JP2020185438A - ハンドルからの選択制御処理による、制御技術及びモジュール式シャフト内に収容されるサブプロセッサ - Google Patents
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Abstract
【課題】モジュール式外科用器具及びそれを使用する方法を提供する。【解決手段】本方法は、外科用器具用アタッチメント200を外科用器具用ハンドル14に取り付け、外科用器具を形成することと、外科用器具用アタッチメントのマスタープロセッサに電力供給することと、を含み得る。また本方法は、外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、スレーブプロセッサは、外科用器具用ハンドルのモータを制御するように構成される、ことと、マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいてモータの動作に影響を与えることと、を含み得る。【選択図】図2
Description
本開示は、外科用器具に関し、また様々な状況において、組織をステープル留め及び切断するために設計された、外科用ステープル留め及び切断器具並びにそれらのステープルカートリッジに関する。
本開示の特徴及び利点、並びにそれらを実現する方法は、本開示の以下の説明を添付の図面と併せて参照することでより明らかとなり、また本開示のより深い理解が得られるであろう。
動作可能に連結された交換式シャフトアセンブリを有する、外科用器具の斜視図である。
図1の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の分解組立図である。
図1及び2の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の部分を示す別の分解組立図である。
図1〜3の外科用器具の一部分の分解組立図である。
発射トリガが完全作動位置にある、図4の外科用器具の一部分の横断面図である。
発射トリガが非作動位置にある、図5の外科用器具の一部分の別の断面図である。
交換式シャフトアセンブリの1つの形態の分解組立図である。
図7の交換式シャフトアセンブリの部分の別の分解組立図である。
図7及び8の交換式シャフトアセンブリの部分の別の分解組立図である。
図7〜9の交換式シャフトアセンブリの一部分の断面図である。
明確にするためにスイッチドラムを省略した、図7〜10のシャフトアセンブリの一部分の斜視図である。
その上にスイッチドラムが装着されている、図11の交換式シャフトアセンブリの一部分の別の斜視図である。
その閉鎖トリガが非作動位置で示されている、図1の外科用器具の一部分に動作可能に連結された、図11の交換式シャフトアセンブリの一部分の斜視図である。
図13の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の右側立面図である。
図13及び14の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の左側立面図である。
その閉鎖トリガが作動位置で、発射トリガが非作動位置で示されている、図1の外科用器具の一部分に動作可能に連結された、図11の交換式シャフトアセンブリの一部分の斜視図である。
図16の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の右側立面図である。
図16及び17の交換式シャフトアセンブリ及び外科用器具の左側立面図である。
その閉鎖トリガが作動位置で、かつその発射トリガが作動位置で示されている、図1の外科用器具の一部分に動作可能に連結された、図11の交換式シャフトアセンブリの右側立面図である。
シャフトアセンブリがそこに連結されていないときに、外科用器具用ハンドルの電気コネクタへの給電を停止するためのシステムの概略図である。
図1の外科用器具のエンドエフェクタの一態様の分解図である。
2枚の図面にわたる図1の外科用器具の回路図である。
2枚の図面にわたる図1の外科用器具の回路図である。
電池バックの使用サイクル計数を生成するように構成された使用サイクル回路を備える、電源アセンブリの一例を示す。
セグメント化回路に順次通電するプロセスの一態様を示す。
複数のデイジーチェーン接続された電力コンバータを備えた電源セグメントの一態様を示す。
重要な機能及び/又は電力集約的な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態様を示す。
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接続された電力コンバータを備えた電源システムの一態様を示す。
隔離制御区画を備えたセグメント化回路の一態様を示す。
図28A及び28Bに分割して示す、図1の外科用器具の回路図である。
図28A及び28Bに分割して示す、図1の外科用器具の回路図である。
ハンドルアセンブリ14と電源アセンブリとの間のインターフェース、及び、ハンドルアセンブリ14と交換式シャフトアセンブリとの間のインターフェースを示す、図1の外科用器具のブロック図である。
本開示の様々な態様による、図1のモジュール式外科用器具システムの制御システムの模式図である。
本開示の様々な態様による、図1のモジュール式外科用器具システムにより、外科的機能を実行する方法のロジック図である。
本願出願人は、本願と同日に出願され、それぞれの全内容が参照によって本明細書に組み込まれる、以下の特許出願を所有している:
−米国特許出願第__________号、発明の名称「POWERED SURGICAL INSTRUMENT」、代理人整理番号END7556USNP/140481号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「MULTIPLE LEVEL THRESHOLDS TO MODIFY OPERATION OF POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7552USNP/140477号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「ADAPTIVE TISSUE COMPRESSION TECHNIQUES TO ADJUST CLOSURE RATES FOR MULTIPLE TISSUE TYPES」、代理人整理番号END7557USNP/140482号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「OVERLAID MULTI SENSOR RADIO FREQUENCY(RF)ELECTRODE SYSTEM TO MEASURE TISSUE COMPRESSION」、代理人整理番号END7562USNP/140487号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「MONITORING SPEED CONTROL AND PRECISION INCREMENTING OF MOTOR FOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7549USNP/140474号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「TIME DEPENDENT EVALUATION OF SENSOR DATA TO DETERMINE STABILITY,CREEP,AND VISCOELASTIC ELEMENTS OF MEASURES」、代理人整理番号END7559USNP/140484号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「INTERACTIVE FEEDBACK SYSTEM FOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7555USNP/140480号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SMART SENSORS WITH LOCAL SIGNAL PROCESSING」、代理人整理番号END7538USNP/140463号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A LOCKABLE BATTERY HOUSING」、代理人整理番号END7548USNP/140473号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEM FOR DETECTING THE MIS−INSERTION OF A STAPLE CARTRIDGE INTO A SURGICAL STAPLER」、代理人整理番号END7546USNP/140471号、及び
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SIGNAL AND POWER COMMUNICATION SYSTEM POSITIONED ON A ROTATABLE SHAFT」、代理人整理番号END7561USNP/140486号。
−米国特許出願第__________号、発明の名称「POWERED SURGICAL INSTRUMENT」、代理人整理番号END7556USNP/140481号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「MULTIPLE LEVEL THRESHOLDS TO MODIFY OPERATION OF POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7552USNP/140477号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「ADAPTIVE TISSUE COMPRESSION TECHNIQUES TO ADJUST CLOSURE RATES FOR MULTIPLE TISSUE TYPES」、代理人整理番号END7557USNP/140482号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「OVERLAID MULTI SENSOR RADIO FREQUENCY(RF)ELECTRODE SYSTEM TO MEASURE TISSUE COMPRESSION」、代理人整理番号END7562USNP/140487号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「MONITORING SPEED CONTROL AND PRECISION INCREMENTING OF MOTOR FOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7549USNP/140474号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「TIME DEPENDENT EVALUATION OF SENSOR DATA TO DETERMINE STABILITY,CREEP,AND VISCOELASTIC ELEMENTS OF MEASURES」、代理人整理番号END7559USNP/140484号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「INTERACTIVE FEEDBACK SYSTEM FOR POWERED SURGICAL INSTRUMENTS」、代理人整理番号END7555USNP/140480号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SMART SENSORS WITH LOCAL SIGNAL PROCESSING」、代理人整理番号END7538USNP/140463号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A LOCKABLE BATTERY HOUSING」、代理人整理番号END7548USNP/140473号、
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEM FOR DETECTING THE MIS−INSERTION OF A STAPLE CARTRIDGE INTO A SURGICAL STAPLER」、代理人整理番号END7546USNP/140471号、及び
−米国特許出願第__________号、発明の名称「SIGNAL AND POWER COMMUNICATION SYSTEM POSITIONED ON A ROTATABLE SHAFT」、代理人整理番号END7561USNP/140486号。
本願の出願人は、2015年2月27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全体が参照によって本明細書に組み込まれる:
−米国特許出願第14/633,576号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM COMPRISING AN INSPECTION STATION」、
−米国特許出願第14/633,546号、発明の名称「SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO ASSESS WHETHER A PERFORMANCE PARAMETER OF THE SURGICAL APPARATUS IS WITHIN AN ACCEPTABLE PERFORMANCE BAND」、
−米国特許出願第14/633,576号、発明の名称「SURGICAL CHARGING SYSTEM THAT CHARGES AND/OR CONDITIONS ONE OR MORE BATTERIES」、
−米国特許出願第14/633,566号、発明の名称「CHARGING SYSTEM THAT ENABLES EMERGENCY RESOLUTIONS FOR CHARGING A BATTERY」、
−米国特許出願第14/633,555号、発明の名称「SYSTEM FOR MONITORING WHETHER A SURGICAL INSTRUMENT NEEDS TO BE SERVICED」、
−米国特許出願第14/633,542号、発明の名称「REINFORCED BATTERY FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、
−米国特許出願第14/633,548号、発明の名称「POWER ADAPTER FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、
−米国特許出願第14/633,526号、発明の名称「ADAPTABLE SURGICAL INSTRUMENT HANDLE」、
−米国特許出願第14/633,541号、発明の名称「MODULAR STAPLING ASSEMBLY」、及び
−米国特許出願第14/633,562号、発明の名称「SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO TRACK AN END−OF−LIFE PARAMETER」。
−米国特許出願第14/633,576号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM COMPRISING AN INSPECTION STATION」、
−米国特許出願第14/633,546号、発明の名称「SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO ASSESS WHETHER A PERFORMANCE PARAMETER OF THE SURGICAL APPARATUS IS WITHIN AN ACCEPTABLE PERFORMANCE BAND」、
−米国特許出願第14/633,576号、発明の名称「SURGICAL CHARGING SYSTEM THAT CHARGES AND/OR CONDITIONS ONE OR MORE BATTERIES」、
−米国特許出願第14/633,566号、発明の名称「CHARGING SYSTEM THAT ENABLES EMERGENCY RESOLUTIONS FOR CHARGING A BATTERY」、
−米国特許出願第14/633,555号、発明の名称「SYSTEM FOR MONITORING WHETHER A SURGICAL INSTRUMENT NEEDS TO BE SERVICED」、
−米国特許出願第14/633,542号、発明の名称「REINFORCED BATTERY FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、
−米国特許出願第14/633,548号、発明の名称「POWER ADAPTER FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、
−米国特許出願第14/633,526号、発明の名称「ADAPTABLE SURGICAL INSTRUMENT HANDLE」、
−米国特許出願第14/633,541号、発明の名称「MODULAR STAPLING ASSEMBLY」、及び
−米国特許出願第14/633,562号、発明の名称「SURGICAL APPARATUS CONFIGURED TO TRACK AN END−OF−LIFE PARAMETER」。
本願の出願人は、2014年12月18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全体が参照によって本明細書に組み込まれる:
−米国特許出願第14/574,478号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING AN ARTICULATABLE END EFFECTOR AND MEANS FOR ADJUSTING THE FIRING STROKE OF A FIRING」、
−米国特許出願第14/574,483号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING LOCKABLE SYSTEMS」、
−米国特許出願第14/575,139号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/575,148号、発明の名称「LOCKING ARRANGEMENTS FOR DETACHABLE SHAFT ASSEMBLIES WITH ARTICULATABLE SURGICAL END EFFECTORS」、
−米国特許出願第14/575,130号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH AN ANVIL THAT IS SELECTIVELY MOVABLE ABOUT A DISCRETE NON−MOVABLE AXIS RELATIVE TO A STAPLE CARTRIDGE」、
−米国特許出願第14/575,143号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH IMPROVED CLOSURE ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/575,117号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS AND MOVABLE FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/575,154号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS AND IMPROVED FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/574,493号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A FLEXIBLE ARTICULATION SYSTEM」、及び
−米国特許出願第14/574,500号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A LOCKABLE ARTICULATION SYSTEM」。
−米国特許出願第14/574,478号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING AN ARTICULATABLE END EFFECTOR AND MEANS FOR ADJUSTING THE FIRING STROKE OF A FIRING」、
−米国特許出願第14/574,483号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING LOCKABLE SYSTEMS」、
−米国特許出願第14/575,139号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/575,148号、発明の名称「LOCKING ARRANGEMENTS FOR DETACHABLE SHAFT ASSEMBLIES WITH ARTICULATABLE SURGICAL END EFFECTORS」、
−米国特許出願第14/575,130号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH AN ANVIL THAT IS SELECTIVELY MOVABLE ABOUT A DISCRETE NON−MOVABLE AXIS RELATIVE TO A STAPLE CARTRIDGE」、
−米国特許出願第14/575,143号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH IMPROVED CLOSURE ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/575,117号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS AND MOVABLE FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/575,154号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS WITH ARTICULATABLE END EFFECTORS AND IMPROVED FIRING BEAM SUPPORT ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第14/574,493号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A FLEXIBLE ARTICULATION SYSTEM」、及び
−米国特許出願第14/574,500号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY COMPRISING A LOCKABLE ARTICULATION SYSTEM」。
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ており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第13/782,295号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS WITH CONDUCTIVE PATHWAYS FOR SIGNAL COMMUNICATION」、現在の米国特許出願公開第2014/0246471号、
−米国特許出願第13/782,323号、発明の名称「ROTARY POWERED ARTICULATION JOINTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246472号、
−米国特許出願第13/782,338号、発明の名称「THUMBWHEEL SWITCH ARRANGEMENTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0249557号、
−米国特許出願第13/782,499号、発明の名称「ELECTROMECHANICAL SURGICAL DEVICE WITH SIGNAL RELAY ARRANGEMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0246474号、
−米国特許出願第13/782,460号、発明の名称「MULTIPLE PROCESSOR MOTOR CONTROL FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246478号、
−米国特許出願第13/782,358号、発明の名称「JOYSTICK SWITCH ASSEMBLIES FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246477号、
−米国特許出願第13/782,481号、発明の名称「SENSOR STRAIGHTENED END EFFECTOR DURING REMOVAL THROUGH TROCAR」、現在の米国特許出願公開第2014/0246479号、
−米国特許出願第13/782,518号、発明の名称「CONTROL METHODS FOR SURGICAL INSTRUMENTS WITH REMOVABLE IMPLEMENT PORTIONS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246475号、
−米国特許出願第13/782,375号、発明の名称「ROTARY POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH MULTIPLE DEGREES OF FREEDOM」、現在の米国特許出願公開第2014/0246473号、及び、
−米国特許出願第13/782,536号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SOFT STOP」、現在の米国特許出願公開第2014/0246476号。
−米国特許出願第13/782,295号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS WITH CONDUCTIVE PATHWAYS FOR SIGNAL COMMUNICATION」、現在の米国特許出願公開第2014/0246471号、
−米国特許出願第13/782,323号、発明の名称「ROTARY POWERED ARTICULATION JOINTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246472号、
−米国特許出願第13/782,338号、発明の名称「THUMBWHEEL SWITCH ARRANGEMENTS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0249557号、
−米国特許出願第13/782,499号、発明の名称「ELECTROMECHANICAL SURGICAL DEVICE WITH SIGNAL RELAY ARRANGEMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0246474号、
−米国特許出願第13/782,460号、発明の名称「MULTIPLE PROCESSOR MOTOR CONTROL FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246478号、
−米国特許出願第13/782,358号、発明の名称「JOYSTICK SWITCH ASSEMBLIES FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246477号、
−米国特許出願第13/782,481号、発明の名称「SENSOR STRAIGHTENED END EFFECTOR DURING REMOVAL THROUGH TROCAR」、現在の米国特許出願公開第2014/0246479号、
−米国特許出願第13/782,518号、発明の名称「CONTROL METHODS FOR SURGICAL INSTRUMENTS WITH REMOVABLE IMPLEMENT PORTIONS」、現在の米国特許出願公開第2014/0246475号、
−米国特許出願第13/782,375号、発明の名称「ROTARY POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH MULTIPLE DEGREES OF FREEDOM」、現在の米国特許出願公開第2014/0246473号、及び、
−米国特許出願第13/782,536号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SOFT STOP」、現在の米国特許出願公開第2014/0246476号。
本願の出願人はまた、2013年3月14日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第13/803,097号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A FIRING DRIVE」、現在の米国特許出願公開第2014/0263542号、
−米国特許出願第13/803,193号、発明の名称「CONTROL ARRANGEMENTS FOR A DRIVE MEMBER OF A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263537号、
−米国特許出願第13/803,053号、発明の名称「INTERCHANGEABLE SHAFT ASSEMBLIES FOR USE WITH A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263564号、
−米国特許出願第13/803,086号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号、
−米国特許出願第13/803,210号、発明の名称「SENSOR ARRANGEMENTS FOR ABSOLUTE POSITIONING SYSTEM FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263538号、
−米国特許出願第13/803,148号、発明の名称「MULTI−FUNCTION MOTOR FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263554号、
−米国特許出願第13/803,066号、発明の名称「DRIVE SYSTEM LOCKOUT ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263565号、
−米国特許出願第13/803,117号、発明の名称「ARTICULATION CONTROL SYSTEM FOR ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263553号、
−米国特許出願第13/803,130号、発明の名称「DRIVE TRAIN CONTROL ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263543号、及び、
−米国特許出願第13/803,159号、発明の名称「METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0277017号。
−米国特許出願第13/803,097号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A FIRING DRIVE」、現在の米国特許出願公開第2014/0263542号、
−米国特許出願第13/803,193号、発明の名称「CONTROL ARRANGEMENTS FOR A DRIVE MEMBER OF A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263537号、
−米国特許出願第13/803,053号、発明の名称「INTERCHANGEABLE SHAFT ASSEMBLIES FOR USE WITH A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263564号、
−米国特許出願第13/803,086号、発明の名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号、
−米国特許出願第13/803,210号、発明の名称「SENSOR ARRANGEMENTS FOR ABSOLUTE POSITIONING SYSTEM FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263538号、
−米国特許出願第13/803,148号、発明の名称「MULTI−FUNCTION MOTOR FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0263554号、
−米国特許出願第13/803,066号、発明の名称「DRIVE SYSTEM LOCKOUT ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263565号、
−米国特許出願第13/803,117号、発明の名称「ARTICULATION CONTROL SYSTEM FOR ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263553号、
