回数だけ、関節運動ノブ１７６が、その０°の位置、すなわち、図３に示されるような関節運動ノブ１７６、および従って、エンドエフェクタ１６０の中心位置から回転した）を計数する。この０°の位置は、中心の独特のインジケータ２６５（これもまた、関節運動歯車２３３上に位置する）によって表され得、これは、エンドエフェクタ１６０の第一の位置（この位置において、長手方向軸Ｂ−Ｂは長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列する）に対応する。次いで、この計数は、マイクロ制御器５００に伝送され、このマイクロ制御器は次いで、エンドエフェクタ１６０の関節運動位置を決定し、そしてその関節運動角度を、インターフェース１２０を介して報告する。

さらに、この関節運動角度は、いわゆる「オートストップ」モードのために使用され得る。この動作モード中に、エンドエフェクタ１６０がその中心の第一の位置にあるとき、器具１０はエンドエフェクタ１６０の関節運動を自動的に止める。すなわち、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａに対してある角度で位置する位置からこの第一の位置まで、エンドエフェクタ１６０が関節運動すると、長手方向軸Ｂ−Ｂが長手方向軸Ａ−Ａと実質的に整列したときに、この関節運動は止められる。この位置は、関節運動センサ２３５によって、中心インジケータに基づいて検出される。このモードは、使用者がエンドエフェクタ１６０を手動で整列させる必要なしに、内視鏡部分１４０が引き抜かれることを可能にする。

図１を参照すると、本開示は、器具１０が装填ユニット１６９を識別し、そしてその動作状態を決定することを可能にする、装填ユニット識別システム４４０を提供する。識別システム４４０は、器具１０に、ステープルサイズ、カートリッジ長さ、装填ユニット１６９の型、カートリッジの状態、および適切な係合などに関する情報を提供する。この情報は、この器具が、種々の長さのステープルカートリッジに対して、クランプ留めの力、クランプ留めおよび発射の速度、ならびに行程の終了を調節することを可能にする。

装填ユニット識別システム４４０はまた、種々の情報（特定のエンドエフェクタ１６０を作動させるための、速度、電力、トルク、クランプ留め、移動長さおよび強度の制限が挙げられる）を決定して、器具１０（例えば、図２０に示される制御システム５０１）に通信するように適合され得る。制御システム５０１はまた、動作モードを決定し得、そして電圧、クラッチばねの付勢、および構成要素の移動の停止点を調節し得る。より具体的には、この識別システムは、エンドエフェクタ１６０内に位置する構成要素（例えば、マイクロチップ、エミッタまたはトランスミッタ）を備え得、この構成要素は、制御システム５０１またはその内部の受信機と（例えば、無線により、赤外信号を介してなどで）通信する。信号は、発射棒２２０を介して送信され得、その結果、発射棒２２０が、制御システム５０１とエンドエフェクタ１６０との間の通信のためのコンジットとして機能することもまた想定される。別の実施形態において、これらの信号は、中間のインターフェース（例えば、フィードバック制御器６０３（図２１〜図２２））を通して送信され得る。

例として、上で議論されたセンサは、ステープルがステープルカートリッジから発射されたか否か、これらのステープルが完全に発射されたか否か、光線がこのステープルカートリッジを通して近位方向に反射されたか否か、およびその程度、ならびにこの装填ユニットの動作に関する他の情報を決定するために使用され得る。本開示の特定の実施形態において、この装填ユニットは、装填ユニットおよび／または器具１０に装填されたステープルカートリッジの型を識別するための構成要素を組み込み、これらの構成要素としては、赤外線識別チップ、セル方式識別チップ、無線周波数識別チップが挙げられる。装填ユニットおよび／またはステープルカートリッジの型は、制御システム５０１内の関連する受信機、またはフィードバック、制御および／もしくは在庫分析を提供するための手術室内の外部デバイスによって、受信され得る。

情報は、装填ユニット１６９と器具１０との間の種々の通信プロトコル（例えば、有線または無線）を介して、器具１０に伝送され得る。この情報は、マイクロ制御器内の装填ユニット１６９、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリ、無線周波数識別タグ、ならびに種々の型の識別子（例えば、光、色、変位、磁気、電気、２進コードおよびグレーコード）に格納され得る（例えば、コンダクタンス、抵抗、キャパシタンス、インピーダンス）。

１つの実施形態において、装填ユニット１６９および器具１０は、対応する無線トランシーバ、識別子４４２および質問機送信部４４４をそれぞれ備える。識別子４４２は、装填ユニット１６９に関する種々の識別情報および状態情報を格納するために、メモリを備えるか、またはマイクロ制御器に連結され得る。一旦、装填ユニット１６９が器具１０に連結されると、器具１０は、質問機送信部４４４を介して識別コードに関して識別子４４２に問い合わせる。この質問機送信に応答して、識別子４４２は、装填ユニット１６９に対応する識別コードを用いて回答する。動作中に、一旦、識別が行われると、識別子４４２は、器具１０に装填ユニット１６９の状態に関する最新情報（例えば、機械的および／または電気的機能不全、位置、関節運動など）を提供するように構成されている。

識別子４４２と質問機送信部４４４とは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１ ＩＥＥＥ、および他の、無線、赤外線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信などの通信プロトコルのうちの１つ以上を使用して、互いに通信するように構成される。１つの実施形態において、トランシーバ４００は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであり得、トランシーバ４０２の質問機送信部の能力に依存して、能動的または受動的のいずれかである。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、種々の型の識別デバイスを有する、装填ユニット１６９のさらなる実施形態を図示する。図１５Ａを参照すると、電気識別子１７３を有する装填ユニット１６９の近位端１７１が示されている。識別子１７３は、１つ以上のレジスタ、キャパシタ、インダクタを備え得、そして内視鏡部分１４０の遠位端に位置する対応する電気接点１８１と連結される。この接点は、この内視鏡部分の内部に位置するスリップリング、ブラシおよび／または固定された接点を備え得る。識別子１７３は、装填ユニット１６８の任意の位置に位置し得、そしてフレキシブル回路上もしくは固定回路上に形成され得るか、または装填ユニット１６９の表面に直接トレースされ得る。

装填ユニット１６９が内視鏡部分１４０と連結されると、その接点は、電気識別子１７３に通して小さい電流を印加する。この質問機送信部の接点はまた、対応する電気センサを備え、この電気センサは、識別子１７３の抵抗、インピーダンス、キャパシタンス、および／またはインピーダンスを測定する。識別子１７３は、独特の電気特性（例えば、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど）を有し、この特性は、装填ユニット１６９の識別コードに対応し、従って、その電気特性が決定されると、器具１０は、測定された特性に基づいて、装填ユニット１６９のアイデンティティを決定する。

１つの実施形態において、識別子１７３は、識別コードによって装填ユニット１６９を同定する予め決定された独特の磁気パターンを組み込む、磁気識別子（例えば、グレーコード化された磁石および／または鉄ノード）であり得る。この磁気識別子は、内視鏡部分１４０の遠位端に位置する磁気センサ（例えば、強磁性センサ、ホール効果センサなど）を介して読み取られる。この磁気センサは、磁気データを器具１０に伝送し、この器具は次いで、装填ユニット１６９のアイデンティティを決定する。