−米国特許出願第13/803,130号、発明の名称「DRIVE TRAIN CONTROL ARRANGEMENTS FOR MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263543号、及び、
−米国特許出願第13/803,159号、発明の名称「METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0277017号。
本願の出願人はまた、2014年3月7日に出願された以下の特許出願を所有しており、その全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第14/200,111号、発明の名称「CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263539号。
−米国特許出願第14/200,111号、発明の名称「CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0263539号。
本願の出願人はまた、2014年3月26日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第14/226,106号、発明の名称「POWER MANAGEMENT CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,099号、発明の名称「STERILIZATION VERIFICATION CIRCUIT」、
−米国特許出願第14/226,094号、発明の名称「VERIFICATION OF NUMBER OF BATTERY EXCHANGES/PROCEDURE COUNT」、
−米国特許出願第14/226,117号、発明の名称「POWER MANAGEMENT THROUGH SLEEP OPTIONS OF SEGMENTED CIRCUIT AND WAKE UP CONTROL」、
−米国特許出願第14/226,075号、発明の名称「MODULAR POWERED SURGICAL INSTRUMENT WITH DETACHABLE SHAFT ASSEMBLIES」、
−米国特許出願第14/226,093号、発明の名称「FEEDBACK ALGORITHMS FOR MANUAL BAILOUT SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,116号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT UTILIZING SENSOR ADAPTATION」、
−米国特許出願第14/226,071号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT CONTROL CIRCUIT HAVING A SAFETY PROCESSOR」、
−米国特許出願第14/226,097号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING INTERACTIVE SYSTEMS」、
−米国特許出願第14/226,126号、発明の名称「INTERFACE SYSTEMS FOR USE WITH SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,133号、発明の名称「MODULAR SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM」、
−米国特許出願第14/226,081号、発明の名称「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SEGMENTED CIRCUIT」、
−米国特許出願第14/226,076号、発明の名称「POWER MANAGEMENT THROUGH SEGMENTED CIRCUIT AND VARIABLE VOLTAGE PROTECTION」、
−米国特許出願第14/226,111号、発明の名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENT SYSTEM」、及び、
−米国特許出願第14/226,125号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A ROTATABLE SHAFT」。
−米国特許出願第14/226,106号、発明の名称「POWER MANAGEMENT CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,099号、発明の名称「STERILIZATION VERIFICATION CIRCUIT」、
−米国特許出願第14/226,094号、発明の名称「VERIFICATION OF NUMBER OF BATTERY EXCHANGES/PROCEDURE COUNT」、
−米国特許出願第14/226,117号、発明の名称「POWER MANAGEMENT THROUGH SLEEP OPTIONS OF SEGMENTED CIRCUIT AND WAKE UP CONTROL」、
−米国特許出願第14/226,075号、発明の名称「MODULAR POWERED SURGICAL INSTRUMENT WITH DETACHABLE SHAFT ASSEMBLIES」、
−米国特許出願第14/226,093号、発明の名称「FEEDBACK ALGORITHMS FOR MANUAL BAILOUT SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,116号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT UTILIZING SENSOR ADAPTATION」、
−米国特許出願第14/226,071号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT CONTROL CIRCUIT HAVING A SAFETY PROCESSOR」、
−米国特許出願第14/226,097号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING INTERACTIVE SYSTEMS」、
−米国特許出願第14/226,126号、発明の名称「INTERFACE SYSTEMS FOR USE WITH SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第14/226,133号、発明の名称「MODULAR SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM」、
−米国特許出願第14/226,081号、発明の名称「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SEGMENTED CIRCUIT」、
−米国特許出願第14/226,076号、発明の名称「POWER MANAGEMENT THROUGH SEGMENTED CIRCUIT AND VARIABLE VOLTAGE PROTECTION」、
−米国特許出願第14/226,111号、発明の名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENT SYSTEM」、及び、
−米国特許出願第14/226,125号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A ROTATABLE SHAFT」。
本願の出願人はまた、2014年9月5日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第14/479,103号、発明の名称「CIRCUITRY AND SENSORS FOR POWERED MEDICAL DEVICE」、
−米国特許出願第14/479,119号、発明の名称「ADJUNCT WITH INTEGRATED SENSORS TO QUANTIFY TISSUE COMPRESSION」、
−米国特許出願第14/478,908号、発明の名称「MONITORING DEVICE DEGRADATION BASED ON COMPONENT EVALUATION」、
−米国特許出願第14/478,895号、発明の名称「MULTIPLE SENSORS WITH ONE SENSOR AFFECTING A SECOND SENSOR’S OUTPUT OR INTERPRETATION」、
−米国特許出願第14/479,110号、発明の名称「USE OF POLARITY OF HALL MAGNET DETECTION TO DETECT MISLOADED CARTRIDGE」、
−米国特許出願第14/479,098号、発明の名称「SMART CARTRIDGE WAKE UP OPERATION AND DATA RETENTION」、
−米国特許出願第14/479,115号、発明の名称「MULTIPLE MOTOR CONTROL FOR POWERED MEDICAL DEVICE」、及び、
−米国特許出願第14/479,108号、発明の名称「LOCAL DISPLAY OF TISSUE PARAMETER STABILIZATION」。
−米国特許出願第14/479,103号、発明の名称「CIRCUITRY AND SENSORS FOR POWERED MEDICAL DEVICE」、
−米国特許出願第14/479,119号、発明の名称「ADJUNCT WITH INTEGRATED SENSORS TO QUANTIFY TISSUE COMPRESSION」、
−米国特許出願第14/478,908号、発明の名称「MONITORING DEVICE DEGRADATION BASED ON COMPONENT EVALUATION」、
−米国特許出願第14/478,895号、発明の名称「MULTIPLE SENSORS WITH ONE SENSOR AFFECTING A SECOND SENSOR’S OUTPUT OR INTERPRETATION」、
−米国特許出願第14/479,110号、発明の名称「USE OF POLARITY OF HALL MAGNET DETECTION TO DETECT MISLOADED CARTRIDGE」、
−米国特許出願第14/479,098号、発明の名称「SMART CARTRIDGE WAKE UP OPERATION AND DATA RETENTION」、
−米国特許出願第14/479,115号、発明の名称「MULTIPLE MOTOR CONTROL FOR POWERED MEDICAL DEVICE」、及び、
−米国特許出願第14/479,108号、発明の名称「LOCAL DISPLAY OF TISSUE PARAMETER STABILIZATION」。
本願の出願人はまた、2014年4月9日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許出願第14/248,590号、発明の名称「MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH LOCKABLE DUAL DRIVE SHAFTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305987号、
−米国特許出願第14/248,581号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A CLOSING DRIVE AND A FIRING DRIVE OPERATED FROM THE SAME ROTATABLE OUTPUT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305989号、
−米国特許出願第14/248,595号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SHAFT INCLUDING SWITCHES FOR CONTROLLING THE OPERATION OF THE SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305988号、
−米国特許出願第14/248,588号、発明の名称「POWERED LINEAR SURGICAL STAPLER」、現在の米国特許出願公開第2014/0309666号、
−米国特許出願第14/248,591号、発明の名称「TRANSMISSION ARRANGEMENT FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305991号、
−米国特許出願第14/248,584号、発明の名称「MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH ALIGNMENT FEATURES FOR ALIGNING ROTARY DRIVE SHAFTS WITH SURGICAL END EFFECTOR SHAFTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305994号、
−米国特許出願第14/248,587号、発明の名称「POWERED SURGICAL STAPLER」、現在の米国特許出願公開第2014/0309665号、
−米国特許出願第14/248,586号、発明の名称「DRIVE SYSTEM DECOUPLING ARRANGEMENT FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305990号、及び、
−米国特許出願第14/248,607号、発明の名称「MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH STATUS INDICATION ARRANGEMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305992号。
−米国特許出願第14/248,590号、発明の名称「MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH LOCKABLE DUAL DRIVE SHAFTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305987号、
−米国特許出願第14/248,581号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A CLOSING DRIVE AND A FIRING DRIVE OPERATED FROM THE SAME ROTATABLE OUTPUT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305989号、
−米国特許出願第14/248,595号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SHAFT INCLUDING SWITCHES FOR CONTROLLING THE OPERATION OF THE SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305988号、
−米国特許出願第14/248,588号、発明の名称「POWERED LINEAR SURGICAL STAPLER」、現在の米国特許出願公開第2014/0309666号、
−米国特許出願第14/248,591号、発明の名称「TRANSMISSION ARRANGEMENT FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305991号、
−米国特許出願第14/248,584号、発明の名称「MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH ALIGNMENT FEATURES FOR ALIGNING ROTARY DRIVE SHAFTS WITH SURGICAL END EFFECTOR SHAFTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305994号、
−米国特許出願第14/248,587号、発明の名称「POWERED SURGICAL STAPLER」、現在の米国特許出願公開第2014/0309665号、
−米国特許出願第14/248,586号、発明の名称「DRIVE SYSTEM DECOUPLING ARRANGEMENT FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、現在の米国特許出願公開第2014/0305990号、及び、
−米国特許出願第14/248,607号、発明の名称「MODULAR MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH STATUS INDICATION ARRANGEMENTS」、現在の米国特許出願公開第2014/0305992号。
本願の出願人はまた、2013年4月16日に出願された以下の特許出願を所有しており、これらそれぞれの全体を参照により本明細書に組み込む:
−米国特許仮出願第61/812,365号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY A SINGLE MOTOR」、
−米国特許仮出願第61/812,376号、発明の名称「LINEAR CUTTER WITH POWER」、
−米国特許仮出願第61/812,382号、発明の名称「LINEAR CUTTER WITH MOTOR AND PISTOL GRIP」、
−米国特許仮出願第61/812,385号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HANDLE WITH MULTIPLE ACTUATION MOTORS AND MOTOR CONTROL」、及び、
−米国特許仮出願第61/812,372号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY A SINGLE MOTOR」。
−米国特許仮出願第61/812,365号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY A SINGLE MOTOR」、
−米国特許仮出願第61/812,376号、発明の名称「LINEAR CUTTER WITH POWER」、
−米国特許仮出願第61/812,382号、発明の名称「LINEAR CUTTER WITH MOTOR AND PISTOL GRIP」、
−米国特許仮出願第61/812,385号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HANDLE WITH MULTIPLE ACTUATION MOTORS AND MOTOR CONTROL」、及び、
−米国特許仮出願第61/812,372号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MULTIPLE FUNCTIONS PERFORMED BY A SINGLE MOTOR」。
本開示では、本明細書に開示される装置及び方法の、構造、機能、製造、並びに使用の原理について、総合的な理解を提供する。これらの態様の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、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的な例であることが理解されるであろう。1つの例と関連して例示又は記載する特徴は、他の例の特徴と組み合わされてもよい。かかる修正及び変形は、本開示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、「様々な態様」、「いくつかの態様」、「一態様」、又は「態様」などへの言及は、その態様との関連において述べられる特定の特徴、構造、又は特色が、少なくとも1つの態様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、「様々な態様において」、「いくつかの態様において」、「一態様において」、又は「ある態様において」などの語句が出現するが、これらは必ずしも全てが同じ態様を指すわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特色は、1つ又は2つ以上の態様で、任意の好適なやり方で組み合わせることができる。故に、一態様に関して例示又は説明される特定の特徴、構造、又は特色は、1つ又は2つ以上の他の態様の特徴、構造、又は特色と、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、本開示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、本明細書では、外科用器具用ハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は臨床医に最も近い方の部分を指し、「遠位」という用語は臨床医から離れて位置する部分を指す。簡便かつ明瞭にするため、「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る場合があることが更に理解されるであろう。しかしながら、外科用器具は多くの向き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及び/又は絶対的であることを意図したものではない。
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うため、様々な例示的な装置及び方法が提供されている。しかしながら、本明細書に開示する様々な方法及び装置は、例えば、開放的外科的処置と関連するものを含む多数の外科的処置及び用途で使用することができることが、当業者には容易に理解されるであろう。この「発明を実施するための形態」を読み進めると、本明細書で開示する様々な器具が、自然開口部を通って、組織内に形成された切込み又は穿刺孔を通ってなど、任意の方式で体の内部に挿入され得ることが、当業者には更に明らかとなろう。器具の作動部分又はエンドエフェクタ部分は、直接患者の体の内部に挿入されてもよく、あるいは、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長シャフトを前進させ得る作動チャネルを有するアクセス装置を通って挿入されてもよい。
図1〜図6は、再使用されてもされなくてもよい、モータ駆動される外科用切断及び締結器具10を示している。図示した例において、器具10は、ハンドルアセンブリ14を備えたハウジング12を含み、ハンドルアセンブリ14は、臨床医によって握持、操作、及び作動されるように構成されている。ハウジング12は、1つ又は2つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成された外科用エンドエフェクタ300が動作可能に連結されている、交換式シャフトアセンブリ200に動作可能に取り付けるように構成されている。この「発明を実施するための形態」を読み進めるに従って、本明細書で開示する様々な形態の交換式シャフトアセンブリの、様々な独自でかつ新規な構成は、ロボット制御式の外科用システムと関連させて効果的に用いることも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、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、ここで、この少なくとも1つの駆動システムは、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ており、この少なくとも1つの制御運動は、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均等物を作動させるために利用され得る。「フレーム」という用語は、手持式外科用器具の一部分を指してもよい。また、「フレーム」という用語は、ロボット制御式の外科用器具の一部分、及び/又は外科用器具を動作可能に制御するために使用され得るロボットシステムの一部分を表す場合もある。例えば、本明細書に開示する交換式シャフトアセンブリは、米国特許出願第13/118,241号、名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」、現在の米国特許出願公開第2012/0298719号に開示されている、様々なロボットシステム、器具、要素、及び方法と共に用いられてもよい。米国特許出願第13/118,241号、名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」、現在の米国特許出願公開第2012/0298719号は、その全体を参照により本明細書に組み込む。
図1〜図3に示されるハウジング12は、外科用ステープルカートリッジ304を中で動作可能に支持するように構成された、外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ300を含む、交換式シャフトアセンブリ200と接続されて示されている。ハウジング12は、交換式シャフトアセンブリと接続して使用するように構成されていてよく、この交換式シャフトアセンブリには、様々なシャフト長、サイズ、及び種類などがあり、また、様々なサイズ及び種類のステープルカートリッジを支持するように適合化されたエンドエフェクタが含まれる。加えて、ハウジング12は、様々な他の交換式シャフトアセンブリと共に効果的に使用することもでき、こうしたアセンブリとしては、様々な外科的用途及び処置に関連して使用されるように適合化された、エンドエフェクタ構成に対して、例えば、無線周波数(RF)エネルギー、超音波エネルギー、及び/又は動きなどの、他の動作又はエネルギー形式を適用するように構成されたものなどが挙げられる。更に、エンドエフェクタ、シャフトアセンブリ、ハンドル、外科用器具、及び/又は外科用器具システムは、任意の好適な1つ又は複数の締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、中に着脱可能に格納された複数のファスナを備えるファスナカートリッジが、シャフトアセンブリのエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び/又は取り付けられ得る。
図1は、交換式シャフトアセンブリ200が動作可能に連結された外科用器具10を示している。図2及び3は、ハウジング12又はハンドルアセンブリ14に対する交換式シャフトアセンブリ200の取り付けを示している。図4に示すように、ハンドルアセンブリ14は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互連結され得る1対の相互連結可能なハンドル・ハウジング・セグメント16及び18を備え得る。図示の構成において、ハンドル・ハウジング・セグメント16、18は、一体となって、臨床医に把持及び操作され得るピストルグリップ部分19を形成する。以下で更に詳細に論じられるように、ハンドルアセンブリ14は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、それら駆動システムは、ハンドルアセンブリに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対応部分に、様々な制御運動を生成及び加えるように構成されている。
次に図4を参照すると、ハンドルアセンブリ14は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム20を更に含んでもよい。例えば、フレーム20は、全体として30で示される「第1の」又は閉鎖駆動システムを動作可能に支持することができ、この閉鎖駆動システムは、動作可能に取り付けられるか又は連結された交換式シャフトアセンブリ200に対して閉鎖及び開放運動を適用するために用いられてもよい。少なくとも1つの形態では、閉鎖駆動システム30は、フレーム20によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ32の形態のアクチュエータを含んでもよい。より具体的には、図4に示されるように、閉鎖トリガ32は、ピン33によってハウジング14に枢動可能に連結されている。かかる構成により、臨床医が閉鎖トリガ32を操作することが可能になり、そのため、臨床医がハンドルアセンブリ14のピストルグリップ部分19を把持するとき、閉鎖トリガ32は、開始位置又は「非作動」位置から「作動」位置へ、より具体的には完全圧縮位置又は完全作動位置へと容易に枢動できるようになっている。閉鎖トリガ32は、ばね又は他の付勢装置(図示せず)によって、非作動位置へと付勢されてもよい。様々な形態では、閉鎖駆動システム30は、閉鎖トリガ32に枢動可能に連結された閉鎖リンク機構アセンブリ34を更に含む。図4に示されるように、閉鎖リンク機構アセンブリ34は、ピン35によって閉鎖トリガ32に枢動可能に連結された第1の閉鎖リンク36及び第2の閉鎖リンク38を含んでもよい。第2の閉鎖リンク38はまた、本明細書において「取り付け部材」とも呼ばれることがあり、横断取り付けピン37を含み得る。
図4を引き続き参照すると、第1の閉鎖リンク36はその上に、フレーム20に枢動可能に連結された閉鎖解除アセンブリ60と協働するように構成された、ロック壁又は端部39を有してもよいことを観察することができる。少なくとも1つの形態では、閉鎖解除アセンブリ60は、遠位側に突出するロック爪64がその上に形成された解除ボタンアセンブリ62を備えてもよい。解除ボタンアセンブリ62は、解除ばね(図示せず)によって反時計方向に枢動させられてもよい。臨床医が閉鎖トリガ32を非作動位置からハンドルアセンブリ14のピストルグリップ部分19に向かって押下すると、ロック歯止め64が第1の閉鎖リンク36上のロック壁39との保持係合に移る点に向かって、閉鎖リンク36が上向きに枢動し、それによって、閉鎖トリガ32が非作動位置に復帰することが防止される。図18を参照されたい。したがって、閉鎖解除アセンブリ60は、閉鎖トリガ32を完全作動位置でロックする役割を果たす。臨床医が、閉鎖トリガ32をロック解除して、それを非作動位置へ付勢することができるようにしたい場合、臨床医は単純に、閉鎖解除ボタンアセンブリ62を枢動し、それによってロック爪64を移動させて、第1の閉鎖リンク36上のロック壁39との係合から外す。ロック爪64が移動させられて第1の閉鎖リンク36との係合から外れていると、閉鎖トリガ32は、枢動して非作動位置に戻ってもよい。他の閉鎖トリガロック及び解除構成が用いられてもよい。
上記に加えて更に、図13〜図15は、組織をシャフトアセンブリ200の顎部間に位置付けることができる、シャフトアセンブリ200の開放構成、即ち非クランプ構成と関連付けられる非作動位置にある、閉鎖トリガ32を示している。図16〜図18は、組織がシャフトアセンブリ200の顎部の間でクランプされる、シャフトアセンブリ200の閉鎖構成、即ちクランプ構成と関連付けられる作動位置にある、閉鎖トリガ32を示している。図14及び17を比較すると、閉鎖トリガ32をその非作動位置(図14)から作動位置(図17)へと移動させると、閉鎖解除ボタン62が第1の位置(図14)と第2の位置(図17)との間で枢動することが、読者には理解されるであろう。閉鎖解除ボタン62の回転は、上向きの回転であるとして言及され得るが、閉鎖解除ボタン62の少なくとも一部分は、回路基板100に向かって回転させられている。図4を参照すると、閉鎖解除ボタン62は、そこから延在するアーム61と、アーム61に装着される、例えば永久磁石などの磁気素子63とを含むことができる。閉鎖解除ボタン62をその第1の位置から第2の位置へと回転させると、磁気素子63は、回路基板100に向かって移動することができる。回路基板100は、磁気素子63の移動を検出するように構成された、少なくとも1つのセンサを含むことができる。少なくとも1つの態様では、例えば、磁界センサ65を、回路基板100の底面に装着することができる。磁界センサ65は、磁気素子63の移動によって生じる、磁界センサ65を取り囲む磁界の変化を検出するように構成することができる。磁界センサ65は、例えば、マイクロコントローラ1500(図19)と信号通信することができ、マイクロコントローラ1500は、閉鎖解除ボタン62が、閉鎖トリガ32の非作動位置及びエンドエフェクタの開放構成と関連付けられるその第1の位置、閉鎖トリガ32の作動位置及びエンドエフェクタの閉鎖構成と関連付けられるその第2の位置、及び/又は第1の位置と第2の位置との間の任意の位置のどこにあるかを判断することができる。
本開示を通じて用いられるように、磁界センサは、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサなどであってよい。
少なくとも一形態において、ハンドルアセンブリ14及びフレーム20は、本明細書で発射駆動システム80と呼ばれる別の駆動システムを動作可能に支持してもよく、この発射駆動システム80は、それに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る。発射駆動システム80はまた、本明細書では「第2の駆動システム」と呼ばれることもある。発射駆動システム80は、ハンドルアセンブリ14のピストルグリップ部分19に設置された電気モータ82を用いてもよい。様々な形態では、モータ82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。他の構成において、モータには、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを挙げることができる。モータ82は、1つの形態では取り外し可能なパワーパック92を備えてもよい、電源90によって給電されてもよい。例えば、図4に示されるように、パワーパック92は、遠位側ハウジング部分96に取り付けるために構成された、近位側ハウジング部分94を備えてもよい。近位側ハウジング部分94及び遠位側ハウジング部分96は、複数の電池98を中で動作可能に支持するように構成されている。電池98はそれぞれ、例えば、リチウムイオン(「LI」)又は他の好適な電池を含んでもよい。遠位側ハウジング部分96は、モータ82にやはり動作可能に連結されている、制御回路基板アセンブリ100に取り外し可能かつ動作可能に取り付けられるために構成されている。直列に接続されてもよい多数の電池98が、外科用器具10の電源として使用されてもよい。加えて、電源90は、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。
他の様々な形態に関連して上に概説したように、電気モータ82は、長手方向に移動可能な駆動部材120上にある駆動歯122の組又はラックと噛合係合して装着される歯車減速機アセンブリ84と動作可能に連係する、回転式シャフト(図示せず)を含むことができる。使用の際、電源90によって提供される電圧極性によって電気モータ82を時計方向に動作させることができるが、電池によって電気モータに印加される電圧極性は、電気モータ82を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電動モータ82がある方向に回転されるとき、駆動部材120は、遠位方向「DD」に軸方向に駆動されることとなる。モータ82が反対の回転方向に駆動されるとき、駆動部材120は、近位方向「PD」に軸方向に駆動されることとなる。ハンドルアセンブリ14は、電源90によって電動モータ82に付与される極性を反転させるように構成され得るスイッチを含むことができる。本明細書で説明する他の形態と同様に、ハンドルアセンブリ14はまた、駆動部材120の位置、及び/又は駆動部材120が移動させられている方向を検出するように構成されたセンサを含むこともできる。
モータ82の作動は、ハンドルアセンブリ14上に枢動可能に支持される発射トリガ130によって制御され得る。発射トリガ130は、非作動位置と作動位置との間で枢動させられてもよい。発射トリガ130は、ばね132若しくは他の付勢装置によって非作動位置へと付勢させられてもよく、それにより、臨床医が発射トリガ130を解除すると、それがばね132若しくは付勢装置によって非作動位置へと枢動されるか又は別の方法で復帰させられてもよい。少なくとも1つの形態では、発射トリガ130は、上述したように、閉鎖トリガ32の「外側」に位置付けることができる。少なくとも1つの形態では、発射トリガ安全ボタン134が、ピン35によって閉鎖トリガ32に枢動可能に装着されてもよい。安全ボタン134は、発射トリガ130と閉鎖トリガ32との間に位置付けられ、そこから突出する枢動アーム136を有してもよい。図4を参照されたい。閉鎖トリガ32が非作動位置にあるとき、安全ボタン134は、ハンドルアセンブリ14内に収容され、臨床医は容易には安全ボタン134にアクセスすることができず、発射トリガ130の作動を防止する安全位置と、発射トリガ130が発射され得る発射位置との間で移動することもできない。臨床医が閉鎖トリガ32を押下すると、安全ボタン134及び発射トリガ130が下に枢動して、次いで、臨床医がそれらを操作することが可能になる。
上述したように、ハンドルアセンブリ14は、閉鎖トリガ32及び発射トリガ130を含むことができる。図14〜図18Aを参照すると、発射トリガ130を閉鎖トリガ32に枢動可能に装着することができる。閉鎖トリガ32は、そこから延在するアーム31を含むことができ、発射トリガ130は、枢動ピン33を中心にして枢動可能にアーム31に装着することができる。閉鎖トリガ32をその非作動位置(図14)から作動位置(図17)へと移動させると、上に概説したように、発射トリガ130が下向きに下降することができる。安全ボタン134がその発射位置へと移動した後、主に図18Aを参照すると、発射トリガ130を押下して、外科用器具発射システムのモータを動作させることができる。様々な例では、ハンドルアセンブリ14は、例えば、閉鎖トリガ32の位置及び/又は発射トリガ130の位置を判断するように構成された、システム800などの追跡システムを含むことができる。主に図14、17、及び18Aを参照すると、追跡システム800は、例えば、発射トリガ130から延在するアーム801に装着される、永久磁石802などの磁気素子を含むことができる。追跡システム800は、例えば、磁石802の位置を追跡するように構成することができる、第1の磁界センサ803及び第2の磁界センサ804など、1つ又は2つ以上のセンサを備えることができる。
図14及び17を比較すると、閉鎖トリガ32をその非作動位置から作動位置へと移動させると、磁石802が、第1の磁界センサ803に隣接した第1の位置と、第2の磁界センサ804に隣接した第2の位置との間で移動することができることが、読者には理解されるであろう。
図17及び18Aを比較すると、読者は、発射トリガ130を未発射位置(図17)から発射後位置(図18A)へと移動させると、磁石802が第2の磁界センサ804に対して移動することができることを更に理解するであろう。センサ803及び804は、磁石802の移動を追跡することができ、回路基板100のマイクロコントローラと信号通信することができる。第1のセンサ803及び/又は第2のセンサ804からのデータを用いて、マイクロコントローラは、事前定義された経路に沿った磁石802の位置を判断することができ、その位置に基づいて、マイクロコントローラは、閉鎖トリガ32がその非作動位置、その作動位置、又はそれらの間の位置のどこにあるかを判断することができる。同様に、第1のセンサ803及び/又は第2のセンサ804からのデータを用いて、マイクロコントローラは、事前定義された経路に沿った磁石802の位置を判断することができ、その位置に基づいて、マイクロコントローラは、発射トリガ130がその未発射位置、その完全発射後位置、又はそれらの位置の間のどこにあるかを判断することができる。
上に示されるように、少なくとも一形態において、長手方向に移動可能な駆動部材120は、ギア減速機アセンブリ84の対応する駆動ギア86と噛合係合するために、その上に形成された歯122のラックを有する。少なくとも1つの形態はまた、モータ82が使用不能になった場合に、臨床医が長手方向に移動可能な駆動部材120を手動で後退させることができるように構成された、手動作動式の「ベイルアウト」アセンブリ140を含む。ベイルアウトアセンブリ140は、手動で枢動させて、駆動部材120にやはり設けられた歯124とラチェット係合するように構成された、レバー又はベイルアウト・ハンドル・アセンブリ14を含んでもよい。したがって、臨床医は、ベイルアウト・ハンドル・アセンブリ14を使用して駆動部材120を近位方向「PD」にラチェット駆動させることによって、駆動部材120を手動で後退させることができる。米国特許出願公開第2010/0089970号、現在の米国特許第8,608,045号は、本明細書において開示される様々な器具と共に同様に用いられることもできるベイルアウト装置、並びに他の要素、装置、及びシステムを開示している。米国特許出願第12/249,117号、発明の名称「POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLY RETRACTABLE FIRING SYSTEM」、米国特許出願公開第2010/0089970号、現在の米国特許第8,608,045号は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる。
次に図1及び7を参照すると、交換式シャフトアセンブリ200は、ステープルカートリッジ304を中で動作可能に支持するように構成された細長チャネル302を備える、外科用エンドエフェクタ300を含む。エンドエフェクタ300は、細長チャネル302に対して枢動可能に支持されるアンビル306を更に含んでもよい。交換式シャフトアセンブリ200は、シャフト軸SA−SAに対して所望の位置でエンドエフェクタ300を解除可能に保持するように構成することができる、関節継手270及び関節ロック350(図8)を更に含んでもよい。エンドエフェクタ300、関節継手270、及び関節ロック350の構造と動作に関する詳細は、2013年3月14日出願の米国特許出願第13/803,086号、名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に説明されている。2013年3月14日出願の米国特許出願第13/803,086号、名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号の開示全体を、参照により本明細書に組み込む。図7及び8に示されるように、交換式シャフトアセンブリ200は、ノズル部分202及び203で構成される近位側ハウジング又はノズル201を更に含むことができる。交換式シャフトアセンブリ200は、エンドエフェクタ300のアンビル306を閉鎖及び/又は開放するために利用することができる、閉鎖チューブ260を更に含むことができる。次に図8及び9を主に参照すると、シャフトアセンブリ200は、関節ロック350のシャフトフレーム部分212を固定可能に支持するように構成することができる、スパイン210を含むことができる。図8を参照されたい。スパイン210は、(1)発射部材220を中で摺動可能に支持するように、かつ(2)スパイン210の周りに延在する閉鎖チューブ260を摺動可能に支持するように、構成することができる。スパイン210はまた、近位側関節ドライバ230を摺動可能に支持するように構成することができる。関節ドライバ230は、関節ロック350を動作可能に係合するように構成された遠位端231を有する。関節ロック350は、エンドエフェクタフレーム(図示せず)上の駆動ピン(図示せず)に動作可能に係合するように適合された、関節フレーム352と連係する。上述したように、関節ロック350及び関節フレームの動作に関する更なる詳細は、米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。様々な状況において、スパイン210は、シャーシ240内で回転可能に支持される近位端211を備えることができる。1つの構成では、例えば、スパイン210の近位端211には、シャーシ240内で支持されるように構成されたスパイン軸受216にねじ込みによって取り付けられるように、ねじ山214が形成される。図7を参照されたい。かかる構成により、シャーシ240に対するスパイン210の回転可能な取り付けが容易になって、スパイン210を、シャーシ240に対してシャフト軸SA−SAを中心にして選択可能に回転させることができる。
主に図7を参照すると、交換式シャフトアセンブリ200は、シャーシ240に対して軸方向に移動され得るようにその中で摺動可能に支持される、閉鎖シャトル250を含む。図3及び7に示されるように、閉鎖シャトル250は、更に詳細に後述するように、第2の閉鎖リンク38に取り付けられる取り付けピン37に取り付けるために構成された、一対の近位側に突出するフック252を含む。閉鎖チューブ260の近位端261は、相対回転するように閉鎖シャトル250に連結されている。例えば、U字コネクタ263は、閉鎖チューブ260の近位端261にある環状スロット262に挿入され、閉鎖シャトル250の垂直スロット253内で保定される。図7を参照されたい。かかる構成は、閉鎖チューブ260を閉鎖シャトル250と共に軸方向移動するようにそれに取り付ける役割を果たし、一方で閉鎖チューブ260がシャフト軸SA−SAを中心にして閉鎖シャトル250に対して回転することを可能にする。閉鎖268ばねは、閉鎖管260上に軸支され、閉鎖管260を近位方向「PD」に付勢するように働き、これにより、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に動作可能に連結されたときに、閉鎖トリガを非作動位置へ枢動させるように働き得る。
少なくとも1つの形態では、交換式シャフトアセンブリ200は、関節継手270を更に含んでもよい。しかしながら、他の交換式シャフトアセンブリが、関節屈曲可能でなくてもよい。図7に示されるように、例えば、関節継手270は、二重枢動閉鎖スリーブアセンブリ271を含む。様々な形態によれば、二重枢動閉鎖スリーブアセンブリ271は、上側及び下側の遠位側に突出するタング273、274を有する、エンドエフェクタ閉鎖スリーブアセンブリ272を含む。エンドエフェクタ閉鎖スリーブアセンブリ272は、参照により本明細書に組み込まれている、2013年3月14日出願の米国特許出願第13/803,086号、名称「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に様々な形式で記載されている、アンビル306上の開放タブに係合する馬蹄形アパーチャ275及びタブ276を含む。本明細書で更に詳述するように、馬蹄形アパーチャ275及びタブ276は、アンビル306が開放されているときにアンビル上のタブに係合する。上側二重枢動リンク277は、閉鎖チューブ260上にある上側の近位側に突出するタング273の上部遠位側ピンホール、及び上側の遠位側に突出するタング264の上部近位側ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位側及び近位側枢動ピンを含む。下側二重枢動リンク278は、下側の近位側に突出するタング274の下部遠位側ピンホール、及び下側の遠位側に突出するタング265の下部近位側ピンホールにそれぞれ係合する、上向きに突出する遠位側及び近位側枢動ピンを含む。図8も参照されたい。
使用の際、閉鎖チューブ260は、例えば、閉鎖トリガ32の作動に応答して、アンビル306を閉鎖するように遠位側(方向「DD」)に並進させられる。アンビル306は、閉鎖チューブ260を、かつしたがってシャフト閉鎖スリーブアセンブリ272を遠位側に並進させて、上述した参照文献の米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている方法で、アンビル360の近位面に衝突させることによって閉鎖される。同参照文献にやはり詳細に記載されているように、閉鎖チューブ260及びシャフト閉鎖スリーブアセンブリ272を近位側に並進させて、タブ276及び馬蹄形アパーチャ275をアンビルタブに接触させ、それを押圧してアンビル306を持ち上げることによって、アンビル306が開放される。アンビル開位置において、シャフト閉鎖チューブ260は、その近位位置へと移動させられる。
上述したように、外科用器具10は、エンドエフェクタ300を定位置で選択的にロックするように構成し動作させることができる、米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に更に詳細に記載されているタイプ及び構造の関節ロック350を更に含んでもよい。かかる構成によって、関節ロック350がそのロック解除状態にあるとき、エンドエフェクタ300を、シャフト閉鎖チューブ260に対して回転させること、即ち関節運動させることが可能になる。かかるロック解除状態では、エンドエフェクタ300を閉鎖チューブ260に対して関節運動させるために、エンドエフェクタ300を、例えば、患者の体内の手術部位を取り囲む軟組織及び/又は骨に対して位置付け、押圧することができる。エンドエフェクタ300はまた、関節ドライバ230によって閉鎖チューブ260に対して関節運動させてもよい。
やはり上述したように、交換式シャフトアセンブリ200は、シャフトスパイン210内で軸方向移動するように支持される発射部材220を更に含む。発射部材220は、遠位側切断部分又はナイフバー280に取り付けるために構成された中間発射シャフト部分222を含む。発射部材220はまた、本明細書において「第2のシャフト」及び/又は「第2のシャフトアセンブリ」と呼ばれることもある。図8及び9に示されるように、中間発射シャフト部分222は、その遠位端に、遠位側ナイフバー280の近位端282にあるタブ284を受け入れるように構成することができる、長手方向スロット223を含んでもよい。長手方向スロット223及び近位端282は、それらの間の相対運動を可能にするようにサイズ決めし、構成することができ、スリップ継手286を備えることができる。スリップ継手286は、ナイフバー280を移動させずに、又は少なくとも実質的に移動させずに、発射駆動部220の中間発射シャフト部分222を移動させて、エンドエフェクタ300を関節運動させることを可能にすることができる。エンドエフェクタ300が好適に配向された後は、ナイフバー280を進め、チャネル302内に位置するステープルカートリッジを発射するため、長手方向スロット223の近位側の側壁がタブ284に接触するまで、中間発射シャフト部分222を遠位側に進めることができる。図8及び9において詳しく示されているように、シャフトスパイン210は、組み立てと、中間発射シャフト部分222をシャフトフレーム210内への挿入を容易にするための細長開口部又は窓部213を有する。中間発射シャフト部分222が挿入されると、頂部フレームセグメント215がシャフトフレーム212と係合されて、中間発射シャフト部分222及びナイフバー280を中に封入してもよい。発射部材220の動作に関する更なる記載は、米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。
上記に加えて更に、シャフトアセンブリ200は、関節ドライバ230を発射部材220に選択的かつ解除可能に連結するように構成することができる、クラッチアセンブリ400を含むことができる。1つの形態では、クラッチアセンブリ400は、発射部材220の周りに位置付けられるロックカラー、即ちスリーブ402を含み、ロックスリーブ402は、ロックスリーブ402が関節ドライバ360を発射部材220に連結する係合位置と、関節ドライバ360が発射部材200に動作可能に連結されない係脱位置との間で回転させることができる。ロックスリーブ402がその係合位置にあるとき、発射部材220の遠位方向移動によって、関節ドライバ360を遠位側に移動させることができ、それに対応して、発射部材220の近位方向移動によって、関節ドライバ230を近位側に移動させることができる。ロックスリーブ402がその係脱位置にあるとき、発射部材220の移動は、関節ドライバ230に伝達されず、その結果、発射部材220は、関節ドライバ230とは独立して移動することができる。様々な状況において、関節ドライバ230が発射部材220によって近位又は遠位方向で移動させられていないとき、関節ドライバ230を関節ロック350によって定位置で保持することができる。
主に図9を参照すると、ロックスリーブ402は、発射部材220を受け入れるように構成された長手方向アパーチャ403が中に画定された、円筒状の、又は少なくとも実質的に円筒状の本体を備えることができる。ロックスリーブ402は、対角線方向で対向する、内側に面するロック突起404及び外側に面するロック部材406を備えることができる。ロック突起404は、発射部材220と選択的に係合されるように構成することができる。より具体的には、ロックスリーブ402がその係合位置にあるとき、ロック突起404は、発射部材220に画定された駆動ノッチ224内に位置付けられ、それによって、遠位方向の押し力及び/又は近位方向の引張り力を発射部材220からロックスリーブ402に伝達することができる。ロックスリーブ402がその係合位置にあるとき、第2のロック部材406は、関節ドライバ230に画定された駆動ノッチ232内に受け入れられ、それによって、ロックスリーブ402に加えられる遠位方向の押し力及び/又は近位方向の引張り力を関節ドライバ230に伝達することができる。実質的に、発射部材220、ロックスリーブ402、及び関節ドライバ230は、ロックスリーブ402がその係合位置にあると、共に移動するようになる。他方で、ロックスリーブ402がその係脱位置にあるとき、ロック突起404は発射部材220の駆動ノッチ224内に位置付けられないことがあり、その結果、遠位方向の押し力及び/又は近位方向の引張り力が発射部材220からロックスリーブ402に伝達されないことがある。それに対応して、遠位方向の押し力及び/又は近位方向の引張り力が関節ドライバ230に伝達されないことがある。かかる状況では、発射部材220を、ロックスリーブ402及び近位側関節ドライバ230に対して近位側及び/又は遠位側に摺動させることができる。
図8〜図12に示されるように、シャフトアセンブリ200は、閉鎖チューブ260上に回転可能に受け入れられるスイッチドラム500を更に含む。スイッチドラム500は、外向きに突出する作動ピン410を中に受け入れるシャフトボス504が形成された、中空シャフトセグメント502を備える。様々な状況において、作動ピン410は、スロット267を通って、ロックスリーブ402に設けられた長手方向スロット408内へと延在して、ロックスリーブ402が関節ドライバ230と係合されたときにその軸方向運動を容易にする。回転ねじりばね420は、図10に示されるように、スイッチドラム500のボス504及びノズルハウジング203の一部分に係合して、付勢力をスイッチドラム500に加えるように構成されている。スイッチドラム500は、そこに画定された少なくとも部分的に円周方向の開口部506を更に備えることができ、その開口部は、図5及び6を参照すると、ノズル半片202、203から延在する円周方向マウント204、205を受け入れ、スイッチドラム500と近位側ノズル201との間の相対回転は許容するが並進は許容しないように構成することができる。それらの図に示されるように、マウント204及び205はまた、閉鎖チューブ260の開口部266を通って延在して、シャフトスパイン210の陥凹部211に収まる。しかしながら、マウント204、205がスイッチドラム500内のそれぞれのスロット506の端部に達する点までノズル201が回転すると、スイッチドラム500がシャフト軸SA−SAを中心にして回転する。スイッチドラム500の回転によって、最終的に、作動ピン410及びロックスリーブ402がその係合位置と係脱位置との間で回転する。したがって、本質的に、ノズル201は、米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に更に詳述されている様々な方法で、関節駆動システムを発射駆動システムと動作可能に係合し、係脱するために用いられてもよい。
やはり図8〜図12に示されるように、シャフトアセンブリ200は、例えば、エンドエフェクタ300からの電力が伝導され、かつ/若しくはエンドエフェクタ300に電力を伝導するように、並びに/又は、エンドエフェクタ300へと信号を通信し、かつ/若しくはエンドエフェクタ300からの信号通信を受けるように構成することができる、スリップリングアセンブリ600を備えることができる。スリップリングアセンブリ600は、シャーシ240から延在するシャーシフランジ242に装着される近位側コネクタフランジ604と、シャフトハウジング202、203に画定されたスロット内に位置付けられる遠位側コネクタフランジ601とを備えることができる。近位側コネクタフランジ604は第1の面を備えることができ、遠位側コネクタフランジ601は、第1の面に隣接して位置付けられ、それに対して移動可能である第2の面を備えることができる。遠位側コネクタフランジ601は、シャフト軸SA−SAを中心にして、近位側コネクタフランジ604に対して回転することができる。近位側コネクタフランジ604は、その第1の面に画定される、複数の同心の、又は少なくとも実質的に同心の導体602を備えることができる。コネクタ607は、コネクタフランジ601の近位面に装着することができ、複数の接点(図示せず)を有してもよく、各接点は、導体602の1つに対応し、それと電気的に接触する。かかる構成により、近位側コネクタフランジ604と遠位側コネクタフランジ601とが、それらの間の電気的接触を維持したまま相対回転することが可能になる。近位側コネクタフランジ604は、例えば、シャフトシャーシ240に装着されたシャフト回路基板610と信号通信させて導体602を配置することができる、電気コネクタ606を含むことができる。少なくとも1つの例では、複数の導体を備える配線ハーネスが、電気コネクタ606とシャフト回路基板610との間に延在することができる。電気コネクタ606は、シャーシ装着フランジ242に画定されたコネクタ開口部243を通って近位側に延在してもよい。図7を参照されたい。2013年3月13日に出願され、現在は米国特許出願公開第2014/0263552号である米国特許出願第13/800,067号、名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」、はその開示全体を、参照により本明細書に組み込む。2013年3月13日に出願され、現在は米国特許出願公開第2014/0263551号である米国特許出願第13/800,025号、名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」、はその開示全体を、参照により本明細書に組み込む。スリップリングアセンブリ600に関する更なる詳細は、米国特許出願第13/803,086号、現在の米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。
上述したように、シャフトアセンブリ200は、ハンドルアセンブリ14に固定可能に装着される近位部分と、長手方向軸を中心にして回転可能な遠位部分とを含むことができる。回転可能な遠位側シャフト部分は、上述したように、スリップリングアセンブリ600を中心にして近位部分に対して回転させることができる。スリップリングアセンブリ600の遠位側コネクタフランジ601は、回転可能な遠位側シャフト部分内に位置付けることができる。また、上記に加えて更に、スイッチドラム500も、回転可能な遠位側シャフト部分内に位置付けることができる。回転可能な遠位側シャフト部分を回転させると、遠位側コネクタフランジ601及びスイッチドラム500を互いに同期して回転させることができる。加えて、スイッチドラム500を、遠位側コネクタフランジ601に対して第1の位置と第2の位置との間で回転させることができる。スイッチドラム500がその第1の位置にあるとき、関節駆動システムが発射駆動システムから動作可能に係脱されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によって、シャフトアセンブリ200のエンドエフェクタ300を関節運動させることができない。スイッチドラム500がその第2の位置にあるとき、関節駆動システムが発射駆動システムと動作可能に係合されてもよく、したがって、発射駆動システムの動作によってシャフトアセンブリ200のエンドエフェクタ300を関節運動させることができる。スイッチドラム500をその第1の位置と第2の位置との間で移動させると、スイッチドラム500は、遠位側コネクタフランジ601に対して移動させられる。様々な例において、シャフトアセンブリ200は、スイッチドラム500の位置を検出するように構成された少なくとも1つのセンサを備えることができる。次に図11及び12に移ると、遠位側コネクタフランジ601は、例えば、磁界センサ605を備えることができ、スイッチドラム500は、例えば永久磁石505などの磁気素子を備えることができる。磁界センサ605は、永久磁石505の位置を検出するように構成することができる。スイッチドラム500をその第1の位置と第2の位置との間で回転させると、永久磁石505が磁界センサ605に対して移動することができる。様々な例において、磁界センサ605は、永久磁石505を移動させた際に生じる磁界の変化を検出することができる。磁界センサ605は、例えば、シャフト回路基板610及び/又はハンドル回路基板100と信号通信することができる。磁界センサ605からの信号に基づいて、シャフト回路基板610及び/又はハンドル回路基板100上のマイクロコントローラは、関節駆動システムが発射駆動システムと係合されているか、又はそこから係脱されているかを判断することができる。
再び図3及び7を参照すると、シャーシ240は、フレーム20の遠位側取り付けフランジ部分700内に形成された、対応するダブテールスロット702に受け入れられるように適合された、シャーシ上に形成された少なくとも1つの、好ましくは2つの先細取り付け部分244を含む。各ダブテールスロット702は、取り付け部分244を中に収めて受け入れるように、先細であってもよく、又は言い換えればある程度V字形であってもよい。図3及び7から更に分かるように、シャフト取り付けラグ226が、中間発射シャフト222の近位端に形成される。更に詳細に後述するように、交換式シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に連結されると、シャフト取り付けラグ226は、例えば、図3及び図6に示されるように、長手方向駆動部材120の遠位端125に形成された発射シャフト取り付けクレードル126に受け入れられる。
様々なシャフトアセンブリは、シャフトアセンブリ200をハウジング12に、より具体的にはフレーム20に取り外し可能に結合するためのラッチシステム710を用いる。図7に示されるように、例えば、少なくとも1つの形態では、ラッチシステム710は、シャーシ240に移動可能に連結されている、ロック部材又はロックヨーク712を含む。図示した例では、例えば、ロックヨーク712は、2つの離間した下向きに延在する脚部714を備えたU字形を有する。脚部714にはそれぞれ、シャーシ240に形成された対応する穴245に受け入れられるように適合された、枢動ラグ716が形成される。かかる構成により、ロックヨーク712をシャーシ240に枢動可能に取り付けやすくなる。ロックヨーク712は、フレーム20の遠位側取り付けフランジ700の対応するロック移動止め又は溝704と解除可能に係合するように構成された、2つの近位側に突出するロックラグ714を含んでもよい。図3を参照されたい。様々な形態では、ロックヨーク712は、ばね又は付勢部材(図示せず)によって近位方向に付勢される。ロックヨーク712の作動は、シャーシ240に装着されたラッチアクチュエータアセンブリ720上に摺動可能に装着される、ラッチボタン722によって遂行されてもよい。ラッチボタン722は、ロックヨーク712に対して近位方向に付勢されていてもよい。更に詳細に後述するように、ロックヨーク712は、ラッチボタンを遠位方向で付勢することによってロック解除位置へと移動させられてもよく、それによってまた、ロックヨーク712が枢動して、フレーム20の遠位側取り付けフランジ700との保定係合から外れる。ロックヨーク712がフレーム20の遠位側取り付けフランジ700と「保定係合」しているとき、ロックラグ716は、遠位側取り付けフランジ700の対応するロック移動止め又は溝704内に保定されて収まっている。
組織を切断し締結するように適合された本明細書に記載されるタイプのエンドエフェクタ、並びに他のタイプのエンドエフェクタを含む、交換式シャフトアセンブリを用いる場合、エンドエフェクタの作動中に交換式シャフトアセンブリがハウジングから不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。例えば、使用の際、臨床医は、閉鎖トリガ32を作動させて標的組織を把持し、所望の位置へと操作することがある。標的組織がエンドエフェクタ300内に所望の配向で位置付けられると、臨床医は、次に、閉鎖トリガ32を完全に作動させてアンビル306を閉鎖し、標的組織を切断及びステープル留めの位置でクランプしてもよい。その場合、第1の駆動システム30は、完全に作動している。標的組織がエンドエフェクタ300にクランプされた後、シャフトアセンブリ200がハウジング12から不用意に分離されることを防止することが望ましいことがある。ラッチシステム710の1つの形態は、かかる不用意な分離を防止するように構成されている。
図7で最も具体的に分かるように、ロックヨーク712は、閉鎖シャトル250上に形成された対応するロックラグ部分256に接触するように適合された、少なくとも1つの、好ましくは2つのロックフック718を含む。図13〜図15を参照すると、閉鎖シャトル250が非作動位置にある(即ち、第1の駆動システム30が非作動で、アンビル306が開放されている)とき、ロックヨーク712を遠位方向で枢動させて、交換式シャフトアセンブリ200をハウジング12からロック解除してもよい。その位置では、ロックフック718は、閉鎖シャトル250上のロックラグ部分256に接触しない。しかしながら、閉鎖シャトル250を作動位置へと移動させる(即ち、第1の駆動システム30が作動させられ、アンビル306が閉位置にある)と、ロックヨーク712がロック解除位置へと枢動することが防止される。図16〜図18を参照のこと。言い換えると、臨床医がロックヨーク712をロック解除位置へと枢動させようとした場合、又は例えば、ロックヨーク712が、別の場合では遠位側に枢動することがあるような形で不用意に突き当たるか又は接触した場合、ロックヨーク712上のロックフック718が閉鎖シャトル250上のロックラグ256に接触し、ロックヨーク712がロック解除位置へと移動することを防止する。
以下、ハンドルアセンブリ14に対する交換式シャフトアセンブリ200の取り付けについて、図3を参照して記載する。連結プロセスを開始するために、臨床医は、シャーシ240上に形成された先細取り付け部分244がフレーム20のダブテールスロット702と位置合わせされるようにして、交換式シャフトアセンブリ200のシャーシ240をフレーム20の遠位側取り付けフランジ700の上方に、又はそれに隣接して位置付けてもよい。臨床医は、次に、シャフトアセンブリ200を、シャフト軸SA−SAに垂直な設置軸IAに沿って移動させて、取り付け部分244を対応するダブテール受け入れスロット702と「動作可能に係合」させて収めてもよい。その際、中間発射シャフト222上のシャフト取り付けラグ226も、長手方向に移動可能な駆動部材120のクレードル126に収められ、第2の閉鎖リンク38上にあるピン37の部分が、閉鎖ヨーク250の対応するフック252に収められる。本明細書で使用するとき、2つの要素の文脈における「動作可能な係合」という用語は、それら2つの要素が互いに十分に係合され、それにより、作動運動をそれらに適用すると、要素が意図される行為、機能、及び/又は手順を実施してもよいことを意味する。