図１５Ｂは、１つ以上の突出部１７５を有する、装填ユニット１６９の近位端１７１を図示する。突出部１７５は、種々の寸法の、任意の形状のもの（例えば、くぼみ、こぶ、ストリップなど）であり得る。突出部１７５は、内視鏡部分１４０の近位セグメントの内部に位置する、対応する変位センサ１８３とインターフェースする。これらのセンサは、
突出部１７５がこの内視鏡部分に挿入されると、変位される。この変位の量は、センサによって分析されて識別データに変換され、器具１０が、ステープルサイズ、カートリッジ長さ、装填ユニット１６９の型、および適切な係合などを決定することを可能にする。これらの変位センサは、スイッチ、接点、磁気センサ、光学センサ、可変抵抗、直線または回転可変容量形変換器であり得、これらはばね付勢され得る。これらのスイッチは、それらの活性化状態に基づいて、２進コードを器具１０に伝送するように構成される。より具体的には、数個の突出部１７５は、これらのスイッチのうちの数個を選択的に活性化させるために十分な距離だけ延び、これによって、突出部１７５の組み合わせに基づいて、独特のコードを生成する。

別の実施形態において、突出部１７５は、色でコード化され得る。変位センサ１８３は、突出部１７５の色を決定して、装填ユニット１６９の１つ以上の特性をこの色に基づいて測定し、そしてこの情報を器具１０に伝送するように構成された、色センサを備える。

図１６は、装填ユニット１６９を識別して、装填ユニット１６９に関する状態情報を器具１０に提供する方法を示す。工程６５０において、装填ユニット１６９が器具１０内に適切に装填されているか否かが決定される。これは、識別子１７３および／または突出部１７５との接触がなされたか否かを検出することによって、決定され得る。装填ユニット１６９が適切に装填されている場合、工程６５２において、装填ユニット１６９は、器具１０に準備ができた状態を通信する（例えば、可視出力１２３の第一の光を点灯させる）。

６５４において、器具１０は、装填ユニット１６９が以前に発射されたか否かを検証する。識別子４４２は、以前に発射された状態を示す値を格納する。装填ユニット１６９が発射されている場合、工程６５６において、器具１０は、エラー応答を提供する（例えば、可視出力１２３の第一の光を点滅させる）。装填ユニット１６９が発射されていない場合、工程６５８において、装填ユニット１６９は、識別システム４４０を介して器具１０に、識別および状態の情報を提供する（例えば、第一の光が点灯させられる）。装填ユニット１６９が発射されたか否かの決定は、工程６６４に関して以下でより詳細に議論されるように識別子４４２のメモリに保存された、「以前に発射された」信号に基づいてなされる。工程６６０において、器具１０は、その動作パラメータを、装填ユニット１６９から受信された情報に応答して調節する。

工程６６２において、使用者は、器具１０によって外科手術手順を実施する。一旦、この手順が完了して装填ユニット１６９が発射されたら、器具１０は、「以前に発射された」信号を装填ユニット１６９に伝送する。工程６６４において、装填ユニット１６９は、工程６５４に関して議論されたような器具１０による将来の質問のために、「以前に発射された」信号を識別子４４２のメモリに保存する。

図１７を参照すると、装填ユニット１６９は、エンドエフェクタ１６０の内部に位置する１つ以上の組織センサを備え、これらの組織センサは、把持されている物体の型を検出する（例えば、非組織物体および物体の組織型を認識する）ためのものである。これらのセンサはまた、エンドエフェクタ１６０の顎部材間を通過する血流の量を決定するように構成される。より具体的には、第一の組織センサ１７７がアンビルアセンブリ１６２の遠位部分に位置し、そして第二の組織センサ１７９がカートリッジアセンブリ１６４の遠位部分に位置する。センサ１７７および１７９は、識別子４４２に連結されて、器具１０のマイクロ制御器５００へのセンサデータの伝送を可能にする。

センサ１７７および１７９は、これらの間に、１つ以上のアレイまたは周波数の場および／または波を生成させるように適合される。センサ１７７および１７９は、音響デバイス、超音波デバイス、強磁性デバイス、ホール効果センサ、レーザーデバイス、赤外線デバイス、無線周波数デバイス、または圧電デバイスであり得る。センサ１７７および１７９は、一般的に存在する物質（例えば、空気、体液および種々の型のヒト組織）を無視するように、そして特定の型の異物を検出するように、較正される。この異物は、骨、腱、軟骨、神経、主要な動脈、および非組織物質（例えば、セラミック、金属、プラスチックなど）などであり得る。

センサ１７７および１７９は、アンビルアセンブリ１６２とカートリッジアセンブリ１６４との間を通過する異物を、これらのセンサによって生成される場の信号の吸収、反射および／またはフィルタリングに基づいて、検出する。物質が信号を減少させるかまたは反射し、その結果、この物質が較正範囲外であり、従って異物である場合、センサ１７７および１７９は、この干渉情報をマイクロ制御器５００に伝送し、このマイクロ制御器は次いで、エンドエフェクタ１６０によって把持されている物質の型を決定する。この決定は、これらの干渉信号を、種々の型の物質およびこれらに関連する干渉範囲を列挙するルックアップテーブルと比較することによって、なされ得る。次いで、マイクロ制御器５００は、異物が把持されていること、およびそのアイデンティティを、使用者に警告する。これは、使用者が、異物を含む領域を通してクランプ留め、切断、またはステープル留めを行うことを防止することを可能にする。

図２０は、マイクロ制御器５００を備える制御システム５０１を図示し、このマイクロ制御器は、位置計算機４１６および速度計算機４２２、装填ユニット識別システム４４０、ユーザインターフェース１２０、駆動モータ２００、ならびにデータ格納モジュール５０２に連結されている。さらに、マイクロ制御器５００は、種々のセンサ（例えば、第一の組織センサ１７７および第二の組織センサ１７９、装填スイッチ２３０、シャフト開始位置センサ２３１、クランプ位置センサ２３２、関節運動センサ２３５、直線変位センサ２３７、回転センサ２３９、発射棒回転センサ２４１、モータおよびバッテリ操作モジュール４１２、回転速度検出装置４１８、スイッチ４２１、電圧センサ４２８、電流センサ４３０、質問機送信部４４４など）に直接連結され得る。

マイクロ制御器５００は、内部メモリを備え、この内部メモリは、器具１０の動作および機能を制御するための、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する。マイクロ制御器５００は、ユーザインターフェース１２０からの入力データを処理し、そしてこれらの入力に応答して、器具１０の動作を調節する。器具１０の調節は、器具１０の電力をオンまたはオフにすること、電圧調節または電圧パルス幅調節による速度制御、デューティーサイクルを低下させるかまたは電圧のオンとオフとをパルス化することによりトルクを制限して、予め決定された期間中の平均電流送達を制限することを含み得る。

マイクロ制御器５００は、ユーザフィードバックモジュール５０４を介してユーザインターフェース１２０に連結され、このユーザフィードバックモジュールは、使用者に、器具１０の動作パラメータの情報を与えるように構成される。ユーザフィードバックモジュール５０４は、ユーザインターフェース１２０に、動作データをスクリーン１２２に出力するように指示する。具体的には、センサからの出力は、マイクロ制御器５００に伝送され、このマイクロ制御器は次いで、フィードバックを使用者に送信して、この使用者に、器具１０についての特定のモード、速度または機能を、それに応答して選択するように指示する。

装填ユニット識別システム４４０は、マイクロ制御器５００に、どのエンドエフェクタが装填ユニット上にあるかを指示する。１つの実施形態において、制御システム５０１は、発射棒２２０および／またはエンドエフェクタ１６０に加えられる力に関する情報を格納することが可能であり、その結果、装填ユニット１６９が識別されると、マイクロ制御器５００は、器具１０についての動作パラメータを自動的に選択する。これは、発射棒２２０が、その時点で使用中である装填ユニット上の特定のエンドエフェクタ１６０を駆動させることが可能であるように、発射棒２２０に加えられる力の制御を可能にする。

マイクロ制御器５００はまた、位置計算機４１６および速度計算機４２２、ならびに他のセンサからの計算を分析して、発射棒２２０の実際の位置および／または速度、ならびに器具１０の構成要素の動作状態を決定する。この分析は、計算機４１６および４２２からの感知されたフィードバック信号を解釈して、この感知された信号に応答して、発射棒２２０および器具１０の他の構成要素の動きを制御することを含み得る。マイクロ制御器５００は、一旦、発射棒２２０が位置計算機４１６によって報告された予め決定された地点を越えて移動すると、発射棒２２０の移動を制限するように構成される。器具１０を制御するためにマイクロ制御器５００によって使用され得るさらなるパラメータとしては、モータおよび／またはバッテリの温度、残りのサイクルおよび使用されたサイクルの数、残りのバッテリ寿命、組織の厚さ、エンドエフェクタの現在の状態、伝送および受信、外部デバイスの接続状態などが挙げられる。

１つの実施形態において、器具１０は、電流（例えば、電流計）、電圧（例えば、電圧計）、近接（例えば、光学センサ）、温度（例えば、熱電対、温度計など）、および力（例えば、ひずみゲージ、ロードセルなど）を測定して、装填ユニット１６９への装填状態を決定するように構成された種々のセンサを備える。器具１０の動作の間に、近接プロセス中および発射プロセス中に器具１０によって標的組織に加えられる力を知ることが望ましい。異常な負荷（例えば、予め決定された負荷範囲外）の検出は、器具１０および／またはクランプされた組織に関する問題を示し、使用者に通信される。

負荷状態の監視は、以下の方法のうちの１つ以上によって実施され得る：駆動モータ２００の速度を監視すること、このモータによって加えられるトルクを監視すること、顎部材１６２と１６４との近接、器具１０の構成要素の温度を監視すること、発射棒２２０に対する負荷をひずみセンサ１８５（図６）および／または器具１０の他の負荷を受ける構成要素によって測定すること。速度およびトルクの監視は、図５および速度計算機４２２に関して上で議論されている。

顎部材１６２と１６４との間の距離の測定はまた、エンドエフェクタ１６０および／または器具１０に対する負荷状態を示し得る。顎部材１６２および１６４に加えられる力の量が大きい場合、これらの顎部材は、外向きにたわむ。顎部材１６２および１６４は、正常な動作中には互いに平行であるが、変形中には、これらの顎部材は、互いに対してある角度にある。従って、顎部材１６２と１６４との間の角度を測定することにより、これらの顎部材に加わる負荷に起因するこれらの顎部材の変形の決定が可能になる。これらの顎部材は、図１７に示されるようなひずみゲージ１８７および１８９を備えて、これらの顎部材に加えられる負荷を直接測定し得る。あるいは、１つ以上の近接センサ１９１および１９３が、顎部材１６２および１６４の遠位先端に位置して、これらの顎部材の間の角度を測定し得る。次いで、これらの測定は、マイクロ制御器５００に伝送され、このマイクロ制御器は、角度および／またはひずみの測定を分析し、そして使用者に、エンドエフェクタ１６０に対する応力を警告する。

別の実施形態において、発射棒２２０または他の負荷を受ける構成要素は、その上に位置する１つ以上のひずみゲージおよび／または負荷センサを備える。高いひずみの条件下では、器具１０および／またはエンドエフェクタ１６０に加えられる圧力は、発射棒２２０に伝えられて発射棒２２０をたわませ、この発射棒に対する増大したひずみをもたらす。次いで、これらのひずみゲージは、これらの応力測定をマイクロ制御器５００に報告する。別の実施形態において、位置センサ、ひずみセンサまたは力センサが、クラッチプレート３０２上に位置し得る。

近接プロセス中に、エンドエフェクタ１６０が組織をクランプするにつれて、器具１０および／またはエンドエフェクタ１６０内に位置するセンサは、マイクロプロセッサ５００に、エンドエフェクタ１６０が異常組織の周りに展開されていること（例えば、低いかまたは高い負荷条件）を示す。低い負荷条件は、少量の組織がエンドエフェクタ１６０によって把持されていることを示す。高い負荷条件は、多すぎる組織および／または外来物体（例えば、管、ステープル線、クリップなど）が把持されていることを示す。さらに、高い負荷条件は、切断についての異常組織（例えば、腸）が把持されていることを示し得る。その後、マイクロプロセッサ５００は、ユーザインターフェース１２０を介して、より適切な装填ユニット１６９および／または器具１０が選択されるべきであることを使用者に示す。さらに、マイクロプロセッサ５００は、ユーザインターフェース１２０を介して、異常組織がエンドエフェクタ１６０によって把持されていることを使用者に示し得る。

発射プロセス中に、これらのセンサは、種々のエラーを使用者に警告し得る。センサは、マイクロ制御器５００に、ステープルカートリッジまたは器具１０の一部分が故障していることを通信し得る。さらに、これらのセンサは、ナイフに加えられる力の突然のスパイクを検出し得、これは、異物への遭遇を示す。力のスパイクの監視はまた、発射行程の終了、例えば、発射棒２２０がステープル留めカートリッジの端部に遭遇し、そして硬いストップ内に入るときを検出するために、使用され得る。この硬いストップは、器具１０の正常な動作中に観察されるものと比較して高い力のスパイクを生じ、そしてマイクロ制御器に、発射棒２２０が装填ユニット１６９の端部に達したことを示すために使用され得る。この力のスパイクの測定は、位置計算機４１６および速度計算機４２２に関して議論されたような、位置フィードバック測定（例えば、エンコーダ、直線可変容量形変換器、直線電位計などからの）と組み合わせられ得る。これは、エンドエフェクタ１６０を改変することなく、種々の型のステープルカートリッジ（例えば、複数の長さ）を器具１０と一緒に使用することを可能にする。

力のスパイクに遭遇すると、器具１０は、この状態を使用者に知らせ、そしていわゆる「パルス」または電子クラッチモード（これは、以下でより詳細に議論される）に入ることによって、予防措置をとる。このモードの間、駆動モータ２００は、把持された組織とエンドエフェクタ１６０との間の圧力を等しくするための短時間のバーストのみ動くように、制御される。この電子クラッチは、駆動モータ２００によって加えられるトルクを制限し、そして高い量の電流が電源４００から抜き出される状況を防止する。これは次に、過熱に起因する電子構成要素および機械構成要素の損傷（これには、過負荷および高電流抜き出しの状況が伴う）を防止する。

マイクロ制御器５００は、駆動モータ２００を、モータドライバによって、パルス幅を変調された制御信号を用いて制御する。このモータドライバは、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向の、駆動モータ２００の速度を調節するように構成される。このモータドライバはまた、複数の動作モード（これらには、電子モータ制動モード、定速モード、電子クラッチモード、および制御された電流活性化モードが含まれる）の間を切り替えるように構成される。電子制動モードにおいて、駆動モータ２００の２つの端子がショートされ、そして発生する逆ＥＭＦが駆動モータ２００の回転と反作用して、より速い停止、および発射棒２２０の直線位置を調節する際のより大きな位置正確性を可能にする。