上述したように、交換式シャフトアセンブリ200の少なくとも5つのシステムを、ハンドルアセンブリ14の少なくとも5つの対応するシステムと動作可能に連結することができる。第1のシステムは、シャフトアセンブリ200のフレーム又はスパインをハンドルアセンブリ14のフレーム20と連結及び/又は位置合わせする、フレームシステムを備えることができる。別のシステムは、ハンドルアセンブリ14の閉鎖トリガ32と、閉鎖チューブ260と、シャフトアセンブリ200のアンビル306とを動作可能に接続することができる、閉鎖駆動システム30を備えることができる。上で概説したように、シャフトアセンブリ200の閉鎖チューブ取り付けヨーク250を、第2の閉鎖リンク38のピン37と係合させることができる。別のシステムは、ハンドルアセンブリ14の発射トリガ130をシャフトアセンブリ200の中間発射シャフト222と動作可能に接続することができる、発射駆動システム80を備えることができる。
上で概説したように、シャフト取り付けラグ226は、長手方向駆動部材120のクレードル126と動作可能に接続することができる。別のシステムは、例えばシャフトアセンブリ200などのシャフトアセンブリが、ハンドルアセンブリ14と動作可能に係合されていることを、例えばマイクロコントローラなど、ハンドルアセンブリ14内のコントローラに信号伝達することができ、並びに/又は第2に、電力及び/若しくは通信信号をシャフトアセンブリ200とハンドルアセンブリ14との間で伝導することができる、電気システムを含むことができる。例えば、シャフトアセンブリ200は、シャフト回路基板610に動作可能に装着される電気コネクタ1410を含むことができる。電気コネクタ1410は、ハンドル制御基板100上の対応する電気コネクタ1400と噛合係合するように構成されている。回路類及び制御システムに関する更なる詳細は、米国特許出願第13/803,086号に見出すことができ、その全開示は、既に参照により本明細書に組み込んでいる。第5のシステムは、シャフトアセンブリ200をハンドルアセンブリ14に解除可能にロックするラッチングシステムで構成されてもよい。
図2及び3を再び参照すると、ハンドルアセンブリ14は、複数の電気接点を備える電気コネクタ1400を含むことができる。次に図19を参照すると、電気コネクタ1400は、例えば、第1の接点1401aと、第2の接点1401bと、第3の接点1401cと、第4の接点1401dと、第5の接点1401eと、第6の接点1401fとを備えることができる。図示した例では、6つの接点を利用しているが、6つを超える接点又は6つ未満の接点を利用してもよい他の例が想起される。
図19に示されるように、第1の接点1401aは、トランジスタ1408と電気的に連通することができ、接点1401b〜1401eは、マイクロコントローラ1500と電気的に連通することができ、第6の接点1401fは、アースと電気的に連通することができる。特定の状況では、ハンドル1042が給電状態にあるとき、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上が、マイクロコントローラ1500の1つ又は2つ以上の出力チャネルと電気的に連通していてもよく、通電することができ、又は電位を印加することができる。いくつかの状況では、電気接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上が、マイクロコントローラ1500の1つ又は2つ以上の入力チャネルと電気的に連通していてもよく、ハンドルアセンブリ14が給電状態にあるとき、マイクロコントローラ1500は、かかる電気接点に電位が印加されたときにそれを検出するように構成することができる。例えば、シャフトアセンブリ200などのシャフトアセンブリが、ハンドルアセンブリ14に組み付けられたとき、電気接点1401a〜1401fは、互いに連通しなくてもよい。しかしながら、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に組み付けられていないとき、電気コネクタ1400の電気接点1401a〜1401fは、露出し得、またいくつかの状況では、接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が、偶然に互いに電気的に連通されて配置され得る。かかる状況は、例えば、接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が導電性材料と接触すると生じる可能性がある。これが生じると、例えば、マイクロコントローラ1500が、誤り入力を受信する場合があり、かつ/又はシャフトアセンブリ200が、誤り出力を受信する場合がある。この問題に対処するために、様々な状況では、例えば、シャフトアセンブリ200などのシャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に取り付けられていないとき、ハンドルアセンブリ14は、給電されなくてもよい。
他の状況では、例えば、シャフトアセンブリ200などのシャフトアセンブリが、ハンドル1042に取り付けられていないとき、ハンドル1042に給電することができる。かかる状況では、マイクロコントローラ1500は、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に取り付けられるまで、マイクロコントローラ1500と電気的に連通している接点、即ち、例えば接点1401b〜1401eに印加される、入力又は電位を無視するように構成することができる。マイクロコントローラ1500は、そのような状況下でハンドルアセンブリ14の他の機能を操作するために電力供給されてもよいが、ハンドルアセンブリ14は非給電状態にあってもよい。ある意味で、電気接点1401b〜1401eに印加される電位がハンドルアセンブリ14の動作に影響することがないので、電気コネクタ1400は非給電状態にあってもよい。接点1401b〜1401eが非給電状態にあるときであっても、マイクロコントローラ1500と電気的に連通していない電気接点1401a及び1401fは非給電状態にあっても、非給電状態になくてもよいことが、読者には理解されるであろう。例えば、第6の接点1401fは、ハンドルアセンブリ14が給電状態にあるか非給電状態にあるかに関わらず、アースと電気的に連通したままであってもよい。
更に、トランジスタ1408、及び/又は例えばトランジスタ1410などの任意の他の好適なトランジスタの配置、及び/又はスイッチは、ハンドルアセンブリ14が給電状態にあるか非給電状態にあるかに関わらず、例えばハンドルアセンブリ14内の電池90などの電源1404から第1の電気接点1401aへの電力の供給を制御するように構成されてもよい。様々な状況では、シャフトアセンブリ200は、例えば、シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14と係合されたときにトランジスタ1408の状態を変化させるように構成することができる。特定の状況では、下記に加えて更に、磁界センサ1402を、トランジスタ1410の状態を切り替えるように構成することができ、トランジスタ1410はその結果として、トランジスタ1408の状態を切り替え、最終的に電源1404から第1の接点1401aに電力供給することができる。このようにして、コネクタ1400までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に設置されていないときは給電停止し、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に設置されているときは給電することができる。
様々な状況では、図19を再び参照すると、ハンドルアセンブリ14は、例えば磁界センサ1402を含むことができ、磁界センサ1402は、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に連結されると、例えばシャフトアセンブリ200などのシャフトアセンブリ上の、例えば磁気素子1407(図3)などの検出可能な素子を検出するように構成することができる。磁界センサ1402は、例えば電池などの電源1406によって給電することができ、電源1406は実際に、磁界センサ1402の検出信号を増幅し、図19に示される回路を介してマイクロコントローラ1500の入力チャネルと通信することができる。マイクロコントローラ1500が、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に少なくとも部分的に連結されていること、またその結果として、電気接点1401a〜1401fが露出しなくなっていることを示す入力を受信すると、マイクロコントローラ1500は、通常の、つまり給電動作状態に入ることができる。かかる動作状態では、マイクロコントローラ1500は、その通常の使用時に、接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上にシャフトアセンブリから伝達された信号を評価し、かつ/又は、接点1401b〜1401eのうち1つ又は2つ以上を通してシャフトアセンブリに信号を伝達する。様々な状況下で、磁界センサ1402が磁気要素1407を検出できるまでに、シャフトアセンブリ200が完全に着座されなければならない場合がある。シャフトアセンブリ200の存在を検出するために磁界センサ1402を利用することができるが、例えば、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に組み付けられているか否かを検出するために、センサ及び/又はスイッチの任意の好適なシステムを利用することができる。このようにして、上述したことに加え、コネクタ1400までの電源回路と信号回路の両方に対して、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に設置されていないときは給電停止し、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に設置されているときは給電することができる。
様々な例において、本開示を通じて用いられ得るように、任意の好適な磁界センサを用いて、例えば、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に対して組み付けられているかどうかを検出してもよい。例えば、磁界感知に使用される技術としては、ホール効果センサ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
図19を参照すると、マイクロコントローラ1500は、一般に、マイクロプロセッサ(「プロセッサ」)と、プロセッサに動作可能に連結された1つ又は2つ以上のメモリユニットとを備えてもよい。メモリに格納された命令コードを実行することによって、プロセッサは、例えば、モータ、様々な駆動システム、及び/又はユーザディスプレイなど、外科用器具の様々な要素を制御してもよい。コントローラ1500は、集積型及び/若しくは個別ハードウェア要素、ソフトウェア要素、並びに/又はそれら両方の組み合わせを使用して実装されてもよい。集積型ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理装置(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、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、マイクロコントローラ、システムオンチップ(SoC)、及び/又はシステムインパッケージ(SIP)を含んでもよい。個別ハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ、及び/若しくはリレーなど、回路並びに/又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、マイクロコントローラ1500は、例えば、1つ又は2つ以上の基板上にディスクリートの素子又は要素、及び集積型回路による素子又は要素を含む、ハイブリッド回路を含んでもよい。
図19を参照すると、マイクロコントローラ1500は、例えば、Texas Instrumentsから入手可能なLM 4F230H5QRであってもよい。特定の例では、Texas InstrumentsのLM 4F230H5QRは、容易に利用可能な他の特徴として、最大40MHz、256KBの単一サイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリと、40MHz超の性能を改善するプリフェッチバッファと、32KBの単一サイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)と、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読出し専用メモリ(ROM)と、2KBの電気消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EEPROM)と、1つ又は2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュールと、1つ又は2つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログと、12のアナログ入力チャネルを備えた1つ又は2つ以上の12ビットアナログ・デジタルコンバータ(ADC)とを備える、ARM Cortex−M4Fプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、本開示と共に使用するために容易に代用されてもよい。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。
上述したように、ハンドルアセンブリ14及び/又はシャフトアセンブリ200は、シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に組み付けられていないとき、又は完全に組み付けられていないときに、ハンドルの電気コネクタ1400の接点及び/又はシャフトの電気コネクタ1410の接点が短絡することを防止するか、又は少なくともその可能性を低減するように構成された、システム及び構成を含むことができる。図3を参照すると、ハンドルの電気コネクタ1400は、ハンドルフレーム20に画定されたキャビティ1409内に少なくとも部分的に入り込ませることができる。電気コネクタ1400の6つの接点1401a〜1401fは、キャビティ1409内に完全に入り込ませることができる。かかる配置は、物体が接点1401a〜1401fの1つ又は2つ以上に偶発的に接触する可能性を低減することができる。同様に、シャフトの電気コネクタ1410を、シャフトシャーシ240に画定された陥凹部内に位置付けることができ、それによって、物体がシャフトの電気コネクタ1410の接点1411a〜1411fのうち1つ又は2つ以上に偶発的に接触する可能性を低減することができる。図3に示される特定の例に関して、シャフト接点1411a〜1411fは、雄接点を備えることができる。少なくとも1つの例では、各シャフト接点1411a〜1411fは、例えば、対応するハンドル接点1401a〜1401fを係合するように構成することができる、シャフト接点から延在する可撓性突出部を備えることができる。ハンドル接点1401a〜1401fは、雌接点を備えることができる。少なくとも1つの例では、各ハンドル接点1401a〜1401fは、例えば、平坦面を備えることができ、それに接して雄シャフト接点1401a〜1401fがワイプし、即ち摺動し、接点間の導電性の連係を維持することができる。様々な例では、シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に組み付けられる方向は、ハンドル接点1401a〜1401fに対して平行であるか、又は少なくとも実質的に平行であることができ、それにより、シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に組み付けられると、シャフト接点1411a〜1411fはハンドル接点1401a〜1401fに接して摺動する。様々な代替的な例では、ハンドル接点1401a〜1401fが雄接点を備えることができ、シャフト接点1411a〜1411fが雌接点を備えることができる。特定の代替的な例では、ハンドル接点1401a〜1401f及びシャフト接点1411a〜1411fは、接点の任意の好適な配置を備えることができる。
様々な例では、ハンドルアセンブリ14は、ハンドルの電気コネクタ1400を少なくとも部分的に被覆するように構成されたコネクタガード、及び/又はシャフトの電気コネクタ1410を少なくとも部分的に被覆するように構成されたコネクタガードを備えることができる。コネクタガードは、シャフトアセンブリがハンドルに組み付けられていないとき、又は部分的にのみ組み付けられているとき、物体が電気コネクタの接点に偶発的に触れることを防止するか、又は少なくともその可能性を低減することができる。コネクタガードは、可動であることができる。例えば、コネクタガードは、コネクタを少なくとも部分的に防護する防護位置と、コネクタを防護しないか、又は少なくともわずかしか防護しない非防護位置との間で移動させることができる。少なくとも1つの例では、シャフトアセンブリがハンドルに組み付けられるにつれて、コネクタガードを変位させることができる。例えば、ハンドルがハンドルコネクタガードを備える場合、シャフトアセンブリがハンドルに組み付けられるにつれて、シャフトアセンブリがハンドルコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。同様に、シャフトアセンブリがシャフトコネクタガードを備える場合、シャフトアセンブリがハンドルに組み付けられるにつれて、ハンドルがシャフトコネクタガードに接触し、それを変位させることができる。様々な例では、コネクタガードは、例えばドアを備えることができる。少なくとも1つの例では、ドアは、ハンドル又はシャフトが接触すると、ドアを特定の方向に変位させることを容易にすることができる、傾斜面を備えることができる。様々な例では、コネクタガードを、例えば、並進及び/又は回転させることができる。特定の例では、コネクタガードは、電気コネクタの接点を被覆する少なくとも1つのフィルムを備えることができる。シャフトアセンブリがハンドルに組み付けられると、フィルムを破断することができる。少なくとも1つの例では、コネクタの雄接点は、フィルムを貫通することができ、その後、フィルムの下に位置付けられた対応する接点に係合する。
上述したように、外科用器具は、例えば、電気コネクタ1400などの電気コネクタの接点を、選択的に給電又は活性化することができる。様々な例では、接点を不活性状態と活性化状態との間で遷移させることができる。特定の例では、接点を、監視状態、非活性化状態、及び活性化状態の間で遷移させることができる。例えば、マイクロコントローラ1500は例えば、シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に組み付けられていないときの接点1401a〜1401fを監視して、接点1401a〜1401fのうち1つ又は2つ以上が短絡されている可能性があるか否かを判断することができる。マイクロコントローラ1500は、接点1401a〜1401fそれぞれに低電位を印加し、接点それぞれに最小限の抵抗のみが存在するか否かを見積もるように構成することができる。かかる動作状態は、監視状態を含むことができる。接点において検出された抵抗が高い場合、又は閾値抵抗を上回る場合、マイクロコントローラ1500は、その接点を、1つを超える接点を、あるいは全ての接点を非活性化することができる。かかる動作状態は、非活性化状態を含むことができる。シャフトアセンブリがハンドルアセンブリ14に組み付けられ、上述したように、それがマイクロコントローラ1500によって検出された場合、マイクロコントローラ1500は、接点1401a〜1401fに対する電位を増加することができる。かかる動作状態は、活性化状態を含むことができる。
本明細書に開示される様々なシャフトアセンブリは、センサ、及びハウジング内のコントローラとの電気的連通を要する他の様々な要素を用いてもよい。これらのシャフトアセンブリは、一般に、ハウジングに対して回転することができるように構成されており、互いに対して回転してもよい2つ以上の要素間でのかかる電気的連通を容易にする接続を要する。本明細書に開示されるタイプのエンドエフェクタを用いると、コネクタ装置は、本質的に比較的堅牢でもある一方、シャフトアセンブリコネクタ部分に嵌合するように、ある程度コンパクトでなければならない。
図20を参照すると、エンドエフェクタ300の非限定的な形態が示されている。上述したように、エンドエフェクタ300は、アンビル306及びステープルカートリッジ304を含んでもよい。この非限定的な例では、アンビル306は、細長チャネル198に連結されている。例えば、アパーチャ199を、アンビル306から延在するピン152を受け入れることができる細長チャネル198内に画定することができ、アパーチャ199によって、細長チャネル198及びステープルカートリッジ304に対してアンビル306を開位置から閉位置まで枢動させることができる。加えて、図20は、エンドエフェクタ300内へと長手方向で並進するように構成された発射バー172を示している。発射バー172は、1つの中実部分から構築されてもよく、又は様々な例では、例えば鋼板のスタックを含む、積層材料を含んでもよい。発射バー172の遠位側に突出する端部は、E型梁178に取り付けることができ、E型梁178は、アンビル306が閉位置にあるとき、細長チャネル198内に位置付けられたステープルカートリッジ304からアンビル306を離間させることを支援することができる。E型梁178はまた、E型梁178を発射バー172によって遠位側に前進させるにつれて組織を断絶するために使用することができる、鋭利な切刃182を含むことができる。動作の際、E型梁178はまた、ステープルカートリッジ304を作動させること、即ち発射することができる。ステープルカートリッジ304は、ステープルドライバ192上に載置された複数のステープル191を、それぞれの上向きに開いたステープルキャビティ195内で保持する、成型カートリッジ本体194を含むことができる。楔形スレッド190は、E型梁178によって遠位側に駆動されて、交換可能なステープルカートリッジ304の様々な要素を共に保持するカートリッジトレイ196上を摺動する。楔形スレッド190は、E型梁178の切断面182がクランプされた組織を断絶する間、ステープルドライバ192を上向きにカム駆動して、ステープル191を追い出してアンビル306と変形接触させる。
上記に加えて更に、E型梁178は、発射の間、アンビル306に係合する上部ピン180を含むことができる。E型梁178は、カートリッジ本体194、カートリッジトレイ196、及び細長チャネル198の様々な部分に係合することができる、中央ピン184と下部フット186とを更に含むことができる。ステープルカートリッジ304が細長チャネル198内に位置付けられると、カートリッジ本体194に画定されたスロット193を、カートリッジトレイ196に画定されたスロット197及び細長チャネル198に画定されたスロット189と位置合わせすることができる。使用の際、E型梁178は、位置合わせされたスロット193、197、及び189を通って摺動することができ、図20に示されるように、E型梁178の下部フット186は、スロット189の長さに沿ってチャネル198の底面に沿って通っている溝に係合することができ、中央ピン184は、長手方向スロット197の長さに沿ってカートリッジトレイ196の上面に係合することができ、上部ピン180は、アンビル306に係合することができる。かかる状況では、発射バー172が遠位側へと移動させられて、ステープルをステープルカートリッジ304から発射し、かつ/又はアンビル306とステープルカートリッジ304との間に捕捉された組織を切開するにつれて、E型梁178は、アンビル306とステープルカートリッジ304とを離間させるか、又はそれらの相対移動を制限することができる。その後、発射バー172及びE型梁178を近位側へと後退させることができ、それによってアンビル306を開いて、ステープル留めされ断絶された2つの組織部分を解放することができる(図示せず)。
おおまかに外科用器具10(図1〜図4)を記載してきたため、ここで説明は、外科用器具10の様々な電気/電子要素の詳細な説明に移る。次に、複数の回路セグメント2002a〜2002gを備えるセグメント化回路2000の一例が示されている、図21A〜図21Bに移る。複数の回路セグメント2002a〜2002gを備えるセグメント化回路2000は、非限定的に、例えば図1〜図18Aに示される外科用器具10など、電動外科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2002a〜2002gは、電動外科用器具10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2002a(セグメント1)は、安全プロセッサ2004を備える。一次プロセッサセグメント2002b(セグメント2)は、一次プロセッサ2006を備える。安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、1つ又は2つ以上の追加の回路セグメント2002c〜2002gと相互作用して、電動外科用器具10の動作を制御するように構成されている。一次プロセッサ2006は、例えば、1つ又は2つ以上の回路セグメント2002c〜2002g、電池2008、及び/又は複数のスイッチ2058a〜2070に連結された、複数の入力を備える。セグメント化回路2000は、例えば、電動外科用器具10内のプリント回路基板アセンブリ(PCBA)など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(CPU)の機能を1つの集積回路又は最大で数個の集積回路上に組み込んだ、他の基本コンピューティング装置を含むことが理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに格納された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブル装置である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。
一例において、主プロセッサ2006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。一例において、安全プロセッサ2004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。それにもかかわらず、マイクロコントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一例として、安全プロセッサ2004は、高度な統合安全機構を提供すると同時に、拡張可能な性能、接続性、及びメモリオプションを供給するため、中でも、IEC 61508及びISO 26262安全基幹アプリケーション用に特に構成され得る。
特定の例では、主プロセッサ2006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つの例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートに関して容易に利用可能な他の特徴の他に、最大40MHz、256KBの単一サイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリと、40MHz超の性能を改善するプリフェッチバッファと、32KBの単一サイクルSRAMと、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROMと、2KBのEEPROMと、1つ又は2つ以上のPWMモジュールと、1つ又は2つ以上のQEIアナログと、12のアナログ入力チャネルを備えた1つ又は2つ以上の12ビットADCとを備える、ARM Cortex−M4Fプロセッサコアである。他のプロセッサが容易に代用されてもよく、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。
一側面では、セグメント化回路2000は、加速度セグメント2002c(セグメント3)を備える。加速度セグメント2002cは、加速度センサ2022を備える。加速度センサ2022は、例えば、加速度計を備えてもよい。加速度センサ2022は、電動外科用器具10の移動又は加速度を検出するように構成されている。いくつかの例において、加速度センサ2022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、電動外科用器具の向きの特定、並びに/又は外科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。いくつかの例では、加速度セグメント2002cは、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に連結されている。
一態様では、セグメント化回路2000は、ディスプレイセグメント2002d(セグメント4)を備える。ディスプレイセグメント2002dは、一次プロセッサ2006に連結されたディスプレイコネクタ2024を備える。ディスプレイコネクタ2024は、1つ又は2つ以上のディスプレイドライバ集積回路2026を通して、一次プロセッサ2006をディスプレイ2028に連結する。ディスプレイドライバ集積回路2026は、ディスプレイ2028と一体化されてもよく、かつ/又はディスプレイ2028とは別個に配置されてもよい。ディスプレイ2028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/又は任意の他の好適なディスプレイなど、任意の好適なディスプレイを含んでもよい。いくつかの例では、ディスプレイセグメント2002dは、安全プロセッサ2004に連結されている。
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、シャフトセグメント2002e(セグメント5)を備える。シャフトセグメント2002eは、外科用器具10に連結されたシャフト2004に対する1つ又は2つ以上の制御、及び/又はシャフト2004に連結されたエンドエフェクタ2006に対する1つ又は2つ以上の制御を備える。シャフトセグメント2002eは、一次プロセッサ2006をシャフトPCBA 2031に連結するように構成された、シャフトコネクタ2030を備える。シャフトPCBA 2031は、第1の関節スイッチ2036、第2の関節スイッチ2032、及びシャフトPCBA EEPROM 2034を備える。いくつかの例では、シャフトPCBA EEPROM 2034は、シャフト2004及び/又はシャフトPCBA 2031に特異的な、1つ又は2つ以上のパラメータ、ルーチン、及び/又はプログラムを含む。シャフトPCBA 2031は、シャフト2004に連結されてもよく、かつ/又は外科用器具10と一体であってもよい。いくつかの例では、シャフトセグメント2002eは、第2のシャフトEEPROM 2038を備える。第2のシャフトEEPROM 2038は、電動外科用器具10と連係させてもよい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/又は他のデータを含む。
いくつかの例では、セグメント化回路2000は、位置エンコーダセグメント2002f(セグメント6)を備える。位置エンコーダセグメント2002fは、1つ又は2つ以上の磁気回転位置エンコーダ2040a〜2040bを備える。1つ又は2つ以上の磁気回転位置エンコーダ2040a〜2040bは、外科用器具10のモータ2048、シャフト2004、及び/又はエンドエフェクタ2006の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの例では、磁気回転位置エンコーダ2040a〜2040bは、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に連結されてもよい。
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、モータセグメント2002g(セグメント7)を備える。モータセグメント2002gは、電動外科用器具10の1つ又は2つ以上の移動を制御するように構成されるモータ2048を備える。モータ2048は、Hブリッジドライバ2042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)2044によって、一次プロセッサ2006に連結されている。HブリッジFET 2044は、安全プロセッサ2004に連結されている。モータ電流センサ2046は、モータ2048の電流引き込みを測定するため、モータ2048と直列に連結されている。モータ電流センサ2046は、一次プロセッサ2006及び/又は安全プロセッサ2004と信号通信している。いくつかの例では、モータ2048は、モータ電磁干渉(EMI)フィルタ2050に連結されている。
いくつかの態様では、セグメント化回路2000は、電源セグメント2002h(セグメント8)を備える。電池2008は、安全プロセッサ2004、一次プロセッサ2006、及び追加回路セグメント2002c〜2002gのうちの1つ又は2つ以上に連結されている。電池2008は、電池コネクタ2010及び電流センサ2012によってセグメント化回路2000に連結されている。電流センサ2012は、セグメント化回路2000の合計電流引き込みを測定するように構成されている。いくつかの例において、1つ又は2つ以上の電圧コンバータ2014a、2014b、2016は、所定の電圧値を1つ又は2つ以上の回路セグメント2002a〜2002gに提供するように構成されている。例えば、いくつかの例において、セグメント化回路2000は、3.3V電圧コンバータ2014a〜2014b及び/又は5V電圧コンバータ2016を備えてもよい。昇圧コンバータ2018は、例えば13V以下など、既定量以下の昇圧電圧を提供するように構成されている。昇圧コンバータ2018は、電力集約的な動作の間、追加の電圧及び/又は電流を提供し、電圧低下又は低電力状態を防止するように構成されている。
いくつかの態様において、安全セグメント2002aは、モータ電力遮断器2020を備える。モータ電力遮断器2020は、電源セグメント2002hとモータセグメント2002gとの間に連結されている。安全セグメント2002aは、本明細書で更に詳細に考察するように、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006によって誤り若しくは障害状態が検出されると、モータセグメント2002gに対する電力を遮断するように構成されている。回路セグメント2002a〜2002gは、回路セグメント2002a〜2002hの全ての要素が物理的に近接して配置されて示されているが、回路セグメント2002a〜2002hは、同じ回路セグメント2002a〜2002gの他の要素とは物理的及び/又は電気的に分離している要素を備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。いくつかの例において、1つ又は2つ以上の要素は、2つ以上の回路セグメント2002a〜2002gの間で共有されてもよい。
いくつかの態様において、複数のスイッチ2056〜2070は、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006に連結される。複数のスイッチ2056〜2070は、外科用器具10の1つ又は2つ以上の動作を制御し、セグメント化回路2000の1つ又は2つ以上の動作を制御し、かつ/又は外科用器具10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2056は、ベイルアウトドアの状態を示すように構成されている。例えば、左側関節左スイッチ2058a、左側関節右スイッチ2060a、左側関節中央スイッチ2062a、右側関節左スイッチ2058b、右側関節右スイッチ2060b、及び右側関節中央スイッチ2062bなど、複数の関節スイッチは、シャフト2004及び/又はエンドエフェクタ2006の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ2064a及び右側反転スイッチ2064bは、一次プロセッサ2006に連結されている。いくつかの実施形態において、左側関節左スイッチ2058a、左側屈曲右スイッチ2060a、左側関節中央スイッチ2062a、及び左側反転スイッチ2064aを含む左側スイッチは、左フレックスコネクタ2072aによって一次プロセッサ2006に連結される。右側関節左スイッチ2058b、右側関節右スイッチ2060b、右側関節中央スイッチ2062b、及び右側反転スイッチ2064bを備える右側スイッチは、右側フレックスコネクタ2072bによって一次プロセッサ2006に連結されている。いくつかの例において、発射スイッチ2066、クランプ解除スイッチ2068、及びシャフト係合スイッチ2070は、一次プロセッサ2006に連結される。
いくつかの態様において、複数のスイッチ2056〜2070は、例えば、外科用器具10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。様々な例において、複数のスイッチ2056〜2070は、外科医が外科用器具を操作できるようにし、外科用器具の位置及び/若しくは操作に関してセグメント化回路2000にフィードバックを提供し、かつ/又は外科用器具10の危険な操作を示す。いくつかの例において、追加の又はより少ないスイッチが、セグメント化回路2000に連結されてもよく、1つ又は2つ以上のスイッチ2056−2070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、一例において、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2058a〜2064bは、単一の複数位置スイッチに組み合わせてもよい。
一態様では、安全プロセッサ2004は、他の安全動作のウォッチドッグ機能を実現するように構成されている。セグメント化回路2000の安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、信号通信している。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2096で与えられる。加速度セグメント2002cは、外科用器具10の移動を監視するように構成された加速度計2022を備える。様々な例において、加速度計2022は、単軸、2軸、又は3軸加速度計であってもよい。加速度計2022は、必ずしも座標加速度(速度の変化率)ではない適正な加速度を測定するのに用いられてもよい。その代わりに、加速度計は、加速度計2022の基準フレーム内で静止している試験質量が経験する重量の現象と関連付けられる加速度を見る。例えば、地表面で静止している加速度計2022は、その重量により、g=9.8m/s2(重力)の真っ直ぐ上向きの加速度を測定する。加速度計2022が測定することができる別のタイプの加速度は、g力加速度である。様々な他の例において、加速度計2022は、単軸、2軸、又は3軸加速度計を含んでいてもよい。更に、加速度セグメント2002cは、加速度、傾き、衝撃、振動、回転、及び複数の自由度(DoF)を検出し測定する、1つ又は2つ以上の慣性センサを備えてもよい。好適な慣性センサは、加速度計(単軸、二軸、若しくは三軸)、地球の磁界などの空間中の磁界を測定する磁力計、及び/又は角速度を測定するジャイロスコープを備えてもよい。
一態様において、安全プロセッサ2004は、例えば、モータセグメント2002gなどの1つ又は2つ以上の回路セグメント2002c〜2002hに対するウォッチドッグ機能を実装するように構成されている。これに関して、安全プロセッサ2004は、ウォッチドッグ機能を用いて、一次プロセッサ2006の誤動作を検出しそこから復帰する。正常動作の間、安全プロセッサ2004は、一次プロセッサ2004のハードウェア障害又はプログラム誤りを監視し、修正動作(1つ若しくは複数)を開始する。修正動作は、一次プロセッサ2006を安全状態に置くこと、及び正常なシステム動作を復元することを含んでもよい。一例において、安全プロセッサ2004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、外科用器具10の第1の特性を測定する(図1〜図4)。いくつかの例において、安全プロセッサ2004は、外科用器具10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、一例において、モータセンサ2040aは、安全プロセッサ2004に連結される。モータセンサ2040aは、モータの速度及び位置情報を安全プロセッサ2004に提供する。安全プロセッサ2004は、モータセンサ2040aを監視し、その値を速度及び/又は位置の最大値と比較し、所定値を上回るモータ2048の動作を防止する。いくつかの例において、この所定値は、モータ2048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、一次プロセッサ2006と通信する第2のモータセンサ2040b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2004に連結されたメモリモジュールから安全プロセッサ2004に提供される。
いくつかの態様において、第2のセンサが、一次プロセッサ2006に連結される。第2のセンサは、第1の物理的特性を測定するように構成されている。安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、第1のセンサ及び第2のセンサそれぞれの値を示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2004又は一次プロセッサ2006のどちらかが許容可能な範囲外の値を示しているとき、セグメント化回路2000は、例えばモータセグメント2002gなど、回路セグメント2002c〜2002hのうちの少なくとも1つの動作を防止する。例えば、図21A〜図21Bに例示した例において、安全プロセッサ2004は、第1のモータ位置センサ2040aと連結され、一次プロセッサ2006は、第2のモータ位置センサ2040bと連結される。モータ位置センサ2040a、2040bは、例えば、サイン及びコサイン出力を含む磁気角度回転入力など、任意の好適なモータ位置センサを含んでもよい。モータ位置センサ2040a、2040bは、モータ2048の位置を示すそれぞれの信号を、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006に提供する。
安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、第1のモータセンサ2040a及び第2のモータセンサ2040bの値が所定範囲内のとき、活性化信号を生成する。一次プロセッサ2006又は安全プロセッサ2004のどちらかが所定範囲外の値を検出すると、活性化信号は終了され、例えばモータセグメント2002gなど、少なくとも1つの回路セグメント2002c〜2002hの動作が遮断及び/又は防止される。例えば、いくつかの例において、一次プロセッサ2006からの作動信号及び安全プロセッサ2004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2020に連結されている。ANDゲートは、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006の両方からの活性化信号がハイであり、モータセンサ2040a、2040bの値が所定範囲内にあることが示されたとき、モータ電源スイッチ2020を閉位置で、即ちオン位置で維持する。モータセンサ2040a、2040bのどちらかが所定範囲外の値を検出すると、そのモータセンサ2040a、2040bからの活性化信号はローに設定され、ANDゲートの出力はローに設定されて、モータ電源スイッチ2020が開放される。いくつかの例において、第1のセンサ2040a及び第2のセンサ2040bの値は、例えば、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006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場合、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、モータセグメント2002gの動作を防止してもよい。
いくつかの態様において、安全プロセッサ2004は、第2のセンサ2040b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、一態様において、安全プロセッサ2004は、第1のモータセンサ2040aに直接連結される。第2のモータセンサ2040bは、一次プロセッサ2006に連結され、それによって第2のモータセンサ2040bの値が安全プロセッサ2004に提供され、かつ/又は安全プロセッサ2004に直接連結されている。安全プロセッサ2004は、第1のモータセンサ2040の値を第2のモータセンサ2040bの値と比較する。安全プロセッサ2004が第1のモータセンサ2040aと第2のモータセンサ2040bとの間の不整合を検出すると、安全プロセッサ2004は、例えばモータセグメント2002gへの電力を止めることによって、モータセグメント2002gの動作を遮断してもよい。
いくつかの態様において、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセッサ2006は、外科用器具の第1の特性を測定するように構成された第1のセンサ2040a、及び外科用器具の第2の特性を測定するように構成された第2のセンサ2040bに連結される。第1の特性及び第2の特性は、外科用器具が正常に動作しているときの既定の関係を含む。安全プロセッサ2004は、第1の特性及び第2の特性を監視する。既定の関係と矛盾する第1の特性及び/又は第2の特性の値が検出されると、障害が生じる。障害が生じると、安全プロセッサ2004は、例えば、回路セグメントのうちの少なくとも1つの動作を防止する、既定の動作を実行する、かつ/又は一次プロセッサ2006をリセットするなど、少なくとも1つの動作を行う。例えば、障害が検出されると、安全プロセッサ2004は、モータ電源スイッチ2020を開いて、モータ回路セグメント2002gに対する電力を止めてもよい。
一態様において、安全プロセッサ2004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。動作の際、安全プロセッサ2004は、セグメント化回路2000を監視し、例えば一次プロセッサ2006など、他の回路要素からの信号を独立して制御及び/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2004は、外科用器具10の1つ又は2つ以上の動作及び/又は位置に基づいて、プログラムされたアルゴリズムを実行してもよく、かつ/又は動作中にオンザフライで更新若しくはプログラムされてもよい。例えば、一例において、安全プロセッサ2004は、新しいシャフト及び/又はエンドエフェクタが外科用器具10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。いくつかの例において、安全プロセッサ2004によって保存された1つ又は2つ以上の安全値は、一次プロセッサ2006によって複製される。プロセッサ2004、2006のどちらかによって格納された値及び/又はパラメータが適正であることを担保するため、双方向誤り検出が行われる。
いくつかの態様において、安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、冗長安全性点検を実装する。安全プロセッサ2004及び一次プロセッサ2006は、正常動作を示す周期信号を提供する。例えば、動作の間、安全プロセッサ2004は、安全プロセッサ2004がコードを実行し、正常に動作していることを、一次プロセッサ2006に対して示してもよい。一次プロセッサ2006は、同様に、一次プロセッサ2006がコードを実行し、正常に動作していることを、安全プロセッサ2004に対して示してもよい。いくつかの例において、安全プロセッサ2004と一次プロセッサ2006との間の通信は、既定の時間間隔で生じる。既定の間隔は、一定であってもよく、又は外科用器具10の回路状態及び/若しくは動作に基づいて可変であってもよい。
図22は、電源アセンブリ2100の使用サイクル計数を監視するように構成された、使用サイクル回路2102を備える電源アセンブリ2100の一例を示している。電源アセンブリ2100は、外科用器具2110に連結されてもよい。使用サイクル回路2102は、プロセッサ2104及び使用インジケータ2106を備える。使用インジケータ2106は、信号をプロセッサ2104に提供して、電池バック2100、及び/又は電源アセンブリ2100に連結された外科用器具2110の使用を示すように構成されている。「使用」は、例えば、外科用器具2110のモジュール要素の変更、外科用器具2110に連結された使い捨て要素の配備又は発射、外科用器具2110からの電気外科的エネルギーの送達、外科用器具2110及び/若しくは電源アセンブリ2100の再調整、電源アセンブリ2100の交換、電源アセンブリ2100の充電、並びに/又は外科用器具2110及び/若しくは電池バック2100の安全限界の超過など、任意の好適な動作、状態、及び/又はパラメータを含んでもよい。
いくつかの例では、使用サイクル、即ち使用は、1つ又は2つ以上の電源アセンブリ2100のパラメータによって定義される。例えば、1つの例では、使用サイクルは、電源アセンブリ2100が完全充電レベルのとき、電源アセンブリ2100から利用可能な合計エネルギーの5%超過を使用することを含む。別の例では、使用サイクルは、既定の時限を超過する電源アセンブリ2100からの連続エネルギー流出を含む。例えば、使用サイクルは、電源アセンブリ2100からの5分間の連続及び/又は合計エネルギー引き込みに相当してもよい。いくつかの例では、電源アセンブリ2100は、例えば、使用インジケータ2106及び/又はカウンタ2108など、使用サイクル回路2102の1つ又は2つ以上の要素を活動状態で維持するため、連続エネルギー引き込みを有する使用サイクル回路2102を備える。
プロセッサ2104は、使用サイクル計数を維持する。使用サイクル計数は、電源アセンブリ2100及び/又は外科用器具2110に対して、使用インジケータ2106によって検出される使用回数を示す。プロセッサ2104は、使用インジケータ2106からの入力に基づいて、使用サイクル計数を増分及び/又は減分してもよい。使用サイクル計数は、電源アセンブリ2100及び/又は外科用器具2110の1つ又は2つ以上の動作を制御するために使用される。例えば、いくつかの例では、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過すると、電源アセンブリ2100は使用不能にされる。本明細書で考察する例は、既定の使用限界を上回って使用サイクル計数を増分することに関して考察しているが、使用サイクル計数は既定量で開始してもよく、プロセッサ2104によって減分されてもよいことが、当業者には認識されるであろう。この例では、プロセッサ2104は、使用サイクル計数が既定の使用限界を下回ると、電源アセンブリ2100の1つ又は2つ以上の動作を開始及び/又は防止する。
使用サイクル計数は、カウンタ2108によって維持される。カウンタ2108は、例えば、メモリモジュール、アナログカウンタ、及び/又は使用サイクル計数を維持するように構成された任意の回路など、任意の好適な回路を備える。いくつかの例では、カウンタ2108は、プロセッサ2104と一体的に形成される。他の例では、カウンタ2108は、例えば固体メモリモジュールなど、別個の要素を備える。いくつかの例では、使用サイクル計数は、例えば集中データベースなど、遠隔システムに提供される。使用サイクル計数は、通信モジュール2112によって遠隔システムに伝達される。通信モジュール2112は、例えば有線及び/又は無線通信など、任意の好適な通信媒体を使用するように構成されている。いくつかの例では、通信モジュール2112は、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過すると、例えば制御信号など、遠隔システムからの1つ又は2つ以上の命令を受信するように構成されている。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、電源アセンブリ2100に連結された外科用器具2110と共に使用される、モジュール要素の数を監視するように構成されている。モジュール要素は、例えば、モジュール式シャフト、モジュール式エンドエフェクタ、及び/又は他の任意のモジュール要素を備えてもよい。いくつかの例では、使用インジケータ2106は、例えば、外科用器具2110に連結されたエンドエフェクタ内におけるステープルカートリッジの挿入及び/又は配備など、1つ又は2つ以上の使い捨て要素の使用を監視する。使用インジケータ2106は、外科用器具2110の1つ又は2つ以上のモジュール式及び/又は使い捨て要素の交換を検出する、1つ又は2つ以上のセンサを備える。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、電源アセンブリ2100が設置された状態で行われる単一患者外科的処置を監視するように構成されている。例えば、使用インジケータ2106は、電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されている状態での外科用器具2110の発射を監視するように構成されてもよい。発射は、ステープルカートリッジの配備、電気外科的エネルギーの適用、及び/又は他の任意の好適な外科的行為に対応してもよい。使用インジケータ2106は、電源アセンブリ2100が設置されている状態での発射回数を測定する1つ又は2つ以上の回路を備えてもよい。使用インジケータ2106は、単一患者処置が行われると、プロセッサ2104に信号を提供し、プロセッサ2104は、使用サイクル計数を増分する。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、例えば、電源2114からの電流引き込みなど、電源2114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た回路を備える。電源2114の1つ又は2つ以上のパラメータは、例えば切断及び封着動作など、外科用器具2110によって実行可能な1つ又は2つ以上の動作に対応する。使用インジケータ2106は、処置が行われたことを1つ又は2つ以上のパラメータが示す場合、1つ又は2つ以上のパラメータをプロセッサ2104に提供し、それによって使用サイクル計数を増分する。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、既定の期間後に使用サイクル計数を増分するように構成されたタイミング回路を備える。既定の期間は、操作者が、例えば切断及び封着処置などの処置を行うのに要する時間である、単一患者処置時間に対応する。電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されると、プロセッサ2104は、使用インジケータ2106をポーリングして、単一患者処置時間がいつ期限切れしたかを判断する。既定の期間が経過すると、プロセッサ2104は、使用サイクル計数を増分する。使用サイクル計数を増分した後、プロセッサ2104は、使用インジケータ2106のタイミング回路をリセットする。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、単一患者処置時間に近似するとき定数を含む。一例では、使用サイクル回路2102は、抵抗容量結合型(RC)タイミング回路2506を備える。RCタイミング回路は、抵抗・コンデンサ対によって定義されるとき定数を含む。時定数は、抵抗及びコンデンサの値によって定義される。一例では、使用サイクル回路2552は、充電式電池及びクロックを備える。電源アセンブリ2100が外科用器具に設置されると、充電式電池が電源によって充電される。充電式電池は、少なくとも単一患者処置時間の間、クロックを稼働させるのに十分な電力を含む。クロックは、リアルタイムクロック、時間関数を実現するように構成されたプロセッサ、又は任意の他の好適なタイミング回路を備えてもよい。
続けて図22を参照すると、いくつかの例では、使用インジケータ2106は、電源アセンブリ2100が経験する1つ又は2つ以上の環境状態を監視するように構成されたセンサを備える。例えば、使用インジケータ2106は、加速度計を備えてもよい。加速度計は、電源アセンブリ2100の加速度を監視するように構成されている。電源アセンブリ2100は、最大許容加速度を含む。既定の閾値を上回る加速度は、例えば、電源アセンブリ2100が落下したことを示す。使用インジケータ2106が最大許容加速度を上回る加速度を検出すると、プロセッサ2104は、使用サイクル計数を増分する。いくつかの例では、使用インジケータ2106は、水分センサを備える。水分センサは、電源アセンブリ2100が水分に晒されるとそれを示すように構成されている。水分センサは、例えば、電源アセンブリ2100が洗浄流体に完全に浸漬しているとそれを示すように構成された浸漬センサ、使用中に水分が電源アセンブリ2100と接触しているとそれを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備えてもよい。
いくつかの例では、使用インジケータ2106は、化学物質曝露センサを備える。化学物質曝露センサは、電源アセンブリ2100が有害及び/又は危険な化学物質と接触しているとそれを示すように構成されている。例えば、滅菌処置の間、不適切な化学物質が使用され、それが電源アセンブリ2100の劣化に結び付くことがある。プロセッサ2104は、使用インジケータ2106が不適切な化学物質を検出すると、使用サイクル計数を増分する。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100が経験する再調整サイクルの回数を監視するように構成されている。再調整サイクルは、例えば、洗浄サイクル、滅菌サイクル、充電サイクル、定期及び/若しくは予防整備、並びに/又は任意の他の好適な再調整サイクルを含んでもよい。使用インジケータ2106は、再調整サイクルを検出するように構成されている。例えば、使用インジケータ2106は、洗浄及び/又は滅菌サイクルを検出する水分センサを備えてもよい。いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100が経験する再調整サイクルの回数を監視し、再調整サイクルの回数が既定の閾値を超過した後、電源アセンブリ2100を使用不能にする。
使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100の交換回数を監視するように構成されてもよい。使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100が交換される毎に使用サイクル計数を増分する。最大交換回数を超過すると、使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100及び/又は外科用器具2110をロックアウトする。いくつかの例では、電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されると、使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100の通し番号を識別し、電源アセンブリ2100が外科用器具2110のみと共に使用可能であるように、電源アセンブリ2100をロックする。いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100が外科用器具2110から取り外される毎、及び/又は外科用器具2110に連結される毎に、使用サイクルを増分する。
いくつかの例では、使用サイクル計数は、電源アセンブリ2100の滅菌に対応する。使用インジケータ2106は、例えば、温度パラメータ、化学物質パラメータ、水分パラメータ、及び/又は任意の他の好適なパラメータなど、滅菌サイクルの1つ又は2つ以上のパラメータを検出するように構成されたセンサを備える。プロセッサ2104は、滅菌パラメータが検出されると使用サイクル計数を増分する。使用サイクル回路2102は、既定の滅菌回数後、電源アセンブリ2100を使用不能にする。いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、滅菌サイクルの間に、充電サイクルを検出する電圧センサ、及び/又は任意の好適なセンサをリセットする。プロセッサ2104は、再調整サイクルが検出されると、使用サイクル計数を増分する。使用サイクル回路2102は、滅菌サイクルが検出されると、使用不能にされる。使用サイクル回路2102は、電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されると、再活性化及び/又はリセットされる。いくつかの例では、使用インジケータは、ゼロ電力インジケータを含む。ゼロ電力インジケータは、滅菌サイクル中に状態を変化させ、電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されると、プロセッサ2104によってチェックされる。ゼロ電力インジケータが、滅菌サイクルが起こっていることを示すと、プロセッサ2104は、使用サイクル計数を増分する。
カウンタ2108は、使用サイクル計数を維持する。いくつかの例では、カウンタ2108は、不揮発性メモリモジュールを備える。プロセッサ2104は、使用サイクルが検出される毎に、不揮発性メモリモジュールに格納された使用サイクル計数を増分する。メモリモジュールは、プロセッサ2104、及び/又は例えば制御回路200などの制御回路によってアクセスされてもよい。使用サイクル計数が既定の閾値を超過すると、プロセッサ2104は、電源アセンブリ2100を使用不能にする。いくつかの例では、使用サイクル計数は、複数の回路要素によって維持される。例えば、1つの例では、カウンタ2108は、抵抗(又はヒューズ)パックを備える。電源アセンブリ2100の各使用後に、抵抗(又はヒューズ)が焼けて開位置に至って、抵抗パックの抵抗が変化する。電源アセンブリ2100及び/又は外科用器具2110は、残りの抵抗を読み取る。抵抗パックの最後の抵抗が焼損したとき、抵抗パックは、例えば、電源アセンブリ2100がその使用限界に達していることを示す、開回路に相当する無限抵抗など、既定の抵抗を有する。いくつかの例では、抵抗パックの抵抗は、残りの使用回数を導き出すために使用される。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過したとき、電源アセンブリ2100及び/又は外科用器具2110の更なる使用を防止する。1つの例では、電源アセンブリ2100と関連付けられた使用サイクル計数は、例えば、外科用器具2110と一体的に形成された画面を利用して、操作者に提供される。外科用器具2110は、操作者に対して、使用サイクル計数が電源アセンブリ2100の既定の限界を超過していることの指示を提供し、外科用器具2110の更なる動作を防止する。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、既定の使用限界に達すると、動作を物理的に防止するように構成されている。例えば、電源アセンブリ2100は、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過すると、電源アセンブリ2100の接点の上に配備するように構成されたシールドを備えてもよい。シールドは、電源アセンブリ2100の電気接続部を被覆することによって、電源アセンブリ2100の充電及び使用を防止する。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、少なくとも部分的に外科用器具2110内に配置され、外科用器具2110の使用サイクル計数を維持するように構成されている。図22は、外科用器具2110内の使用サイクル回路2102の1つ又は2つ以上の要素を仮想線で示して、使用サイクル回路2102の代替の位置付けを示している。外科用器具2110の既定の使用限界を超過すると、使用サイクル回路2102は、外科用器具2110を使用不能にし、かつ/又はその動作を防止する。使用サイクル計数は、例えば、外科用器具2110の発射、単一患者処置時間に対応する既定の期間、外科用器具2110の1つ又は2つ以上のモータパラメータに基づくもの、1つ又は2つ以上の既定の閾値が満たされていることを示すシステム診断に対する応答、及び/又は任意の他の好適な要件など、使用インジケータ2106が特定の事象及び/又は要件を検出すると、使用サイクル回路2102によって増分される。上述したように、いくつかの例では、使用インジケータ2106は、単一患者処置時間に対応するタイミング回路を備える。他の例では、使用インジケータ2106は、外科用器具2110の特定の事象及び/又は状態を検出するように構成された1つ又は2つ以上のセンサを備える。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、既定の使用限界に達した後、外科用器具2110の動作を防止するように構成されている。いくつかの例では、外科用器具2110は、既定の使用限界に達すると、かつ/又はそれを超過するとそれを示す、可視インジケータを備える。例えば、赤いフラグなどのフラグが、ハンドルからなど、外科用器具2110から飛び出して、外科用器具2110が既定の使用限界を超過していることの視覚的指示を操作者に提供してもよい。別の例として、使用サイクル回路2102は、外科用器具2110と一体的に形成されたディスプレイに連結されてもよい。使用サイクル回路2102は、既定の使用限界を超過していることを示すメッセージを表示する。外科用器具2110は、既定の使用限界を超過していることの可聴指示を操作者に提供してもよい。例えば、1つの例では、外科用器具2110は、既定の使用限界を超過すると可聴音を放出し、電源アセンブリ2100が外科用器具2110から取り外される。可聴音は、外科用器具2110の最後の使用を示し、外科用器具2110を廃棄又は再調整すべきであることを示す。
いくつかの例では、使用サイクル回路2102は、外科用器具2110の使用サイクル計数を、例えば集中データベースなどの遠隔位置に伝達するように構成されている。使用サイクル回路2102は、使用サイクル計数を遠隔位置に伝達するように構成された通信モジュール2112を備える。通信モジュール2112は、例えば有線又は無線通信システムなど、任意の好適な通信システムを利用してもよい。遠隔位置は、使用情報を維持するように構成された集中データベースを備えてもよい。いくつかの例では、電源アセンブリ2100が外科用器具2110に連結されると、電源アセンブリ2100は、外科用器具2110の通し番号を記録する。通し番号は、例えば、電源アセンブリ2100が充電器に連結されると、集中データベースに伝達される。いくつかの例では、集中データベースは、外科用器具2110の各使用に対応する計数を維持する。例えば、外科用器具2110が使用される毎に、外科用器具2110と関連付けられたバーコードがスキャンされてもよい。使用計数が既定の使用限界を超過すると、集中データベースは、外科用器具2110を処分すべきであることを示す信号を外科用器具2110に提供する。
外科用器具2110は、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過すると、外科用器具2110の動作をロック及び/又は防止するように構成されてもよい。いくつかの例では、外科用器具2110は、使い捨て器具を含み、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過した後で処分される。他の例では、外科用器具2110は、使用サイクル計数が既定の使用限界を超過した後で再調整されてもよい、再使用可能な外科用器具を含む。外科用器具2110は、既定の使用限界が満たされた後に可逆的なロックアウトを開始する。技術者は、例えば、使用サイクル回路2102をリセットするように構成された専用技術者キーを利用して、外科用器具2110を再調整し、ロックアウトを解除する。