定速モードにおいて、速度計算機４２２は、マイクロ制御器５００および／またはモータドライバと一緒になって、駆動モータ２００の回転速度を調節して、発射棒２２０の一定の線速度を確実にする。電子クラッチモードは、位置計算機４１６および速度計算機４２２からの感知されたフィードバック信号に応答して、駆動モータ２００とクラッチ３００との繰り返しの係合および／または脱係合を含む。制御された電流活性化モードにおいて、電流は、次第に増大または減少させられて、静的モードと動的モードとの間で移行するときにスパイクを起こす損傷性の電流およびトルクを防止して、いわゆる「ソフトスタート」および「ソフトストップ」を提供する。

データ格納モジュール５０２は、マイクロ制御器５００に連結されたセンサからのデータを記録する。さらに、データ格納モジュール５０２は、装填ユニット１６９の識別コード、エンドエフェクタ１００の状態、手順中のステープル留めサイクルの数などを記録する。データ格納モジュール５０２はまた、外部デバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、格納デバイス（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）など））に、無線または有線のデータポート５０３を介して接続されるように構成される。これは、データ格納モジュール５０２が、その後の分析および／または格納のためにこの外部デバイスに性能データを伝送することを可能にする。データポート５０３はまた、マイクロ制御器５００のファームウェアの、いわゆる「インザフィールド」アップグレードを可能にする。

フィードバック制御システム６０１が、図２１〜図２３に示されている。このシステムは、図２２Ａ〜図２２Ｂに示されるフィードバック制御器６０３を備える。器具１０は、データポート５０２を介してフィードバック制御器６０３に接続され、このデータポートは、有線（例えば、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、ＵＳＢ（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ
ＲＳ２３２（登録商標）、Ｓｅｒｉａｌ ＲＳ４８５（登録商標）、ＵＳＡＲＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）など）または無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ３（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）、ＺＷａｖｅ（登録商標）、Ｘ１０（登録商標）無線 ＵＳＢ（登録商標）、ＩｒＤＡ（登録商標）、Ｎａｎｏｎｅｔ（登録商標）、Ｔｉｎｙ ＯＳ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、８０２．１１
ＩＥＥＥ、および他の無線周波数、赤外線、ＵＨＦ、ＶＨＦ通信など）のいずれでもよい。

図２１を参照すると、フィードバック制御器６０３は、器具１０によってこのフィードバック制御器に伝送されたデータを格納し、そしてこのデータを処理および分析するように構成される。フィードバック制御器６０３はまた、他のデバイス（例えば、ビデオディスプレイ６０４、ビデオプロセッサ６０５および電算デバイス６０６（例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、スマートフォン、格納デバイスなど））に接続される。ビデオプロセッサ６０５は、フィードバック制御器６０３によって生成された出力データを、ビデオディスプレイ６０４への出力のために処理するために使用される。電算デバイス６０６は、フィードバックデータのさらなる処理のために使用される。１つの実施形態において、マイクロ制御器６００によって実施されたセンサフィードバック分析の結果は、電算デバイス６０６による後の検索のために、内部に格納され得る。

フィードバック制御器６０３は、マイクロ制御器６００に連結されたデータポート６０７（図２２Ｂ）を備え、このデータポートは、フィードバック制御器６０３が電算デバイス６０６に接続されることを可能にする。データポート６０７は、電算デバイス６０６との有線および／または無線通信を提供し得、格納されたフィードバックデータの検索、フィードバック制御器６０３の動作パラメータの環境設定、ならびにフィードバック制御器６０３のファームウェアおよび／または他のソフトウェアのアップグレードのために、電算デバイス６０６とフィードバック制御器６０３との間のインターフェースを提供する。

フィードバック制御器６０３は、図２２Ａ〜図２２Ｂにさらに図示されている。フィードバック制御器６０３は、ハウジング６１０ならびに複数の入力ポートおよび出力ポート（例えば、ビデオ入力６１４、ビデオ出力６１６、およびヘッドアップ（「ＨＵＤ」）ディスプレイ出力６１８）を備える。フィードバック制御器６０３はまた、フィードバック制御器６０３に関する状態情報を表示するための、スクリーン６２０を備える。

フィードバック制御器６０３の構成要素が、図２３に示されている。フィードバック制御器６０３は、マイクロ制御器６００およびデータ格納モジュール６０２を備える。マイクロ制御器６００およびデータ格納モジュール６０２は、器具１０のマイクロ制御器５００およびデータ格納モジュール５０２と類似の機能を提供する。これらの構成要素を独立型モジュールにおいて、フィードバック制御器６０３の形態で提供することにより、器具１０内にこれらの構成要素を有する必要性が軽減される。

データ格納モジュール６０２は、１つ以上の内部および／または外部格納デバイス（例えば、磁気ハードドライブ、フラッシュメモリ（例えば、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）カード、Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ（登録商標）カード、ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ（登録商標）など）を備え得る。データ格納モジュール６０２は、フィードバック制御器６０３によって、その後の電算デバイス６０６によるデータの分析のために、器具１０からのフィードバックデータを格納するために使用される。このフィードバックデータは、器具１０の内部に位置するセンサによって供給される情報などを含む。

マイクロ制御器６００は、器具１０の制御回路が存在する場合には、この制御回路の代用になり、そして／または補うように構成される。マイクロ制御器６００は、器具１０の動作および機能を制御するための、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ファームウェア）を格納する内部メモリを備える。マイクロ制御器６００は、ユーザインターフェース１２０からの入力データを処理し、そしてこの入力に応答して、器具１０の動作を調節する。マイクロ制御器６００は、ユーザインターフェース１２０にユーザフィードバックモジュール５０４を介して連結され、このユーザフィードバックモジュールは、使用者に器具１０の動作パラメータの情報を使用者に与えるように構成される。より具体的には、器具１０は、フィードバック制御器６０３に、無線でかまたはデータポート４０７（図６）を介する有線接続を介して接続されるように構成される。

開示される実施形態において、マイクロ制御器６００は、駆動モータ２００に接続され、そしてバッテリのインピーダンス、電圧、温度および／または電流抜き出しを監視するように、そして器具１０の動作を制御するように、構成および配置される。器具１０のバッテリ４００、トランスミッション、駆動モータ２００および駆動構成要素に対する負荷（単数または複数）は、損傷を与える限度を示す負荷に達するかまたは接近する場合に、モータ速度を制御するために決定される。例えば、バッテリ４００に残っているエネルギー、残りの発射数、バッテリ４００が交換もしくは充電されなければならないか否か、および／または器具１０の電位負荷限度への接近が、決定され得る。マイクロ制御器６００はまた、上で議論された器具１０のセンサのうちの１つ以上に接続され得る。

マイクロ制御器６００はまた、監視された情報に応答して、駆動モータ２００の動作を制御するように構成される。パルス変調制御スキーム（これは、電子クラッチを備え得る）が、器具１０を制御する際に使用され得る。例えば、マイクロ制御器６００は、駆動モータ２００の電圧供給を調節し得るか、またはこの駆動モータにパルス変調信号を供給し得、電力および／またはトルク出力を調節して、システム損傷を防止し得るか、またはエネルギー使用を最適化し得る。

１つの実施形態において、電気制動回路が、駆動モータ２００を制御するために使用され得、この電気制動回路は、回転する駆動モータ２００の既存の逆起電力を使用して、駆動管２１０に反作用し、そしてこの駆動管の運動量を実質的に減少させる。この電気制動回路は、動力式外科手術用器具１０の停止の精度および／またはシフト位置に関して、駆動モータ２００および／または駆動管２１０の制御を改善し得る。動力式外科手術用器具１０の構成要素を監視するため、および動力式外科手術用器具１０の過負荷の防止を補助するためのセンサとしては、熱型のセンサ（例えば、熱センサ、温度計、サーモパイル、熱電対および／または熱赤外画像化）が挙げられ得、そしてマイクロ制御器６００にフィードバックを提供し得る。マイクロ制御器６００は、限度に達した場合または接近する場合に、動力式外科手術用器具１０の構成要素を制御し得、そしてこのような制御としては、使用されるエネルギーを制限するための、電源４００からの電力の遮断、電力の一時的な中断、または休止モードおよび／もしくはパルス変調に入ることが挙げられ得る。マイクロ制御器６００はまた、動作がいつ再開され得るかを決定するために、構成要素の温度を監視し得る。マイクロ制御器６００の上記使用は、電流、電圧、温度および／もしくはインピーダンスの測定値とは無関係に使用され得るか、またはこれらを要因に入れ得る。

マイクロ制御器６００によるデータの分析および処理の結果は、ビデオディスプレイ６０４および／またはＨＵＤディスプレイ６２２に出力される。ビデオディスプレイ６０４は、任意の型のディスプレイ（例えば、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、およびエレクトロルミネセンススクリーンなど）であり得る。１つの実施形態において、ビデオディスプレイ６０４は、タッチスクリーンを備え得、そして抵抗、表面波、容量、赤外線、ひずみゲージ、光学、分散性信号または音響パルス認識のタッチスクリーン技術を組み込み得る。このタッチスクリーンは、使用者が、動作フィードバックを見ながら入力を提供することを可能にするために使用され得る。ＨＵＤディスプレイ６２２は、あらゆる表面より上に突出し得、使用者が外科手術手順中に見ることができる（例えば、眼鏡および／またはゴーグルのレンズ、顔面シールドなど）。これは、手順への集中を失うことなく、使用者がフィードバック制御器６０３からの可視フィードバック情報を可視化することを可能にする。

フィードバック制御器６０３は、オンスクリーンディスプレイモジュール６２４およびＨＵＤモジュール６２６を備える。モジュール６２６は、それぞれのディスプレイ６０４および６２２への表示のために、マイクロ制御器６００の出力を処理する。より具体的には、ＯＳＤモジュール６２４は、フィードバック制御器６０３からの文字および／または図形情報を、外科手術部位内に位置するカメラを介してこの外科手術部位から受信された他のビデオ画像の上に重ねる。重ねられた文字を有する改変ビデオ信号は、ビデオディスプレイ６０４に伝送され、使用者が、外科手術部位を依然として観察しながら、器具１０および／またはフィードバック制御器６０３からの有用なフィードバック情報を可視化することを可能にする。

図２４〜図２５は、器具１０’の別の実施形態を図示する。器具１０’は、まっすぐな構成で配置された複数のセル４０１を有する電源４００’を備える。電源４００’は、ハンドル部分１１２内の垂直バッテリチャンバ８００に垂直に挿入される。バッテリチャンバ８００は、その頂部分にばね８０２を備えて、電源４００’を下向きに押す。１つの実施形態において、ばね８０２は、電源４００’と電気的に連結するための接点を備え得る。電源４００’は、バッテリキャップ８０４によってバッテリチャンバ８００内に保持され、このバッテリキャップは、遠位方向にスライドして適所にロックされるように構成される。キャップ８０４およびハンドル１１２は、キャップ８０４が滑り出ないように維持するための、さねはぎ結合を備え得る。電源４００’は、ばね８０２の下向きの力に起因して、キャップ８０４に押し付けられるように付勢される。キャップ８０４が近位方向にスライドさせられると、電源４００’は、ばね８０２によってバッテリチャンバ８００から排出される。

図２５は、回転センサ２３９の別の実施形態を示す。この回転センサは、駆動管２１０の回転を検出し、従って、駆動管２１０の回転の速度を測定し、これは、発射棒２２０の線速度の決定を可能にする。回転センサ２３９は、駆動管２１０に設置されたエンコーダホイール８１０、および光学読取機８１２（例えば、フォトインタラプタ）を備える。光学読取機８１２は、その２つの対向する縁部８１４と８１６との間に連続的に提供される光線の妨害の数を決定するように構成される。ホイール８１０は、駆動管２１０と一緒に回転し、そしてこのホイールを通る複数のスリット８１１を備える。

ホイール８１０の外縁部は、光学読取機８１２の対向する縁部の間に位置し、その結果、縁部８１４と８１６との間を透過する光は、スリット８１１を通って光る。換言すれば、縁部８１４と８１６との間の光線は、駆動管２１０が回転するときに、ホイール８１０によって妨害される。光学読取機８１２は、この光線の妨害の数およびその発生速度を測定し、そしてこれらの測定値を速度計算機４２２に伝送し、この速度計算機は次いで、上で議論されたように、駆動棒２２０の速度を決定する。

図２７〜図３２は、発射棒２２０をその発射後の位置から引き込むための引き込みアセンブリ８２０を有する器具１０’を示す。引き込みアセンブリ８２０は、駆動管２１０とインターフェースする、手動で駆動される機械インターフェースを提供して、緊急の状況（例えば、電気的機能不全、動かないエンドエフェクタ１６０など）において、引き込みアセンブリ８２０のラチェット作用による発射棒２１０の手動での引き込みを可能にする。引き込みアセンブリ８２０は、器具１０’に挿入され得るモジュール式アセンブリとして構成され得る。

図３０を参照すると、引き込みアセンブリ８２０は、頂部分８２３および底部分８２５を有する引き込みシャシ８２２を備える。引き込みアセンブリ８２０は、駆動歯車８２６および引き込み歯車８２４を介して、駆動管２１０と機械的にインターフェースする。駆動歯車８２６は、駆動管２１０に取り付けられており、そして駆動管２１０の回転に応答して並進する。逆に、駆動歯車８２６の回転は、駆動管２１０の回転を与える。駆動歯車８２６および引き込み歯車８２４は、歯車８２４と８２６とが垂直の様式でインターフェースすることを可能にする、傘歯車であってもよい。

引き込み歯車８２４は、第一のスピンドル８２８に連結され、この第一のスピンドルは、引き込みシャシ８２２の頂部分８２３と底部分８２５との間に実質的に垂直な状態で位置し、そしてこの第一のスピンドルによって規定される長手方向軸の周りで回転可能である。第一のスピンドル８２８は、この第一のスピンドルおよび引き込み歯車８２４に取り付けられた第一の平歯車８３０を、さらに備える。第一の平歯車８３０は、第二のスピンドル８３４上に位置する第二の平歯車８３２とインターフェースし、この第二のスピンドルもまた、引き込みシャシ８２２の頂部分８２３と底部分８２５との間に実質的に垂直な状態で位置し、そしてこの第二のスピンドルによって規定される長手方向軸の周りで回転可能である。