いくつかの態様において、セグメント化回路2000は、順次起動のために構成されている。誤りチェックは、次の順番の回路セグメント2002a〜2002gに通電する前に、各回路セグメント2002a〜2002gによって行われる。図23に、例えば、セグメント化回路2000などのセグメント化回路2270に順次通電するためのプロセスの一例を示した。電池2008がセグメント化回路2000に連結されると、安全プロセッサ2004が通電される(2272)。安全プロセッサ2004は、自己誤りチェックを行う(2274)。誤りが検出されると(2276a)、安全プロセッサは、セグメント化回路2000の通電を停止し、誤りコードを生成する(2278a)。誤りが検出されなければ(2276b)、安全プロセッサ2004は、一次プロセッサ2006の給電を開始する(2278b)。一次プロセッサ2006は、自己誤りチェックを行う。誤りが検出されなければ、一次プロセッサ2006は、残りの回路セグメントそれぞれに順次、給電を始める(2278b)。一次プロセッサ2006によって、各回路セグメントが通電され、誤りチェックされる。誤りが検出されなければ、次の回路セグメントが通電される(2278b)。誤りが検出されると、安全プロセッサ2004及び/又は一次プロセスが、現在のセグメントの通電を停止し、誤りを生成する(2278a)。順次起動は、回路セグメント2002a〜2002gが全て通電されるまで継続する。いくつかの例において、セグメント化回路2000は、類似の順次電源投入プロセス11250に続いてスリープモードから移行する。
図24は、複数のデイジーチェーン接続された電力コンバータ2314、2316、2318を備えた電源セグメント2302の一態様を示す。電源セグメント2302は、電池2308を備える。電池2308は、例えば12Vなどのソース電圧を提供するように構成されている。電流センサ2312は、電池2308に連結されて、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引き込みを監視する。電流センサ2312は、FETスイッチ2313に連結されている。電池2308は、1つ又は2つ以上の電圧コンバータ2309、2314、2316に連結されている。常時動作型(always on)コンバータ2309は、例えば運動センサ2322など、1つ又は2つ以上の回路要素に定電圧を提供する。常時動作型コンバータ2309は、例えば、3.3Vコンバータである。常時動作型コンバータ2309は、例えば安全プロセッサ(図示せず)など、追加の回路要素に定電圧を提供してもよい。電池2308は、昇圧コンバータ2318に連結されている。昇圧コンバータ2318は、電池2308によって提供される電圧を上回る昇圧電圧を提供するように構成されている。例えば、図示された例において、電池2308は、12Vの電圧を供給する。昇圧コンバータ2318は、電圧を13Vまで昇圧するように構成されている。昇圧コンバータ2318は、例えば、外科用器具10(図1〜図4)などの外科用器具の動作中に、最小電圧を維持するように構成されている。モータの動作によって、一次プロセッサ2306に提供される電力が最小閾値よりも下まで降下し、一次プロセッサ2306の電圧低減(brownout)又はリセット状態を作り出し得る。昇圧コンバータ2318は、外科用器具10の動作中、一次プロセッサ2306、及び/又はモータコントローラ2343などの他の回路要素に対して、十分な電力が利用可能であることを担保する。いくつかの例において、昇圧コンバータ2318は、例えば、OLEDディスプレイ2388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2318は、昇圧電圧レベルを下回る電圧を提供するように、1つ又は2つ以上の降圧コンバータに連結されている。第1の電圧コンバータ2316は、昇圧コンバータ2318に連結され、第1の降圧電圧を1つ又は2つ以上の回路要素に提供する。例示された例において、第1の電圧コンバータ2316は、5Vの電圧を供給する。第1の電圧コンバータ2316は、回転位置エンコーダ2340に連結されている。FETスイッチ2317は、第1の電圧コンバータ2316と回転位置エンコーダ2340との間に連結されている。FETスイッチ2317は、プロセッサ2306によって制御される。プロセッサ2306は、FETスイッチ2317を開放して、例えば電力集約的な動作の間、位置エンコーダ2340を非活性化する。第1の電圧コンバータ2316は、第2の降圧電圧を提供するように構成された第2の電圧コンバータ2314に連結されている。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2314は、プロセッサ2306に連結されている。いくつかの例において、昇圧コンバータ2318、第1の電圧コンバータ2316、及び第2の電圧コンバータ2314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によって、昇圧電圧レベルを下回る電圧レベルを生成する、より小型でより効率的なコンバータを使用することが可能になる。しかし、これらの例は、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25は、重要な機能及び/又は電力集約的な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2400の一態様を示す。セグメント化回路2400は、電池2408を備える。電池2408は、例えば12Vなどのソース電圧を提供するように構成されている。ソース電圧は、複数の電圧コンバータ2409、2418に提供される。常時動作型電圧コンバータ2409は、例えば、運動センサ2422及び安全プロセッサ2404など、1つ又は2つ以上の回路要素に定電圧を提供する。常時動作型電圧コンバータ2409は、電池2408に直接連結されている。常時動作型コンバータ2409は、例えば3.3Vの電圧を提供する。しかし、これらの例は、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2400は、昇圧コンバータ2418を備える。昇圧コンバータ2418は、例えば13Vなど、電池2408によって提供されるソース電圧を上回る昇圧電圧を提供する。昇圧コンバータ2418は、例えば、OLEDディスプレイ2488及びモータコントローラ2443など、1つ又は2つ以上の回路要素に昇圧電圧を直接提供する。OLEDディスプレイ2488を昇圧コンバータ2418に直接結合することによって、セグメント化回路2400は、OLEDディスプレイ2488専用の電力コンバータの必要性を排除する。昇圧コンバータ2418は、例えば切断動作など、モータ2448の1つ又は2つ以上の電力集約的な動作の間、モータコントローラ2443及びモータ2448に昇圧電圧を提供する。昇圧コンバータ2418は、降圧コンバータ2416に連結されている。降圧コンバータ2416は、例えば5Vなど、1つ又は2つ以上の回路要素に昇圧電圧を下回る電圧を提供するように構成されている。降圧コンバータ2416は、例えば、FETスイッチ2451及び位置エンコーダ2440に連結されている。FETスイッチ2451は、一次プロセッサ2406に連結されている。一次プロセッサ2406は、セグメント化回路2400をスリープモードへと遷移するとき、及び/又はモータ2448に送達される追加電圧を要する電力集約的な機能の間、FETスイッチ2451を開放する。FETスイッチ2451を開放すると、位置エンコーダ2440が非活性化され、位置エンコーダ2440の電流引き込みが排除される。しかし、これらの例は、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2416は、線形コンバータ2414に連結されている。線形コンバータ2414は、例えば3.3Vの電圧を提供するように構成されている。線形コンバータ2414は、一次プロセッサ2406に連結されている。線形コンバータ2414は、一次プロセッサ2406に動作電圧を提供する。線形コンバータ2414は、1つ又は2つ以上の追加の回路要素に連結されてもよい。しかし、これらの例は、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2400は、ベイルアウトスイッチ2456を備える。ベイルアウトスイッチ2456は、外科用器具10のベイルアウトドアに連結されている。ベイルアウトスイッチ2456及び安全プロセッサ2404は、ANDゲート2419に連結されている。ANDゲート2419は、FETスイッチ2413に入力を提供する。ベイルアウトスイッチ2456がベイルアウト状態を検出すると、ベイルアウトスイッチ2456は、ベイルアウト停止信号をANDゲート2419に提供する。安全プロセッサ2404が、例えばセンサの不整合によるものなど、安全でない状態を検出すると、安全プロセッサ2404は、停止信号をANDゲート2419に提供する。いくつかの例において、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2419の出力がローのとき、FETスイッチ2413が開放され、モータ2448の動作が防止される。いくつかの例において、安全プロセッサ2404は、モータ2448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2413に対する第3の入力は、電池2408に連結された電流センサ2412によって提供される。電流センサ2412は、回路2400による電流引き込みを監視し、既定の閾値を上回る電流が検出されると、FETスイッチ2413を開放してモータ2448に対する電力を遮断する。FETスイッチ2413及びモータコントローラ2443は、モータ2448の動作を制御するように構成された、FETスイッチ2445のバンクに連結されている。
モータ電流センサ2446は、モータ2448と直列で連結されて、モータ電流センサ読み取り値を電流モニタ2447に提供する。電流モニタ2447は、一次プロセッサ2406に連結されている。電流モニタ2447は、モータ2448の電流引き込みを示す信号を提供する。一次プロセッサ2406は、モータ電流2447からの信号を利用して、例えば、モータの動作を制御し、モータ2448の電流引き込みが許容可能な範囲内であることを担保し、モータ2448の電流引き込みを、例えば位置エンコーダ2440など、回路2400の1つ又は2つ以上の他のパラメータと比較し、かつ/又は治療部位の1つ又は2つ以上のパラメータを判断してもよい。いくつかの例において、電流モニタ2447は、安全プロセッサ2404に連結されてもよい。
いくつかの態様において、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、一次プロセッサ2406に、ハンドル制御器が作動中に1つ又は2つ以上の要素への電力を低下するようにさせる。一例においては、例えば、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2448によって駆動される。発射トリガの作動によって、モータ2448の順方向動作及び切断部材の前進がもたらされる。発射の間、一次プロセッサ2406は、FETスイッチ2451を閉鎖して、電力を位置エンコーダ2440から除去する。1つ又は2つ以上の回路要素を非活性化することによって、より高い電力をモータ2448に送達することが可能になる。発射トリガが解除されると、例えばFETスイッチ2451を閉鎖し、位置エンコーダ2440を再活性化することによって、非活性化された要素に対する全電力が回復される。
いくつかの態様において、安全プロセッサ2404は、セグメント化回路2400の動作を制御する。例えば、安全プロセッサ2404は、セグメント化回路2400の順次電源投入を開始してもよく、セグメント化回路2400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/又は一次プロセッサ2406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、例示された例において、安全プロセッサ2404は、降圧コンバータ2416に連結される。安全プロセッサ2404は、降圧コンバータ2416を活性化又は非活性化することによって、セグメント化回路2400の動作を制御して、電力をセグメント化回路2400の残りに提供する。
図26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接続された電力コンバータ2514、2516、2518を備える電源システム2500の一態様を例示した。複数のデイジーチェーン接続された電力コンバータ2514、2516、2518は、最初の給電及び/又はスリープモードからの遷移の間、例えば安全プロセッサによって、順次的に活性化されてもよい。安全プロセッサは、独立した電力コンバータ(図示せず)によって給電されてもよい。例えば、一例において、電池電圧VBATTが電源システム2500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、デイジーチェーン接続された電力コンバータ2514、2516、2518の順次起動を開始する。安全プロセッサは、13V昇圧区画2518を活性化する。昇圧区画2518が通電され、自己チェックを行う。いくつかの例において、昇圧区画2518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2520を備える。ダイオードDは、昇圧区画2518が自己チェックを完了し、昇圧区画2518が誤りを何ら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電源区画2516の給電を防止する。いくつかの例において、この信号は、安全プロセッサによって提供される。しかし、これらの例は、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電源区画2516は、昇圧区画2518の後に順次給電される。5V電源区画2516は、給電の間に自己チェックを行って、5V電源区画2516に何らかの誤りがあればそれを識別する。5V電源区画2516は、昇圧電圧から降圧電圧を提供し、誤りチェックを行うように構成された集積回路2515を備える。誤りが検出されない場合、5V電源区画2516は順次的給電を完了し、活性化信号を3.3V電源区画2514に提供する。いくつかの例において、安全プロセッサは、3.3V供給区画2514に作動信号を提供する。3.3V電源区画は、5V電源区画2516から降圧電圧を提供し、給電の間に自己誤りチェックを行うように構成された集積回路2513を備える。自己チェックの間に誤りが検出されない場合、3.3V電源区画2514は、一次プロセッサに電力を提供する。一次プロセッサは、残りの回路セグメントそれぞれに順次通電するように構成されている。電源システム2500及び/又はセグメント化回路の残りに順次通電することによって、電源システム2500は誤りリスクを低減し、負荷が加えられる前の電圧レベルの安定化が可能になり、大きい電流引き込みによって全てのハードウェアが制御されない形で同時にオンになることを防止する。しかし、これらの例は、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。
いくつかの例において、電源システム2500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、外科用器具内の単極リターン電流を検出し、単極リターン電流が検出されると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、電源システムのアース浮き(ground floatation)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備える。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備える。
図27は、隔離制御区画2602を備えたセグメント化回路2600の一態様を示す。隔離制御区画2602は、セグメント化回路2600の制御ハードウェアをセグメント化回路2600の電源区画(図示せず)から隔離する。制御区画2602は、例えば、一次プロセッサ2606、安全プロセッサ(図示せず)、及び/又は、例えば、FETスイッチ2617などの更なる制御ハードウェアを備える。電源区画は、例えば、モータ、モータドライバ、及び/又は複数のモータMOSFETを備える。隔離制御区画2602は、5V電力コンバータ2616に連結されている、充電回路2603及び充電式電池2608を備える。充電回路2603及び充電式電池2608は、一次プロセッサ2606を電源区画から隔離する。いくつかの例において、充電式電池2608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。制御区画2602を電源区画から隔離することによって、主電源を取り外した場合であっても、制御区画2602、例えば一次プロセッサ2606が活動状態のままであることができ、充電式電池2608を通してノイズを制御区画2602から遠ざけるフィルタが提供され、制御区画2602が電池電圧の大幅なスイングから隔離されて、重いモータ負荷の間であっても適正な動作が担保され、かつ/又はセグメント化回路2600がリアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)を使用することが可能になる。いくつかの例において、充電式電池2608は、一次プロセッサに、例えば、3.3Vなどの降圧電圧を供給する。しかし、これらの例は、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28A及び28Bは、図1〜図18Aにおいて示される、電動外科用器具10を制御するように構成された制御回路3000の他の態様を示す。図18A、28Bに示されるように、ハンドルアセンブリ14は、モータドライバ3015によって制御することができ、かつ外科用器具10の発射システムによって使用され得るモータ3014を含んでもよい。様々な形態では、モータ3014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。他の構成において、モータ3014は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含み得る。特定の状況において、モータドライバ3015は、例えば、図28A及び28Bに例示したとおり、HブリッジFET3019を備えてもよい。モータ3014は、電源アセンブリ3006によって電源供給されてよく、電源アセンブリ3006は、ハンドルアセンブリ14に取り外し可能に装着することができる。電源アセンブリ3006は、外科用器具10に制御用電力を供給するように構成されている。電源アセンブリ3006は、外科用器具10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電池セルを含んでもよい電池を備えてもよい。かかる構成では、電源アセンブリ3006は、電池パックと呼ばれ得る。特定の状況において、電源アセンブリ3006の電池セルは、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、電池セルは、電源アセンブリ3006に分離可能に連結可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
外科用器具10での使用に好適な駆動システム及び閉鎖システムの例は、その開示内容が全体として本明細書に参照によって組み込まれる、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。例えば、電動モータ3014は、回転可能なシャフト(図示せず)を備えてもよく、この回転可能なシャフトは、長手方向に移動可能な駆動部材の駆動歯の組又はラックと噛み合い係合して装着され得る、歯車減速機アセンブリと動作可能に連係してよい。使用の際に、電池によって提供される電圧極性は、電気モータ3014を動作して、エンドエフェクタ300を実行するように長手方向に移動可能な駆動部材を駆動し得る。例えば、モータ3014は、長手方向に移動可能な駆動部材を駆動して発射機構を前進させることで、エンドエフェクタ300と共に組み立てられたステープルカートリッジから、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織へステープルを発射するように、及び/又は切断部材を前進させることで、エンドエフェクタ300によって捕捉された組織を切断するように、構成され得る。
図28A及び28Bに示され、また、より詳しく後述されるが、電源アセンブリ3006は、電源管理コントローラを含んでいてもよい。電源管理コントローラは、電源アセンブリ3006の電力出力を調節するように構成されていてよく、例えば、交換式シャフト200がハンドルアセンブリ14に連結されている間(図1)に、第1の電力出力を供給してモータ3014に電力供給を行うことで切断部材を前進させ、交換式シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に連結されている間に、第2の電力出力を供給してモータ3014に電力供給を行うことで切断部材を前進させるように電力出力を調節する。このような調節は、ハンドルアセンブリ14に連結されている交換式シャフトアセンブリが必要とする以上の、過剰な電力がモータ3014に送られてしまうことが防止されるという点において有益となり得る。
特定の状況において、インターフェース3024は、例えば、そのような通信信号をハンドルアセンブリ14(図1)内にあるメインコントローラ3017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3016とシャフトアセンブリコントローラ3022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3024は、シャフトアセンブリ200(図1)及び電源アセンブリ3006がハンドルアセンブリ14と連結している間、電源管理コントローラ3016とシャフトアセンブリコントローラ3022との間のハンドルアセンブリ14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3017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、外科用器具10(図1〜図4)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3016を備えてもよい。それにもかかわらず、マイクロコントローラ及び安全プロセッサに好適な他の置換品も制限なく用いることができる。一例として、安全プロセッサ2004(図21A)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3017は、例えば、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QRであってもよい。少なくとも一例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートから容易に入手可能な他の機構の中でも、最大40MHz、256KBの単一サイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリと、40MHz超の性能を改善するためのプリフェッチバッファと、32KBの単一サイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)と、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部リードオンリメモリ(ROM)と、2KBの電気的消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)と、1つ又は2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュールと、1つ又は2つ以上のアナログ直交エンコーダ入力部(QEI)と、12個のアナログ入力チャネルを備えた、1つ又は2つ以上の12ビットアナログデジタルコンバータ(ADC)と、を備えたARM Cortex−M4Fプロセッサコアである。本開示は、この文脈条件に限定されるべきではない。
図29は、ハンドルアセンブリ14(図1)と電源アセンブリとの間のインターフェース、及び、ハンドルアセンブリ14と交換式シャフトアセンブリとの間のインターフェースを示す、図1の外科用器具のブロック図である。図29に示されているように、電源アセンブリ3006は、電源管理コントローラ3016、電力調節器3038、及び電流センス回路3036を備えてもよい電源管理回路3034を含んでもよい。電源管理回路3034は、シャフトアセンブリ200(図1)及び電源アセンブリ3006がハンドルアセンブリ14に連結されている間、シャフトアセンブリ200の所要電力に基づいて電池3007の電力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3016によって電源アセンブリ3006の電力出力を調整して、所望の出力を維持し得るように、電源管理コントローラ3016を、電源アセンブリ3006の電力出力の電力調節器3038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3036を用いて電源アセンブリ3006の電力出力を監視し、電池3007の電力出力について電源管理コントローラ3016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3016及び/又はシャフトアセンブリコントローラ3022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。外科用器具14(図1)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、様々な事例が、説明を容易にするためにモジュール及び/又はブロックとして記載される場合があるが、そのようなモジュール及び/又はブロックは、1つ若しくは2つ以上の、例えばプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルロジック装置(PLD)、特定用途向け集積回路(ASIC)、回路、レジスタのような、ハードウェアコンポーネント、及び/若しくは、例えばプログラム、サブルーチン、ロジックのようなソフトウェアコンポーネント、並びに/又は、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせ、によって実施され得る。
特定の例において、外科用器具10(図1〜図4)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3042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、スピーカー、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3042は、ハンドルアセンブリ14(図1)に含まれてもよいディスプレイ3043を備えてもよい。シャフトアセンブリコントローラ3022及び/又は電源管理コントローラ3016は、出力装置3042を通して外科用器具10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3024は、シャフトアセンブリコントローラ3022及び/又は電源管理コントローラ3016を出力装置3042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3042を、代わりに電源アセンブリ3006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3042とシャフトアセンブリコントローラ3022との間の通信は、シャフトアセンブリ200がハンドルアセンブリ14と連結されている間、インターフェース3024を介して達成されてもよい。
外科用器具10(図1〜図4)及びその動作を制御するための様々な制御回路2000、3000について記載したが、ここからは、本開示では、外科用器具10及び制御回路2000(又は3000)の様々な特定の構成について説明する。
また、本開示は、自己特定を行い、かつモジュールを作動させるためのモータコントローラの動作プログラムを決定する、モジュール式の再装着のための新規な手法を提供する。
一手法は、プログラムテーブルを定義することと、どのソフトウェアプログラム(又は他の機械実行可能命令)を選択して実行するかについてハンドルと通信するように、モジュールを構成することと、を含む。対照的に、内視鏡手術(endosurgical)器具のハンドル部分内に動作プログラムを含まず、代わりに、モジュール自体にプログラムを格納し、ハンドルに取り付けられた際にプログラムをアップロードして実行させる、他の手法も考えられている。他の手法では、ハンドルにおいてプログラムを実行することがない。ハンドルは、モータコントローラと、起動ボタンと、更に電力コントローラと、を含み得るが、動作プログラムは含んでいない。モジュールは、プログラムを実行するための全ての上位ロジック及びサブプロセッサを含んでいてよく、各モジュールが当該再装着に特定的な主プロセッサと、プログラムを含むようになっていてよい。シャフトがハンドルに取り付けられたとき、プロセッサは、通電状態となり、当該シャフトが取り付けられたハンドルを特定する。特定が済むと、ハンドルは、そのモジュール再装着に関してスレーブ側となり、モジュールが全てのコマンドを与え、かつ処理する。ボタンが押下されると、例えば、モジュールが応答して次の動作を決定し、続いて、スレーブ側のモータコントローラに、どの程度の距離、どの程度の速さで移動させるか、及びいつ停止させるかを知らせる。モジュール内にマスタープロセッサを含めた場合、必要な通信トラフィックを可能とするため、モジュールとハンドルとの間に比較的高帯域幅の通信バスを置くべきである。これは、ステーション・フレーム・アタッチメント要素内に、モジュール式アタッチメントの回転式シャフト要素を保持し、静止部分にプロセッサ及び制御プログラムを収容することによって、達成できる。それ故、通信バスが、スリップリング式の接点セットとしても機能する必要はない。
本明細書に記載されるように、外科用システムは、モジュール要素を含んでいてよく、このモジュール要素を互いに取り付け、かつ/又は組み合わせることで外科用器具を形成することができる。このようなモジュール要素は、外科的機能に影響を与えるように通信及び相互作用するように構成されていてよい。外科用器具10(図1〜図4)について再度言及すると、外科用器具10は、第1のモジュール要素14(図1、例えば、ハンドルアセンブリ14)と、第2のモジュール要素200(図1、例えば、細長シャフト260(図1)及びエンドエフェクタ300(図1)を含むアタッチメントアセンブリ)と、を含み、これらは本明細書にて開示されている。ハンドルアセンブリ14及びアタッチメントアセンブリ200は、1つに組み立てて、モジュール式外科用器具10、又はその少なくとも一部分を形成することができる。任意選択で、例えば、アタッチメントアセンブリ200(図1)とは異なる寸法、及び/又は機構を有するアタッチメントなどの異なるモジュール要素を、ハンドルアセンブリ14に連結してもよい。例えば、代替的なアタッチメントは、アタッチメントアセンブリ200と交換可能であってよい。様々な例において、外科用器具10は、例えば、モジュール式電池90(図4)などの更なるモジュール要素を含んでいてもよい。
モジュール式外科用器具10(図1〜図4)は、外科用器具10の様々な要素、及び/又は機能を制御するように設計及び構成された、制御システムを含んでいてもよい。例えば、ハンドルアセンブリ14(図1)、及びアタッチメントアセンブリ200(図1)はそれぞれ、少なくとも1つの制御システムを有する、対応する回路基板100(図4)、610(図7)を含んでいてもよい。モジュール要素14、200の制御システムは、通信し、かつ/又は、協働してもよい。特定の例においては、制御モジュールのテーブルは、外科用システム10のハンドルアセンブリ14内のコントローラによって、アクセス可能であってもよい。アタッチメントアセンブリ200内のコントローラは、テーブルから、1つ又は複数の制御モジュールのうちの少なくとも1つを選択して実行するように、ハンドルアセンブリ14に指示してもよい。このような例では、ハンドルアセンブリ14内のコントローラは、その1つ又は複数の制御モジュールにアクセスでき、かつその1つ又は複数の制御モジュールを実行できる。他の例においては、アタッチメントアセンブリ200内のコントローラは、少なくとも1つの制御モジュールを含んでいてよい。適切な1つ又は複数の制御モジュールを、ハンドルアセンブリ14内のコントローラにアップロードすることができ、このコントローラは、その1つ又は複数の制御モジュールを実行できる。このような例では、ハンドルアセンブリ14内のコントローラも、その1つ又は複数の制御モジュールにアクセスでき、かつその1つ又は複数の制御モジュールを実行できる。追加的に、又は代替的に、ハンドルアセンブリ14及び/又はアタッチメントアセンブリ200内の様々な1つ又は複数の制御モジュールが更新されてよい。例えば、ハンドルアセンブリ14内のコントローラは、アタッチメントアセンブリ200内のコントローラから、更新、及び/又は変更された1つ又は複数の制御モジュールをダウンロードするように構成されていてよい。米国特許出願公開第14/226,133号(発明の名称「MODULAR SURGICAL INSTRUMENT SYSTEM」、2014年3月26日出願)は、様々な外科用システム及びそれらの制御システムを開示しており、その全体を本明細書に参照により組み込む。