第二の平歯車８３２は、第一のスピンドル８２８上に位置する第三の平歯車８３６と機械的にインターフェースする。第三の平歯車８３６は、一方向クラッチアセンブリ８４０の第一のクラッチ部分８３８に取り付けられる。クラッチアセンブリ８４０は、第一のクラッチ部分８３８の上方の第一のスピンドル８２８上に回転可能に位置する第二のクラッチ部分８４０をさらに備え、ばね８４３が、第一のクラッチ部分８３８と第二のクラッチ部分８４０との間に位置することによって、第一のクラッチ部分８３８と第二のクラッチ部分８４０とを、図３１に示されるような、上昇した噛み合わない構成（例えば、第一の構成）に保持する。

駆動管２１０および／または駆動歯車８２６の回転は、引き込み歯車８２４、ならびに第一の平歯車８３０、第二の平歯車８３２および第三の平歯車８３６を、第一の部分８３８ならびにそれぞれのスピンドル８２８および８３４と一緒に回転させる。第二のクラッチ部分８４２は、スピンドル８２８の周りで回転し得、そしてばね８４３によって第一のクラッチ部分８３８から離されるので、第一の部分８３８の回転は、第二のクラッチ部分に伝えられない。

第一のクラッチ部分８３８および第二のクラッチ部分８４２は、相互にかみ合う複数の歯８４４を備え、これらの歯は、平坦な噛み合い表面８４６および傾斜したスリップ表面８４８を有する。図３２に示されるような第二の構成において、第二のクラッチ部分８４２は、引き込みレバー８４５によって下方に押されており、これによって、歯８４４とインターフェースする。スリップ表面８４８は、噛み合い表面８４６が互いに接触することを可能にし、これによって、第二のクラッチ部分８４２の回転が、第一のクラッチ部分８３８および全てのインターフェースする歯車を回転させることを可能にする。

引き込みレバー８４５は、カム作用部分８４７およびそれに取り付けられたハンドル８４９を備える。カム作用部分８４７は、開口部８５３を備え、この開口部は、第一のスピンドル８２８に取り付けられた取付具８５６と機械的に協働する一方向ニードルクラッチ８５５を収容し、これによって、引き込みレバー８４５が第一のスピンドル８２８の周りで回転することを可能にする。図２９を参照すると、レバー８４５は、カム作用表面８５２を有する１つ以上のカム作用部材８５０を備える。第一の構成において、レバー８４５は、図２７に示されるように、ハウジング１１０のレバーポケット８６０に沿って位置する。レバー８４５は、ばね８４３によって上方に押されて頂部分８２３に押し付けられ、そしてカム作用部材８５０は、対応するカムポケット８５８の内部に位置する。レバー８４５は、頂部分８２３とカム作用部分８４７との間に設置された戻り伸長ばね８６２によって、第一の構成に維持される。カム作用部材８５０およびレバーポケット８６０は、レバー８４５のさらなる回転を防止する。

レバー８４５がレバーポケット８６０から引き出されると、カム作用部材８５０は、対応するカムポケット８２３とインターフェースし、そしてレバー８４５のカム作用部分８４７を下向きの方向に押す。この下方への移動は、ばね８４３を圧縮し、そして第一のクラッチ部分８３８および第二のクラッチ部分８４２を一緒に押して歯８４４と噛み合わせ、これによって、部分８３８と８４２とを係合させる。カム作用部分８４７の反時計回り方向への回転は、ニードルクラッチ８５５を起動させて、このニードルクラッチは、取付具８５６および第一のスピンドル８２８とインターフェースする。レバー８４５の引き続く回転は、クラッチアセンブリ８４０を回転させ、これは次に、平歯車８３６、８３２および８３０、ならびに引き込み歯車８２４および駆動歯車８２６を回転させる。これは次に、駆動管２１０を回転させ、そして駆動棒２２０を引き込む。

レバー８４５は、図２８に示されるようにハンドル８４９がハウジング１１０に当接するまで、予め決定された量だけ回転し得る。その後、レバー８４５は、戻り伸長ばね８６２によって、その第一の構成に戻される。これは、カム作用部分８４７を上昇させて、第二のクラッチ部分８４２もまた上方に移動して第一のクラッチ部分８３８と脱係合することを可能にする。ニードルクラッチ８５５は、取付具８５６を解放して、駆動管２１０の動きに影響を与えることなく、レバー８４５がその第一の構成に戻ることを可能にする。一旦、レバー８４５がこの第一の構成に戻されると、レバー８４５は再度引き込まれて、駆動棒２２０のラチェット掛けを続け得る。

図３３および図３４を参照すると、エンドエフェクタ１６０は、第一の顎部材９０２、第二の顎部材９０４、およびナイフ９０６を備える。第一の顎部材９０２および第二の顎部材９０４は、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である。このクランプされた位置において、組織は、エンドエフェクタ１０６内で、第一の顎部材９０２と第二の顎部材９０４との間に把持またはクランプされ得る。ナイフ９０６は、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織を切断するために、第一の顎部材９０２および第二の顎部材９０４を通って、エンドエフェクタ１６０の長手方向軸に沿って移動可能である。

エンドエフェクタ１６０は、本開示に従って提供される検出アセンブリ９１０を備え、この検出アセンブリは、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織を切断するためにナイフ９０６が起動される前に、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織の特性を検出または感知する。検出アセンブリ９１０は、感知された組織特性に基づいて、ナイフ９０６が起動されることを防止またはロックアウトし得る。検出アセンブリ９１０は、このクランプされた組織を分析して、このクランプされた組織の１つ以上の性質（クランプされた組織の厚さ、クランプされた組織の型、またはクランプされた組織内の脈管構造の存在が挙げられるが、これらに限定されない）を決定する。従って、検出アセンブリ９１０は、望ましくない組織（例えば、腸）がエンドエフェクタ１６０内にクランプされている場合に、ナイフ９０６が組織を切断することを防止し得る。検出アセンブリ９１０は、所望の組織（例えば、癒着部）の低い脈管構造と比較して、望ましくない組織の高い脈管構造を検出し得る。

図３３および図３４の参照を続けると、検出アセンブリ９１０は、光源９１２、光センサ９１４、およびプロセッサ９１８を備える。光源９１２は、第一の顎部材９０２の内部に位置し、そして光センサ９１４は、第二の顎部材９０４の内部に、光源９１２に対向して位置する。図示されるように、光源９１２および光センサ９１４はそれぞれ、第一の顎部材９０２および第二の顎部材９０４のうちの一方の遠位端に隣接して配置される。しかし、光源９１２と光センサ９１４とは、第一の顎部材９０２および第二の顎部材９０４の組織接触表面に沿った任意の位置で、互いに対して対向して位置してもよいことが想定される。以下で詳述されるように、組織がエンドエフェクタ１６０内にクランプされるとき、光源９１２は、このクランプされた組織に通して光センサ９１４に向けて光を放出し、この光センサは、このクランプされた組織を透過した光の特性を光学的に感知する。ナイフ９０６の起動前、起動中および／または起動後に、光源９１２は光を放出し得、そして光センサ９１４は光の特性を感知し得ることが想定される。

光源９１２は、種々の手段（電子刺激、白熱灯、エレクトロルミネセンス、ガス放電、高強度放電、レーザー、化学発光、蛍光、および／またはリン光が挙げられるが、これらに限定されない）によって、光を発生させ得る。光源９１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。光源９１２から放出される光は、可視スペクトル内および／または赤外スペクトル内であり得る。光源９１２は、スイッチ１１４（図１）が押下されると活性化され得る。光は、光ファイバーケーブルによって伝送され得る。

光センサ９１４は、この光センサと接触する光の特性を光学的に感知するように構成される。光センサ９１４は、患者の血流に注入された特定の化学物質または薬剤（生物発光、放射線発光、化学発光、蛍光、および／またはリン光が可能である化学物質または薬剤が挙げられるが、これらに限定されない）を検出するように構成され得る。さらに、光センサ９１４は、クランプされた組織内の異物、疾患組織、または組織ではないものを示す光の特性を感知し得る。

光センサ９１４は、光学的に感知された光の特性をデータ信号に変換し、このデータ信号は、プロセッ９１８に伝送される。光センサ９１４は、プロセッサ９１８に直接有線接続されても、無線接続されてもよいことが想定される。

この無線接続は、無線周波数、光、ＷＩＦＩ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（（近距離（ｓｈｏｒｔ ｌｅｎｇｔｈ）電波を用いて）固定機器および移動機器から近距離間でデータを交換し、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）を生成するためのオープン無線プロトコル）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）（無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）のためのＩＥＥＥ ８０２．１５．４−２００３規格に基づく、小型の低出力デジタル無線を用いる、一連の高レベル通信プロトコルのための仕様）、などを介するものであり得る。

プロセッサ９１８は、光センサ９１４から受信されたデータ信号を分析して、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織の性質を決定する。プロセッサ９１８は、これらの組織の性質を、ユーザインターフェース１２０（図３）（例えば、スクリーン１２２）に表示し得る。

プロセッサ９１８は、ナイフ９０６の起動前および／または起動中に、計算された組織の性質を、予め決定された認容可能な値と比較する。プロセッサ９１８は、計算された組織の性質のうちの１つ以上が、認容可能な値の予め決定された範囲内にない場合に、ナイフ９０６が起動することを防止またはロックアウトし得る。プロセッサ９１８はまた、計算された組織の性質のうちの１つ以上が、認容可能な値の予め決定された範囲内にない場合に、このナイフを引き込み得る。プロセッサ９１８はまた、計算された組織の性質が、認容可能な値の予め決定された範囲内にない場合に、使用者にフィードバックを提供し得る。このフィードバックは、上に詳述されたような、可聴、触知可能、または可視の印であり得る。

プロセッサ９１８は、クランプされた組織の厚さを、このクランプされた組織を透過した光の強度から計算し得る。プロセッサ９１８は、種々の既知の組織型（すなわち、肺、胃、腸管、筋肉など）の厚さを、クランプされた組織を透過した光の強度から計算し得る。光センサ９１４は、複数の波長の光を感知し得、そしてプロセッサ９１８は、クランプされた組織の型を、光センサ９１４によって感知された各波長の強度または光学出力から決定し得る。さらに、プロセッサ９１８は、クランプされた組織の脈管構造を、クランプされた組織によって吸収される特定の波長の光の強度から決定し得る。

組織の厚さは、その組織内の赤血球密度によって決定され得る。例えば、クランプされた組織内に存在する血液閉塞が多すぎる場合、赤血球の低下した密度は、クランプされた組織が、ナイフ９０６が安全に切断するためには厚すぎるか、または多すぎる脈管構造を含むことを示す。

クランプされた組織の性質はまた、異常な血流を検出することによって、検出され得る。例えば、異常な血流は、がん性組織または腫瘍組織がエンドエフェクタ１６０にクランプされていることを示し得る。このような例において、プロセッサ９１８は、切除マージン（すなわち、がん性組織または腫瘍組織を含めた、除去される組織の量）を増大させるべきであるとの情報を、臨床医に与え得る。

図示において、プロセッサ９１８は、第二の顎部材９０４の内部に位置する。しかし、プロセッサ９１８は、第一の顎部材９０２の内部または外科手術用器具１０（図１）の内部の任意の位置（例えば、本体部分１６８もしくはハウジング１１０の内部）、あるいは外科手術用器具１０の外部に位置してもよいことが想定される。プロセッサ９１８は、マイクロ制御器５００（図２０）に一体化されてもよいこともまた想定される。

さらに、または代替的に、プロセッサ９１８は、計算された組織の性質が予め決定された値の範囲内である場合、ステープルカートリッジ１６４の発射を許容または可能にし得る。プロセッサ９１８は、可聴、触知可能、または可視の印を臨床医に提供して、この臨床医に、計算された組織の性質が計算された組織の性質が予め決定された値の範囲内であることを警告し得る（例えば、緑色光、ゴーアヘッドトーン、ゴーアイコン、ゴー光パターン、可聴ゴーパターンなど）。

図３５を参照すると、別の検出アセンブリ９１０が本開示に従って提供され、この検出アセンブリは、第一の顎部材９０２および第二の顎部材９０４のそれぞれに、互いに隣接して位置する光源９１２および光センサ９１４を備え、第一の顎部材９０２の光源９１２は、第二の顎部材９０４の光センサ９１４に対向しており、そして第二の顎部材９０４の光源９１２は、第一の顎部材９０２の光センサ９１４に対向している。このような構成において、光センサ９１４は、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織から反射した光を、クランプされた組織を透過した光に加えて感知し得る。光源９１２のうちの１つは、第一の波長を有する光を放出し得、そして光源９１２のうちの他のものは、第二の波長を有する光を放出し得（例えば、第一の顎部材９０２の光源９１２は、可視スペクトル内の光を放出し得、そして第二の顎部材９０４の光源９１２は、赤外スペクトル内の光を放出し得る）、各光センサ９１４により感知された光の性質が、その組織内の既知の波長の吸収を示す、透過光の性質であるか反射光の性質であるかをプロセッサ９１８が決定することを可能にし得る。

図３６を参照すると、なお別の検出アセンブリ９１０が本開示に従って提供され、この検出アセンブリは、第一の顎部材９０２の内部に位置する２個の光源９１２および１個の光センサ９１４を備え、光センサ９１４は、光源９１２の間に位置する。光センサ９１４は、光源９１２から放出されてエンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織で反射した光の性質を感知する。光源９１２の相対的な近接に起因して、これらの光源間に光遮蔽シェードを備えて、組織へ光の侵入の深さを増大させることが望ましくあり得る。図示されるように、第二の顎部材９０４は、光源も光センサも備えない。しかし、第二の顎部材９０４は、第一の顎部材９０２の光センサ９１４に対向する光源９１２、および第一の顎部材９０２の光源９１２の１個ずつとそれぞれ対向する２個の光センサ９１４を備えてもよいことが想定される。

図３７を参照すると、ラベル「透明」、「赤」、「青」、および「緑」によって示されるような光の異なる波長を感知する光センサ（例えば、光センサ９１４）によって検出される場合の、組織を透過した光の応答性である。図示されるように、光の波長の強度は、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織の色を決定するために使用され得る。エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織を光が透過するとき、その組織の色に対応する波長はその組織を透過せず、従って、透過光の波長を分析して、クランプされた組織の色を決定し得ることが理解される。