更なる他の例においては、外科用器具10(図1〜図4)のプロセッサは、マスタープロセッサを含んでいてよく、外科用器具10の他のプロセッサは、スレーブプロセッサを含んでいてよい。オペレーティングシステム、及び/又は複数の制御モジュールが、マスタープロセッサにアクセス可能となり得る。オペレーティングシステム及び/又は制御モジュールは、例えば、外科用器具10の要素、若しくはサブシステムと共に、かつ/又は当該要素、若しくはサブシステムによって、少なくとも1つの外科的機能に影響を与え得る。制御モジュールは、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、プログラム、モジュール、及び/若しくはルーチンを含んでいてよく、更に/又は、例えば、複数のソフトウェア、ファームウェア、プログラム、制御モジュール、及び/若しくはルーチンを含んでいてもよい。制御モジュールは、例えば、予めプログラムされたルーチン、操作者による入力、及び/又はシステムフィードバックに基づいて外科的機能に影響を与え得る。様々な例において、マスタープロセッサは、情報、及び/又はコマンドを、スレーブプロセッサに向けるように構成され得る。更に、スレーブプロセッサは、マスタープロセッサから情報及び/又はコマンドを受信するように構成されていてよい。スレーブプロセッサは、マスタープロセッサからのコマンドに応じて作動し得る。様々な例において、スレーブプロセッサは、1つ又は複数の制御モジュール、及び/又はオペレーティングシステムを含んでいなくてもよく、マスタープロセッサからの1つ又は複数のコマンド、及びマスタープロセッサにアクセス可能な1つ又は複数の制御モジュールにより、スレーブプロセッサが作動されてもよい。本明細書に記載されるように、例えば、外科用器具システム10のアタッチメントアセンブリ200(図1)にある制御システムは、マスタープロセッサを含んでいてよく、また、外科用器具システム10のハンドルアセンブリ14(図1)にある制御システムは、少なくとも1つのスレーブプロセッサを含んでいてよい。
外科用器具10(図1〜図4)について再度言及すると、ハンドルアセンブリ14を、様々な外科的機能に影響を与えるように構成されていてよい、様々なアタッチメントに対して適合可能とすることができる。例えば、これら様々なアタッチメントは、交換式のものであってよく、異なる外科的機能は、組織の種類の違い、及び/又は外科的処置の違い、に対応していてよい。異なるアタッチメントは、異なる外科的機能に影響を与えるように構成することができ、そのため、各種アタッチメントには、その特定のアタッチメントに特異的な制御モジュールが、格納されていてよい。例えば、アタッチメントアセンブリ200(図1)は、アタッチメントアセンブリ200を動作させるために、1つ又は複数の特定の制御モジュールを格納し得る。加えて、アタッチメントアセンブリ200は、1つ又は複数の制御モジュールを実行するための、上位ロジック及びサブプロセッサを含んでいてよい。このような例では、アタッチメントアセンブリ200内のプロセッサは、マスター制御システム、及び/又はマスタープロセッサを含んでいてよく、このマスター制御システム、及び/又はマスタープロセッサは、ハンドルアセンブリ14内のスレーブプロセッサにコマンドを送り、アタッチメントアセンブリ200に格納された1つ又は複数の制御モジュールを実行させるように構成されていてよい。
各アタッチメントは、そのアタッチメントを動作させるための1つ又は複数の特定の制御モジュールを含んでいることから、かつ、アタッチメント内のプロセッサは、マスタープロセッサを含んでいることから、モジュール式外科用器具10は、その特定のアタッチメントについて、最も適切で、かつ最新の1つ又は複数の制御モジュールを実行するように構成される。加えて、更新済かつ/又は修正済のアタッチメント、及び/又は当該アタッチメントのための1つ又は複数の制御モジュール、及び設計され、かつ実装されているため、更新済かつ/又は修正済のアタッチメントは、更新及び/又は修正が最新のものではないハンドルアセンブリにおいても、正しく動作するように設計される。言い換えれば、更新済及び/又は修正済アタッチメントは、既存の、及び/又は、旧式のハンドルアセンブリにおいても正しく動作するように改変(retrofit)可能である。
本明細書に記載されるように、ハンドルアセンブリ14(図1)は、モータ82を含む、発射駆動システム80を含んでいる(図4)。また、ハンドルアセンブリ14は、電池90(図90)と、ハンドル回路基板100(図4)と、電気コネクタ1400(図4)と、を含む。本明細書に記載されている、モータコントローラ2043(図21A及び21B)などのモータコントローラは、例えば、モータ82の動作を制御するように構成されていてよい。例えば、モータコントローラ2043は、モータ82の回転を開始することができ、かつ/又は、モータの回転の方向及び/又は速度を制御できる。
本明細書に記載されるように、アタッチメントアセンブリ200(図1)は、シャフト回路基板610及び電気コネクタ1410(図7)を含んでいてよい。アタッチメントアセンブリ200の電気コネクタ1410(図3)は、ハンドルアセンブリ14(図1)の電気コネクタ1400(図4)と係合し、ハンドルアセンブリ14とアタッチメントアセンブリ200との間で電力及び/又は情報を伝送するためのコンジット及び/又は導電経路を提供するように構成されていてよい。電気コネクタ1400、1410は、外科用器具10(図1〜図4)の静止要素に装着されていてもよい。図3を参照すると、例えば、アタッチメントアセンブリ200における電気接続部1410は、中間発射シャフト222に対して静止したままである、シャフトシャーシ244に装着される。電気接続部1400、1410は、互いに対して静止していることから、接続部1400、1410により、高帯域幅の通信バスを提供することができ、接続部1400と1410との間のトラフィックが可能となる。
様々な例において、アタッチメントアセンブリ200(図1)が、ハンドルアセンブリ14(図1)に取り付けられたとき、電気コネクタ1400(図3)と1410(図3)とが係合状態となり得、ハンドルアセンブリ14内の電池90(図4)により、ハンドルアセンブリ14及びアタッチメントアセンブリ200に電力供給することができる。例えば、アタッチメントアセンブリ200がハンドルアセンブリ14に連結されているとき、電池90は、シャフト回路基板610(図7)に対して電力供給することができる。様々な例において、アタッチメントアセンブリ200が、ハンドルアセンブリ14に接続されているとき、電池90は、自動的にシャフト回路基板610、及び/又はシャフト回路基板610の各部品に電力供給することができる。
ここで図30を参照すると、例えば、外科用器具10(図1〜図4)などのモジュール式外科用器具システムのための様々な制御システムが図示されている。第1の制御システム10000は、アタッチメントアセンブリ200(図1)などのモジュール式アタッチメントにおいて配置されていてよく、第2の制御システム10014は、ハンドルアセンブリ14(図1)などのモジュール式ハンドルにおいて配置されていてよい。アタッチメント制御システム10000は、マスタープロセッサ10012を含み、このマスタープロセッサ10012は、スレーブプロセッサに対してコマンドを発行するように構成される。例えば、ハンドル制御システム10014は、モジュール式アタッチメント200のマスタープロセッサ10012に対してスレーブ側であってよい、スレーブプロセッサ10018を含む。様々な例において、スレーブプロセッサ10018は、例えば、モータコントローラ2043(図21A及び21B)などのモータコントローラに対応し得る。このような例では、外科用器具10のハンドルアセンブリ14にあるモータコントローラ2043は、モジュール式アタッチメント200におけるマスタープロセッサ10012に対するスレーブ側であってよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、モータコントローラ2043に向けてコマンドを発行することができ、モータコントローラ2043は、例えば、モータ82(図4)の作動に影響を与えることができると共に、モータの回転の方向及び/又は速度を制御することができる。
更に図30を参照すると、モジュール式アタッチメント200の制御システム10000は、少なくとも1つのセンサ10010を更に含んでいてもよく、この少なくとも1つのセンサ10010は、モジュール式アタッチメント200(図1)のマスタープロセッサ10012と通信していてよい。シャフト260内の、エンドエフェクタ300(図1及び2)内の、かつ/又は手術部位における状態を検出するための、様々な例示的なセンサが本明細書で開示されている。特定の例においては、マスタープロセッサ10012は、センサ10010からのフィードバックに基づいて、実行する制御モジュール、及び/又はプログラムを選択できる。例えば、センサ10010のうちのいずれかによって検出された組織の厚さ、密度、及び/又は温度は、マスタープロセッサ10012に伝達されてよく、マスタープロセッサ10012によって選択された1つ又は複数の動作モジュール、及び/又はプログラムは、エンドエフェクタ300内で検出された1つ又は複数の状態を考慮することができる。
また、図30に示すハンドル制御システム10014は、ディスプレイプロセッサ10016を含み、このディスプレイプロセッサ10016は、例えば、セグメント化回路2000のディスプレイセグメント2002d(図21A及び21B)に類似したものであってよい。特定の例においては、ディスプレイプロセッサ10016は、ディスプレイによって提供かつ提示される情報を制御するように構成されていてよい。様々な例において、ディスプレイは、外科用器具システム10(図1)のハンドルアセンブリ14(図1)に一体的に形成され得る。更なる他の例においては、ディスプレイは、ハンドルアセンブリ14、及びアタッチメントアセンブリ200(図1)から分離されていてよく、かつ/又は遠隔位置にあってよい。少なくとも1つの例においては、ディスプレイプロセッサ10016は、アタッチメントアセンブリ200内のマスタープロセッサ10012に対してスレーブ側である。例えば、マスタープロセッサ10012は、ディスプレイプロセッサ10016にコマンドを送信することができ、ディスプレイプロセッサ10016は、コマンドを実行することができる。
更に図30を参照すると、ハンドルアセンブリ14(図1)内の制御システム10014は、安全コプロセッサ10020を含んでいてもよく、安全コプロセッサ10020は、例えば、安全プロセッサ2004(図21A及び21B)に類似したものであってよい。様々な例において、安全コプロセッサ10020は、モジュール式アタッチメント200(図1)内のマスタープロセッサ10012と信号通信を行い得る。マスタープロセッサ10012は、安全コプロセッサ10020に向けてコマンドを発行することができ、そのコマンドは、モジュール式アタッチメント及び/又はその特定のモジュール式アタッチメントによって行われる外科的機能に特異的なものであってよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、安全コプロセッサ10020の安全動作を開始できる。様々な例において、安全コプロセッサ10020の安全動作が開始された後は、安全コプロセッサ10020は独立して動作することができ、かつ、トリガイベントが発生した場合は、マスタープロセッサ10012に通知することができる。
ハンドルアセンブリ14(図1)の制御システム10014は、電池10022に連結されていてよく、この電池10022は、本明細書で記載した、ハンドルアセンブリ14内に配置されている電池90(図4)、及び、セグメント化回路2000の電源セグメント2002h(図21A及び21B)における電池2008(図21A及び21B)に類似したものであってよい。電池10022は、ハンドルアセンブリ14内の制御システム10014に電力供給することができる。更に、アタッチメントアセンブリ200が、ハンドルアセンブリ14に接続されているとき、電池10022は、アタッチメントアセンブリ200(図1)内のマスター制御システム10000に電力供給することができる。例えば、電池10022は、アタッチメントアセンブリ200内のマスタープロセッサ10012に電力供給することができる。様々な例において、アタッチメントアセンブリ200が、ハンドルアセンブリ14に接続されているとき、電池10022は、マスタープロセッサ10012に自動的に電力供給することができる。例えば、ハンドルアセンブリ14における電気コネクタ1400(図3及び4)、及びアタッチメントアセンブリ200における電気コネクタ1410(図7)を介して、マスタープロセッサ10012に電流を流すことができる。
様々な例において、マスタープロセッサ10012は、アタッチメントアセンブリ200(図1)の外科的機能及び/又は部品に特異的な、複数の制御モジュールを含んでいてよい。制御モジュールは、マスタープロセッサ10012にアクセス可能であってよく、かつ/又はマスタープロセッサ10012に一体化されていてもよい。様々な状況において、マスタープロセッサ10012は、複数の段階、及び/又はレベルのコマンドを含んでいてよく、制御モジュールが多段式に組織されていてもよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、第1の段階の制御モジュール、第2の段階の制御モジュール、及び/又は第3の段階の制御モジュールを含んでいてよい。例えば、第1の段階の制御モジュールは、第2の段階の制御モジュールにコマンドを発行するように構成されていてよく、第2の段階の制御モジュールは、第3の段階の制御モジュールにコマンドを発行するように構成されていてよい。様々な例において、マスタープロセッサ10012は、例えば、3段階未満、かつ/又は3つよりも多くの段階を含んでいてよい。
第1の段階の1つ又は複数の制御モジュールは、高レベルソフトウェア又は医療用アルゴリズムを含んでいてよい。このような医療用アルゴリズムは、例えば、外科用器具10(図1〜図4)の高レベルな機能を制御することができる。特定の例においては、第2の段階の1つ又は複数の制御モジュールは、例えば、外科用器具10の中間レベルの機能を制御することができる、中間ソフトウェア、又は1つ若しくは複数のフレームワークモジュールを含んでいてよい。特定の例においては、第1の段階の医療用アルゴリズムは、第2の段階の1つ又は複数のフレームワークモジュールに向けて、外科用器具10を制御するための抽象コマンドを発行してよい。更に、第3の段階の制御モジュールは、ファームウェアモジュールを含んでいてよく、このファームウェアモジュールは、例えば、外科用器具10の1つ又は複数の特定のハードウェア部品に特異的なものであってよい。例えば、ファームウェアモジュールは、外科用器具10の特定の切断要素、発射バー、トリガ、センサ、及び/又はモータに対応していてよく、かつ/又は、例えば、外科用器具10の特定のサブシステムに対応していてよい。様々な例において、フレームワークモジュールは、対応するハードウェア部品により外科的機能を実行するためのコマンドをファームウェアモジュールに向けて発行することができる。したがって、外科的処置中に、外科用システム10の様々な制御モジュールが通信し、かつ/又は協働することができる。
マスタープロセッサ10012は、異なる外科的機能に影響を与え得る、様々な段階の制御モジュールを含んでいてよく、かつ/又はアクセス可能である。特定の例においては、モータコントローラ10018は、制御モジュールを含んでいなくてもよく、制御モジュールは、モータコントローラ10018にアクセス可能でなくてもよい。例えば、モータコントローラ10018は、オペレーティングシステム、フレームワークモジュール、及び/又はファームウェアモジュールを含んでいてもよい。このような例では、モータコントローラ10018は、マスタープロセッサ10012に対してスレーブとなっていてよく、モータコントローラ10018は、マスタープロセッサ10012により発行されるコマンドを実行するように構成されていてよい。
本明細書に記載されるように、アタッチメントアセンブリ200にあるマスター制御システム1000は、ハンドルアセンブリ14(図1)にある制御システム10014と通信することで、外科的機能に影響を与えることができる。ここで図98を主に参照すると、使用時には、ハンドルアセンブリ14及びアタッチメントアセンブリ200(図1)などの外科用器具のモジュール要素が取り付けられ得る(11000)。その後、例えば、マスタープロセッサ10012(図30)などのマスタープロセッサにより、少なくとも1つの機能が開始されてよい。このマスタープロセッサは、アタッチメントアセンブリ200(図1)、及び、そのアタッチメントアセンブリ200によって行われる1つ又は複数の外科的機能に特異的な、1つ又は複数の制御モジュール、及び/又は1つ又は複数の動作プログラムを含むことができる。
主に図30及び31の両方を参照すると、電池10022などの電池により、マスタープロセッサ10012に電力供給することができる(11010)。本明細書に記載されるように、アタッチメントアセンブリ200(図1)がハンドルアセンブリ14(図1)に適切に連結されているとき、ハンドルアセンブリ14における電池10022は、マスタープロセッサ10012に電力供給することができる。電力供給を受けたマスタープロセッサ10012は、例えば、スレーブプロセッサ10016及び10018などの少なくとも1つのスレーブプロセッサを特定することができる(11016)。マスタープロセッサ10012が、1つ又は複数のスレーブプロセッサ10016、10018のうちの少なくとも1つを特定した(11016)後、マスタープロセッサ10012は、1つ又は複数のスレーブプロセッサ10016、10018に向けてコマンドを発行することができる。コマンドは、マスタープロセッサ10012にアクセス可能な制御モジュールに存在する、予めプログラムされたルーチンに基づくものであってよい。
様々な例において、マスタープロセッサ10012は、外科用器具10(図1〜図4)における他のシステム及び/又はコントローラからの情報を要求してよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、スレーブプロセッサからの情報を要求してよい。特定の例においては、マスタープロセッサ10012は、ハンドルアセンブリ14(図1)の起動ボタン及び/又はトリガなどの入力システムからの情報を要求してよい。追加的に、又は代替的に、マスタープロセッサ10012は、センサ及び/又はフィードバックシステムからの情報を要求してよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、少なくとも1つのセンサ10010と通信して、外科用器具10及び/又は手術部位における少なくとも1つの状態についての情報を得ることができる。マスタープロセッサ10012は、情報及び/又は入力を受信することができる(11012)。
マスタープロセッサ10012は、ステップ11018において、少なくとも1つのスレーブプロセッサ10016、10018に向けて少なくとも1つのコマンドを発行することができる。特定の例においては、この1つ又は複数のコマンドは、マスタープロセッサ10012にアクセス可能な1つ又は複数の制御モジュール、及び/又は、フィードバック、及び/又は、ステップ11012において受信した入力に基づくものであってよい。例えば、マスタープロセッサ10012は、スレーブ側のモータコントローラ10018にコマンドを送り、ハンドルアセンブリ14内のモータ82(図4)を、特定の電力レベルで、特定の方向に、かつ/又は、特定の時間にわたって動作させる。モータ82の制御シーケンスは、アタッチメントアセンブリ200(図1)内の制御モジュールによって決定され、提供されてよい。結果的に、制御シーケンスは、特定のアタッチメントアセンブリ200、及びそのアタッチメントアセンブリ200によって行われる外科的機能に対応することができる。
ステップ11014において、スレーブプロセッサ10016及び/又は10018は、マスタープロセッサ10012からの1つ又は複数のコマンドを実行することができる。様々な例において、マスタープロセッサ10012は、制御シーケンスの実行中に、かつ/又は実行の全体を通じて、様々なスレーブ側のシステムからの情報を要求してよい。特定の例においては、更新された情報に基づき、マスタープロセッサ10012は、新規かつ/修正済のコマンド及び/又は複数のコマンドを発行することができる。追加的に、又は代替的に、マスタープロセッサ10012は、外科用器具10(図1〜図4)の動作全体を通じて、1つ又は複数のスレーブプロセッサに向けて更なるコマンドを発行することができる。
ここで、以下に記載するように、本開示を、様々な例及びそれらの例の組み合わせと関連させて記載する。
1.一例として、外科用器具用アタッチメントを得ることであって、外科用器具用アタッチメントはマスタープロセッサを含む、ことと、外科用器具用ハンドルを得ることであって、外科用器具用ハンドルはスレーブプロセッサを含む、ことと、外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けることと、マスタープロセッサに電力供給することと、外科用器具用ハンドルのマスタープロセッサが選択し、外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサへ向けて発行するコマンドに基づく外科的機能を開始することと、を含む、方法が提供される。
2.他の例としては、外科用器具用ハンドルが、モータを更に含み、スレーブプロセッサが、モータを制御するように構成されている、例1の方法が提供される。
3.他の例としては、マスタープロセッサに電力供給することが、外科用器具用ハンドルの電源をマスタープロセッサに連結することを含む、例1又は2の方法が提供される。
4.他の例としては、スレーブプロセッサからの情報を要求することを更に含む、例1〜3のいずれかの方法が提供される。
5.他の例としては、スレーブプロセッサによって提供される情報に基づいてコマンドを選択することを更に含む、例1〜4のいずれかの方法が提供される。
6.他の例としては、マスタープロセッサが、複数の制御モジュールを含む、請求項1〜5のいずれかの方法が提供される。
7.他の例としては、制御モジュールが、ソフトウェア及びファームウェアを含む、例6の方法が提供される。
8.他の例としては、スレーブプロセッサが、ディスプレイを制御するように構成されている、例1〜7のいずれかの方法が提供される。
9.更なる他の例としては、スレーブ側制御システムを含むハンドルと、マスター制御システムを含むアタッチメントアセンブリと、を含み、マスター制御システムは、スレーブ側制御システムと通信しており、マスター制御システムは、スレーブ側制御システムに向けてコマンドを発行するように構成されている、モジュール式外科用システムが提供される。
10.他の例としては、マスター制御システムが、複数の制御モジュールを含む、例9のモジュール式外科用システムが提供される。
11.他の例としては、ハンドルが、電池を更に含み、この電池が、アタッチメントアセンブリがハンドルに連結されたとき、マスター制御システムに自動的に電力供給するように構成されている、例9又は10のモジュール式外科用システムが提供される。
12.他の例としては、アタッチメントアセンブリが、モータを更に含み、スレーブ側制御システムが、モータを制御するように構成されている、例9〜11のいずれかのモジュール式外科用システムが提供される。
13.更なる他の例としては、外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けて、外科用器具を形成することと、外科用器具用アタッチメントのマスタープロセッサに電力供給することと、外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、スレーブプロセッサは、外科用器具用ハンドルのモータを制御するように構成されている、ことと、マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいて、モータの動作に影響を与えることと、を含む、方法が提供される。
14.他の例としては、マスタープロセッサに電力供給することが、外科用器具用ハンドルの電池をマスタープロセッサに連結することを含む、例13の方法が提供される。
15.他の例としては、マスタープロセッサが、制御システムからの情報を要求することを更に含む、例13又は14の方法が提供される。
16.他の例としては、制御システムが、要求された情報をマスタープロセッサに向けて送信することを更に含む、例13〜15のいずれかの方法が提供される。
17.他の例としては、要求された情報が、外科用器具において検出された少なくとも1つの状態を含む、例13〜16のいずれかの方法が提供される。
18.他の例としては、マスタープロセッサが、要求された情報に基づき、少なくとも1つのコマンドを選択することを更に含む、例13〜17のいずれかの方法が提供される。
19.他の例としては、マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づく外科的機能を実行することを更に含む、例13〜18のいずれかの方法が提供される。
20.他の例としては、外科用器具用ハンドルの第2のスレーブプロセッサを特定することと、第2のスレーブプロセッサに向けて少なくとも1つのコマンドを発行することと、を更に含む、例13〜19のいずれかの方法が提供される。
1.一例として、外科用器具用アタッチメントを得ることであって、外科用器具用アタッチメントはマスタープロセッサを含む、ことと、外科用器具用ハンドルを得ることであって、外科用器具用ハンドルはスレーブプロセッサを含む、ことと、外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けることと、マスタープロセッサに電力供給することと、外科用器具用ハンドルのマスタープロセッサが選択し、外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサへ向けて発行するコマンドに基づく外科的機能を開始することと、を含む、方法が提供される。
2.他の例としては、外科用器具用ハンドルが、モータを更に含み、スレーブプロセッサが、モータを制御するように構成されている、例1の方法が提供される。
3.他の例としては、マスタープロセッサに電力供給することが、外科用器具用ハンドルの電源をマスタープロセッサに連結することを含む、例1又は2の方法が提供される。
4.他の例としては、スレーブプロセッサからの情報を要求することを更に含む、例1〜3のいずれかの方法が提供される。
5.他の例としては、スレーブプロセッサによって提供される情報に基づいてコマンドを選択することを更に含む、例1〜4のいずれかの方法が提供される。
6.他の例としては、マスタープロセッサが、複数の制御モジュールを含む、請求項1〜5のいずれかの方法が提供される。
7.他の例としては、制御モジュールが、ソフトウェア及びファームウェアを含む、例6の方法が提供される。
8.他の例としては、スレーブプロセッサが、ディスプレイを制御するように構成されている、例1〜7のいずれかの方法が提供される。
9.更なる他の例としては、スレーブ側制御システムを含むハンドルと、マスター制御システムを含むアタッチメントアセンブリと、を含み、マスター制御システムは、スレーブ側制御システムと通信しており、マスター制御システムは、スレーブ側制御システムに向けてコマンドを発行するように構成されている、モジュール式外科用システムが提供される。
10.他の例としては、マスター制御システムが、複数の制御モジュールを含む、例9のモジュール式外科用システムが提供される。
11.他の例としては、ハンドルが、電池を更に含み、この電池が、アタッチメントアセンブリがハンドルに連結されたとき、マスター制御システムに自動的に電力供給するように構成されている、例9又は10のモジュール式外科用システムが提供される。
12.他の例としては、アタッチメントアセンブリが、モータを更に含み、スレーブ側制御システムが、モータを制御するように構成されている、例9〜11のいずれかのモジュール式外科用システムが提供される。
13.更なる他の例としては、外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けて、外科用器具を形成することと、外科用器具用アタッチメントのマスタープロセッサに電力供給することと、外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、スレーブプロセッサは、外科用器具用ハンドルのモータを制御するように構成されている、ことと、マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいて、モータの動作に影響を与えることと、を含む、方法が提供される。
14.他の例としては、マスタープロセッサに電力供給することが、外科用器具用ハンドルの電池をマスタープロセッサに連結することを含む、例13の方法が提供される。
15.他の例としては、マスタープロセッサが、制御システムからの情報を要求することを更に含む、例13又は14の方法が提供される。
16.他の例としては、制御システムが、要求された情報をマスタープロセッサに向けて送信することを更に含む、例13〜15のいずれかの方法が提供される。
17.他の例としては、要求された情報が、外科用器具において検出された少なくとも1つの状態を含む、例13〜16のいずれかの方法が提供される。
18.他の例としては、マスタープロセッサが、要求された情報に基づき、少なくとも1つのコマンドを選択することを更に含む、例13〜17のいずれかの方法が提供される。
19.他の例としては、マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づく外科的機能を実行することを更に含む、例13〜18のいずれかの方法が提供される。
20.他の例としては、外科用器具用ハンドルの第2のスレーブプロセッサを特定することと、第2のスレーブプロセッサに向けて少なくとも1つのコマンドを発行することと、を更に含む、例13〜19のいずれかの方法が提供される。
様々な例に従って、本明細書に記載の外科用器具は、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、プロセッサに対して、記憶装置(動作論理を有する)及び通信インターフェースが互いに連結されている。
上述したように、センサは、外科用装置と関連付けられたデータを検出し収集するように構成されてもよい。プロセッサは、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任意の1つであってもよい。記憶装置は、動作論理の永久及び一時(ワーキング)コピーを格納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。
様々な例において、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。これらの例の場合、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。別の例において、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、それ自体で判断するか、ホストコンピュータからの命令に応答するかに関わらず、動作論理は、ユーザに対するフィードバックを制御し提供するように更に構成されてもよい。
様々な態様において、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。他の例において、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。
様々な態様において、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。通信は、ユーザの身体部位の位置、姿勢、及び/又は運動データと関連付けられる、収集された生体データをホストコンピュータに送信すること、並びに触覚フィードバックと関連付けられるデータをホストコンピュータから周辺装置に送信することを含んでもよい。様々な例において、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一例としては、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェースが挙げられ得るが、それに限定されない。無線通信インターフェースの一例としては、Bluetoothインターフェースが挙げられ得るが、それに限定されない。
様々な例に対し、プロセッサは動作論理と共にパッケージ化されてもよい。様々な例において、プロセッサは動作論理と共にパッケージ化され、SiPを形成してもよい。様々な例において、プロセッサは、動作論理と共に同じダイに統合されてもよい。様々な例において、プロセッサは、動作論理と共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、様々な例が、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、特定の動作を行うか、又は特定の抽象データタイプ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か、又は特定の抽象データタイプを実装する、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むことができる。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技術の実装例は、コンピュータ可読媒体のいくつかの形態にわたって格納及び/又は送信されてもよい。これに関して、コンピュータ可読媒体は、コンピューティング装置が情報を格納しアクセスできるように使用可能な、任意の入手可能な媒体であることができる。いくつかの例は更に、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、メモリ記憶装置を含むローカル及び遠隔両方のコンピュータ記憶媒体に配置されてもよい。情報とプロセッサによって実行される命令とを格納するため、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命令が実行される間、一時変数又は他の中間情報を格納するために使用されてもよい。