図３８および図３９を参照すると、本開示に従う別の検出アセンブリ９２０である。検出アセンブリ９２０は、超音波プローブ９２２およびプロセッサ９２８を備える。超音波プローブ９２２は、顎部材９０２、９０４のうちの一方に、その遠位端に隣接して位置する。上で詳述した検出アセンブリ９１０と同様に、検出アセンブリ９２０は、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織を切断するためにナイフ９０６が活性化される前に、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織の特性を検出または感知するので、その違いのみが本明細書中に詳述される。

超音波プローブ９２２は、超音波変換器９２４および超音波センサ９２６を備える。超音波変換器９２４は、電気エネルギーを音波エネルギーに変換する。超音波変換器９２４は、圧電結晶を使用して、電気エネルギーを音波エネルギーに変換し得る。この音波エネルギーは、超音波プローブ９２２に隣接する組織に向けて方向付けられ、この音波エネルギーのうちのいくらかは、反射して超音波プローブ９２２に戻る。超音波センサ９２６は、反射して超音波プローブ９２２に戻る音波エネルギーを感知して、超音波プローブ９２２に隣接する組織のソノグラムを生成する。

超音波センサ９２６は、感知された音波エネルギーをデータ信号に変換し、このデータ信号は、プロセッサ９２８に送信される。検出アセンブリ９１０のプロセッサ９１８と同様に、プロセッサ９２８は、エンドエフェクタ１６０内、外科手術用器具１０のハウジング１６８（図１）内（例えば、マイクロプロセッサ５００と一体化される）、または外科手術用器具１０から遠隔の位置に位置し得る。プロセッサ９２８は、超音波プローブ９２２に隣接する組織のソノグラムを、ディスプレイ（例えば、ユーザインターフェース１２０のスクリーン１２２、または外科手術用器具１０から遠隔の位置のモニタ）に表示して、ナイフ９０６を活性化させる前に、臨床医が超音波プローブ９２２に隣接する組織を可視化することを可能にする。超音波プローブ９２２に隣接する組織の可視化中に、臨床医は、エンドエフェクタ１６０内にクランプされた組織の性質（例えば、高密度の領域、低密度の領域、異物、および／または異常組織）を、ナイフ９０６の活性化前、活性化中、および／または活性化後に、可視化することが可能である。

本開示の数個の実施形態が図面に示されたが、本開示はこれらに限定されることを意図されない。なぜなら、本開示は当該分野が許容すると同程度に範囲が広いこと、および本明細書も同様に読まれることが意図されるからである。上記実施形態の任意の組み合わせもまた想定され、そして添付の特許請求の範囲の範囲内である。従って、上記説明は、限定であると解釈されるべきではなく、単に、特定の実施形態の例示であると解釈されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲内で、他の改変を予測する。

Claims (15)

1. エンドエフェクタであって、
   第一の組織接触表面を有する第一の顎部材と、
   前記第一の顎部材の前記第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する第二の顎部材であって、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材とは、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である、第二の顎部材と、
   前記エンドエフェクタの長手方向軸に沿って、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材とを通って移動可能であるように構成されたナイフと、
   前記第一の顎部材または前記第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリであって、前記検出アセンブリは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織の脈管の性質を検出することと、前記組織の前記脈管の性質に基づいて前記ナイフが作動することを防止することとを行うように構成されている、検出アセンブリと
   を備える、エンドエフェクタ。
2. 前記検出アセンブリは、前記第一の組織接触表面または前記第二の組織接触表面のうちの一方から前記対向する組織接触表面に向けて光を放出するように構成された第一の光源と、前記放出された光の特性を感知するように構成された光センサとを含み、前記検出アセンブリは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の前記組織の前記脈管の性質を、前記放出された光の前記感知された特性から決定するように構成されている、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
3. 前記第一の光源は、前記第一の顎部材の前記第一の組織接触表面から光を放出するように構成されており、前記光センサは、前記第一の顎部材の内部に位置し、前記光センサは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織から反射された、放出された光の特性を感知するように構成されている、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
4. 前記検出アセンブリは、前記第二の組織接触表面から光を放出するように構成された第二の光源と、前記第二の顎部材の内部に位置する第二の光センサとを含み、前記光センサは、前記第一の顎部材の内部に位置し、前記光センサは、前記第二の光源から放出された、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成されており、前記第二の光センサは、前記第一の光源から放出された、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織を透過した光の特性を感知するように構成されており、前記第二の光センサは、前記第二の光源から放出された、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織から反射した光の特性を感知するように構成されている、請求項３に記載のエンドエフェクタ。
5. 前記第一の光源は、前記第一の顎部材の前記第一の組織接触表面から光を放出するように構成されており、前記光センサは、前記第二の顎部材の内部に位置し、前記光センサは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織を透過した、放出された光の特性を感知するように構成されている、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
6. 前記検出アセンブリは、超音波変換器と超音波センサとを有する超音波プローブを含む、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
7. 前記第一の顎部材および前記第二の顎部材のうちの一方は、ステープルカートリッジを含み、前記ステープルカートリッジは、複数のステープルを含み、前記複数のステープルは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織を通って発射されるように構成されている、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
8. 外科手術用器具であって、
   ハンドルと、
   前記ハンドルから延びる細長シャフトと、
   前記細長シャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタと
   を備え、
   前記エンドエフェクタは、長手方向軸を有し、
   前記エンドエフェクタは、
   第一の組織接触表面を有する第一の顎部材と、
   前記第一の顎部材の前記第一の組織接触表面に対向する第二の組織接触表面を有する第二の顎部材であって、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材とは、互いに対して開位置とクランプされた位置との間で移動可能である、第二の顎部材と、
   前記エンドエフェクタの前記長手方向軸に沿って、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材とを通って移動可能であるように構成されたナイフと、
   前記第一の顎部材または前記第二の顎部材の内部に位置する検出アセンブリであって、前記検出アセンブリは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織の脈管の性質を検出することと、前記組織の前記脈管の性質に基づいて前記ナイフが作動することを防止することとを行うように構成されている、検出アセンブリと
   を含む、外科手術用器具。
9. 前記検出アセンブリは、プロセッサを含み、
   前記プロセッサは、
   感知された特性を示す信号を受信することと、
   前記信号を分析することにより、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の前記組織の前記脈管の性質を決定することと、
   前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の前記組織の前記脈管の性質のフィードバックを使用者に提供することと
   を行うように構成されている、請求項８に記載の外科手術用器具。
10. 前記プロセッサは、前記ハンドル内、または、前記細長シャフト内、または、前記エンドエフェクタ内に位置する、請求項９に記載の外科手術用器具。
11. 前記検出アセンブリは、センサを含み、前記センサは、感知された特性を示す信号を生成することと、前記感知された特性を前記プロセッサに伝送することとを行うように構成されている、請求項９に記載の外科手術用器具。
12. 前記センサは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織に向けて放出された光の性質を感知するように構成されている、請求項１１に記載の外科手術用器具。
13. 前記センサは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織に向けて放出された超音波を感知するように構成されている、請求項１１に記載の外科手術用器具。
14. 前記ハンドル上に位置するスクリーンをさらに備え、前記スクリーンは、前記プロセッサと作動可能に関連付けられており、前記スクリーンは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の前記組織の前記脈管の性質のフィードバックを表示するように構成されている、請求項９に記載の外科手術用器具。
15. 前記スクリーンは、前記第一の顎部材と前記第二の顎部材との間の組織のソノグラムを表示するように構成されている、請求項１４に記載の外科手術用器具。

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