いくつかの例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得るが、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により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、論理装置(例えば、プロセッサ)によって実行される論理(例えば、命令、データ、及び/又はコード)によって実装されてもよい。かかる論理は、1つ又は2つ以上のタイプのコンピュータ可読記憶媒体上の論理装置に内部又は外部で格納されてもよい。他の例では、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、回路素子(例えば、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタなど)、集積回路、ASIC、PLD、DSP、FPGA、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含んでもよい、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、オペレーティング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、メソッド、プロシージャ、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)、命令セット、コンピューティングコード、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、語、値、記号、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。一例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、電力レベル、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。
本明細書に記載するモジュールのうちの1つ又は2つ以上は、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る1つ又は2つ以上の組込みアプリケーションを含んでもよい。本明細書に記載するモジュールのうちの1つ又は2つ以上は、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、コントローラのメモリ、及び/又はビットマスクされたROM又はフラッシュメモリ内など、不揮発性メモリ(NVM)を含んでもよいコントローラに格納されてもよい。様々な実現形態では、ファームウェアをROMに格納することで、フラッシュメモリが保存されてもよい。NVMは、例えば、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM、又はダイナミックRAM(DRAM)、ダブルデータレートDRAM(DDRAM)、及び/若しくは同期DRAM(SDRAM)などの電池バックアップ式RAMを含む、他のタイプのメモリを含んでもよい。
いくつかの場合では、様々な態様は製品として実装されてもよい。製品は、1つ又は2つ以上の例の様々な動作を行うための論理、命令及び/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。様々な例では、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含んでいてもよい。それらの例はしかしながら、この文脈に限定されない。
本明細書で開示する例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、特定の動作を行う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か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んでもよい。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例は、何らかの形態のコンピュータ可読媒体に格納され、かつ/又はそれを介して伝達されてもよい。これに関して、コンピュータ可読媒体は、コンピューティング装置が情報を格納しアクセスできるように使用可能な、任意の入手可能な媒体であることができる。いくつかの例は更に、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、制御モジュール、論理、及び/又は論理モジュールは、メモリ記憶装置を含むローカル及び遠隔両方のコンピュータ記憶媒体に配置されてもよい。
加えて、本明細書で説明した態様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、説明した例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、かかる機能要素、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、所与の実装例に対して結合及び/又は分離されてもよく、より多数若しくはより少数の要素又はモジュールによって行われてもよい。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例はそれぞれ、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、又は論理的に可能な他の任意の順序で実施することができる。
特筆すべきこととして、「一例」又は「ある例」への言及は、その例に関連して記述された特定の特徴、構造、又は特色が少なくとも1つの例に含まれることを意味する。「一例において」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例を指すものではない。
特段の具体的な規定がない限り、「処理する(processing)」、「算定する(computing)」、「計算する(calculating)」、「判断する(determining)」などの用語は、レジスタ及び/又はメモリ内の物理量(例えば、電子)として表されるデータを、メモリ、レジスタ、又は他のかかる情報記憶装置、送信、若しくは表示装置内の物理量として同様に表される他のデータへと操作及び/又は変換する、汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGA又は他のプログラマブル論理装置、個別的なゲート若しくはトランジスタ論理、個別ハードウェア要素、又は本明細書に記載した機能を実施するように設計されたそれらの任意の組み合わせなど、コンピュータ若しくはコンピューティングシステム、又は類似の電子コンピューティング装置の動作及び/又はプロセスを指すものであると理解されてもよい。
特筆すべきこととして、いくつかの例は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に用いて説明され得る。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されない。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」及び/又は「連結された」という用語を用いて説明され得る。しかしながら、「連結された」という用語はまた、2つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することがある。例えば、ソフトウェア要素に関して、「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、API、交換メッセージなどを指すことがある。
本明細書に参照により組み込まれると言及されたいかなる特許、刊行物、又は他の開示内容も、全体的に又は部分的に、組み込まれた内容が既存の定義、見解、又は本開示に記載された他の開示内容とあくまで矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれることを認識されたい。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとするが、既存の定義、記載、又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾する任意の文献、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。
本開示は、また、従来の内視鏡及び開腹手術器具に応用できると共に、ロボット支援手術における応用が可能である。
本明細書で開示した器具の諸態様は、1回の使用後に処分するように設計することもできるし、複数回使用するように設計することもできる。一方の場合、又は両方の場合で、各例は、少なくとも1回の使用後に再利用のために再調整を行うことができる。再調整は、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、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含み得る。具体的には、器具の各例は分解されてもよく、また、器具の任意の数の特定の部分又は部品が、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、器具の各例は、再調整用の施設で、又は外科的処置の直前に外科チームによってのいずれかで、その後の使用のために再組み立てされてよい。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は認識するであろう。かかる技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、全て本発明の範囲内にある。
例示のみの目的であるが、本明細書で述べた各態様は手術に先立って処理することができる。最初、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、密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、ガンマ線、X線、又は高エネルギー電子線などの容器を透過し得る放射線野に置くことができる。放射線は器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。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、過酸化プラズマ、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。
本明細書に記載される要素(例えば、動作)、装置、目的、及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されるであろう。結果として、本明細書で使用するとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、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、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、特定の要素(例えば、動作)、装置、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。
本明細書におけるほぼ全ての複数形及び/又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び/又は用法に則して複数形から単数形に、かつ/又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形/複数形の置換えは、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、種々の他の要素の中に含められた、又はそれらと結合された種々の要素を示している。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現され得ることを理解されたい。構想の意味で、同じ機能性を達成する要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書での任意の2つの要素は、アーキテクチャ又は中間要素に関わらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の2つの要素はまた、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」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の2つの要素はまた、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」であると見なすことができる。動作可能に連結可能であることの特定の例としては、物理的に噛み合い可能な、及び/若しくは物理的に相互作用する要素、並びに/又は無線で相互作用可能な、及び/若しくは無線式で相互作用する要素、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要素が挙げられるが、それらに限定されない。
いくつかの態様は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図され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に接触していることを示すため、「接続された」という用語を使用して記載されることがある。別の例では、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に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して記載されることがある。しかしながら、「連結された」という用語はまた、2つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することがある。
場合によっては、1つ又は2つ以上の要素が、本明細書において、「ように構成される」、「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。当業者に理解されたいこととして、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の要素及び/又は非アクティブ状態の要素及び/又はスタンドバイ状態の要素を包含することができる。
本明細書に記載される主題の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記載される主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正が行われてもよく、したがって添付の特許請求の範囲は、全てのかかる変更及び修正を、本明細書に記載される主題の真の範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書において、また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)において使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである(例えば、「含んで(including)」という用語は、「〜を含んでいるがそれに限定されない(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「〜を少なくとも有する(having at least)」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「〜を含むがそれに限定されない(includes but is not limited to)」と解釈されるべきであるなど)ことが、当業者には理解されるであろう。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、かかる意図は当該クレーム中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、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)」という導入句を、クレーム記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「a」又は「an」という不定冠詞によってクレーム記載を導入した場合に、たとえ同一のクレーム内に「1つ又は2つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句と「a」又は「an」という不定冠詞とが含まれる場合であっても、かかる導入されたクレーム記載を含むいかなる特定のクレームも、かかる記載事項を1つのみ含むクレームに限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は、一般的に、「少なくとも1つの」又は「1つ又は2つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用してクレーム記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
加えて、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、かかる記載は、一般的に、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう(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、一般的に、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」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記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」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記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)。更に、一般的に、2つ又は3つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び/又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、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であることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「A又はB」という句は、一般的に、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されるであろう。
添付の「特許請求の範囲」に関して言えば、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施されてよいことを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆、又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「〜に応答する」、「〜に関連する」といった用語、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、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多数の利益が記載されてきた。上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。1つ又は2つ以上の例は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な例を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
〔実施の態様〕
(1) 外科用器具用アタッチメントを得ることであって、前記外科用器具用アタッチメントはマスタープロセッサを含む、ことと、
外科用器具用ハンドルを得ることであって、前記外科用器具用ハンドルはスレーブプロセッサを含む、ことと、
前記外科用器具用アタッチメントを前記外科用器具用ハンドルに取り付けることと、
前記マスタープロセッサに電力供給することと、
前記外科用器具用ハンドルの前記マスタープロセッサが選択し、前記外科用器具用ハンドルの前記スレーブプロセッサへ向けて発行するコマンドに基づく外科的機能を開始することと、を含む、方法。
(2) 前記外科用器具用ハンドルは、モータを更に含み、前記スレーブプロセッサは、前記モータを制御するように構成されている、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記マスタープロセッサに電力供給することは、前記外科用器具用ハンドルの電源を前記マスタープロセッサに連結することを含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記スレーブプロセッサからの情報を要求することを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記スレーブプロセッサによって提供される前記情報に基づいて前記コマンドを選択することを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(1) 外科用器具用アタッチメントを得ることであって、前記外科用器具用アタッチメントはマスタープロセッサを含む、ことと、
外科用器具用ハンドルを得ることであって、前記外科用器具用ハンドルはスレーブプロセッサを含む、ことと、
前記外科用器具用アタッチメントを前記外科用器具用ハンドルに取り付けることと、
前記マスタープロセッサに電力供給することと、
前記外科用器具用ハンドルの前記マスタープロセッサが選択し、前記外科用器具用ハンドルの前記スレーブプロセッサへ向けて発行するコマンドに基づく外科的機能を開始することと、を含む、方法。
(2) 前記外科用器具用ハンドルは、モータを更に含み、前記スレーブプロセッサは、前記モータを制御するように構成されている、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記マスタープロセッサに電力供給することは、前記外科用器具用ハンドルの電源を前記マスタープロセッサに連結することを含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記スレーブプロセッサからの情報を要求することを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記スレーブプロセッサによって提供される前記情報に基づいて前記コマンドを選択することを更に含む、実施態様1に記載の方法。
(6) 前記マスタープロセッサは、複数の制御モジュールを含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記制御モジュールは、ソフトウェア及びファームウェアを含む、実施態様6に記載の方法。
(8) 前記スレーブプロセッサは、ディスプレイを制御するように構成されている、実施態様1に記載の方法。
(9) スレーブ側制御システムを含むハンドルと、
マスター制御システムを含むアタッチメントアセンブリと、を含み、
前記マスター制御システムは、前記スレーブ側制御システムと通信しており、前記マスター制御システムは、前記スレーブ側制御システムに向けてコマンドを発行するように構成されている、モジュール式外科用システム。
(10) 前記マスター制御システムは、複数の制御モジュールを含む、実施態様9に記載のモジュール式外科用システム。
(7) 前記制御モジュールは、ソフトウェア及びファームウェアを含む、実施態様6に記載の方法。
(8) 前記スレーブプロセッサは、ディスプレイを制御するように構成されている、実施態様1に記載の方法。
(9) スレーブ側制御システムを含むハンドルと、
マスター制御システムを含むアタッチメントアセンブリと、を含み、
前記マスター制御システムは、前記スレーブ側制御システムと通信しており、前記マスター制御システムは、前記スレーブ側制御システムに向けてコマンドを発行するように構成されている、モジュール式外科用システム。
(10) 前記マスター制御システムは、複数の制御モジュールを含む、実施態様9に記載のモジュール式外科用システム。
(11) 前記ハンドルは、電池を更に含み、前記電池は、前記アタッチメントアセンブリが前記ハンドルに連結されたとき、前記マスター制御システムに自動的に電力供給するように構成されている、実施態様9に記載のモジュール式外科用システム。
(12) 前記アタッチメントアセンブリは、モータを更に含み、前記スレーブ側制御システムは、前記モータを制御するように構成されている、実施態様9に記載のモジュール式外科用システム。
(13) 外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けて、外科用器具を形成することと、
前記外科用器具用アタッチメントのマスタープロセッサに電力供給することと、
前記外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、前記スレーブプロセッサは、前記外科用器具用ハンドルのモータを制御するように構成されている、ことと、
前記マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいて、前記モータの動作に影響を与えることと、を含む、方法。
(14) 前記マスタープロセッサに電力供給することは、前記外科用器具用ハンドルの電池を前記マスタープロセッサに連結することを含む、実施態様13に記載の方法。
(15) 前記マスタープロセッサが、制御システムからの情報を要求することを更に含む、実施態様14に記載の方法。
(12) 前記アタッチメントアセンブリは、モータを更に含み、前記スレーブ側制御システムは、前記モータを制御するように構成されている、実施態様9に記載のモジュール式外科用システム。
(13) 外科用器具用アタッチメントを外科用器具用ハンドルに取り付けて、外科用器具を形成することと、
前記外科用器具用アタッチメントのマスタープロセッサに電力供給することと、
前記外科用器具用ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、前記スレーブプロセッサは、前記外科用器具用ハンドルのモータを制御するように構成されている、ことと、
前記マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいて、前記モータの動作に影響を与えることと、を含む、方法。
(14) 前記マスタープロセッサに電力供給することは、前記外科用器具用ハンドルの電池を前記マスタープロセッサに連結することを含む、実施態様13に記載の方法。
(15) 前記マスタープロセッサが、制御システムからの情報を要求することを更に含む、実施態様14に記載の方法。
(16) 前記制御システムが、前記要求された情報を前記マスタープロセッサに向けて送信することを更に含む、実施態様15に記載の方法。
(17) 前記要求された情報は、前記外科用器具において検出された少なくとも1つの状態を含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記マスタープロセッサが、前記要求された情報に基づき、前記少なくとも1つのコマンドを選択することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記マスタープロセッサからの前記少なくとも1つのコマンドに基づく外科的機能を実行することを更に含む、実施態様13に記載の方法。
(20) 前記外科用器具用ハンドルの第2のスレーブプロセッサを特定することと、前記第2のスレーブプロセッサに向けて少なくとも1つのコマンドを発行することと、を更に含む、実施態様13に記載の方法。
(17) 前記要求された情報は、前記外科用器具において検出された少なくとも1つの状態を含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記マスタープロセッサが、前記要求された情報に基づき、前記少なくとも1つのコマンドを選択することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記マスタープロセッサからの前記少なくとも1つのコマンドに基づく外科的機能を実行することを更に含む、実施態様13に記載の方法。
(20) 前記外科用器具用ハンドルの第2のスレーブプロセッサを特定することと、前記第2のスレーブプロセッサに向けて少なくとも1つのコマンドを発行することと、を更に含む、実施態様13に記載の方法。
Claims (19)
- モジュール式外科用システムであって、
ハンドルであって、スレーブプロセッサを含むスレーブ側制御システムを含む、ハンドルと、
それぞれが前記ハンドルに取り付け可能な複数のアタッチメントアセンブリであって、それぞれが制御モジュールとマスタープロセッサとを含むマスター制御システムを含む、複数のアタッチメントアセンブリと、を含み、
前記マスタープロセッサは前記スレーブプロセッサを特定し、かつ、前記制御モジュールに存在する予めプログラムされたルーチンに基づいて、特定された前記スレーブプロセッサに向けてコマンドを発行するように構成されており、
前記複数のアタッチメントアセンブリのそれぞれは、前記ハンドルに付け替え可能に構成されており、
前記複数のアタッチメントアセンブリのそれぞれの前記制御モジュールは、その制御モジュールが格納されたアタッチメントアセンブリの特異的な外科的機能を実行するための、前記予めプログラムされたルーチンを含む、モジュール式外科用システム。 - 前記マスター制御システムは、複数の前記制御モジュールを含む、請求項1に記載のモジュール式外科用システム。
- 前記ハンドルは、電池を更に含み、前記電池は、前記アタッチメントアセンブリが前記ハンドルに連結されたとき、前記マスター制御システムに自動的に電力供給するように構成されている、請求項1に記載のモジュール式外科用システム。
- 前記モジュール式外科用システムは、モータを更に含み、前記スレーブ側制御システムは、前記モータを制御するように構成されている、請求項1に記載のモジュール式外科用システム。
- 請求項1に記載のモジュール式外科用システムの作動方法であって、
前記アタッチメントアセンブリが前記ハンドルに取り付けられたときに、電源が前記マスタープロセッサに電力供給することと、
前記アタッチメントアセンブリの前記マスタープロセッサが選択し、前記ハンドルの前記スレーブプロセッサへ向けて発行する前記コマンドに基づいて、前記アタッチメントアセンブリが外科的機能を開始することと、を含む、方法。 - 前記アタッチメントアセンブリが前記ハンドルに取り付けられたときに、前記ハンドルの前記電源が前記マスタープロセッサに電力供給するように構成されている、請求項5に記載の方法。
- 前記マスタープロセッサが前記スレーブプロセッサからの情報を要求することを更に含む、請求項5に記載の方法。
- 前記スレーブプロセッサによって提供される前記情報に基づいて、前記マスタープロセッサが前記コマンドを選択することを更に含む、請求項7に記載の方法。
- 前記マスタープロセッサは、複数の前記制御モジュールを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記制御モジュールは、ソフトウェア及びファームウェアを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記スレーブプロセッサは、ディスプレイを制御するように構成されている、請求項5に記載の方法。
- モジュール式外科用システムの作動方法であって、
アタッチメントアセンブリがハンドルに取り付けられたときに、電源が前記アタッチメントアセンブリのマスタープロセッサに電力供給することであって、前記アタッチメントアセンブリが前記マスタープロセッサと制御モジュールとを含む、ことと、
前記マスタープロセッサが前記ハンドルのスレーブプロセッサを特定することであって、前記スレーブプロセッサは、前記ハンドルのモータを制御するように構成されている、ことと、
特定された前記スレーブプロセッサが、前記制御モジュールに存在する予めプログラムされたルーチンに基づいた前記マスタープロセッサからの少なくとも1つのコマンドに基づいて、前記モータの動作に影響を与えることと、を含み、
前記アタッチメントアセンブリは、前記ハンドルに付け替え可能に構成されており、
前記アタッチメントアセンブリのそれぞれの前記制御モジュールは、その制御モジュールが格納されたアタッチメントアセンブリの特異的な外科的機能を実行するための、前記予めプログラムされたルーチンを含む、方法。 - 前記アタッチメントアセンブリが前記ハンドルに取り付けられたときに、前記ハンドルの前記電源が前記マスタープロセッサに電力供給するように構成されている、
請求項12に記載の方法。 - 前記マスタープロセッサが、前記制御モジュールからの情報を要求することを更に含む、請求項13に記載の方法。
- 前記制御モジュールが、前記要求された情報を前記マスタープロセッサに向けて送信することを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記要求された情報は、前記モジュール式外科用システムにおいて検出された少なくとも1つの状態を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記マスタープロセッサが、前記要求された情報に基づき、前記少なくとも1つのコマンドを選択することを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 前記アタッチメントアセンブリが、前記マスタープロセッサからの前記少なくとも1つのコマンドに基づく外科的機能を実行することを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記マスタープロセッサが、前記ハンドルの第2のスレーブプロセッサを特定することと、前記第2のスレーブプロセッサに向けて少なくとも1つのコマンドを発行することと、を更に含む、請求項12に記載の方法。
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