JP2020533047A - 実質臓器を切断及び溶接するための電動外科用システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、ロボット外科手術用システム10の例示的な一実施形態を示す。図示するように、システム10は、少なくとも1つのコントローラ14と、少なくとも1つのアームカート18と、を備える。アームカート18は、1つ又は2つ以上のロボットマニピュレータ若しくはアーム20に機械的にかつ/又は電気的に結合されていてもよい。各ロボットアーム20は、患者24に対して様々な外科的作業を実施するための1つ又は2つ以上の外科用器具22を備える。アーム20及び外科用器具22を含むアームカート18の動作を、ユーザ12(臨床医など)がコントローラ14から指示することができる。
超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科手技におけるますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び動作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を同時又はほぼ同時にもたらし、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。このような超音波外科用器具は、ロボット支援手術を含む切開手術、腹腔鏡手術又は内視鏡手術用に構成することができる。
図6〜図8に示すように、エンドエフェクタ150は、クランプアーム152及び超音波ブレード160を含むことができる。クランプアーム152は、超音波ブレード160に対向してクランプアーム152の下側に固定されるクランプパッド154を含む。クランプアーム152は、第1のリブ付き本体部分132の遠位に突出する舌状部133(図7及び図8)に枢動可能に固定することができる。第1のリブ付き本体部分132は、以下により詳細に記載されるように、関節運動部分130の一部を形成することができる。クランプアーム152は、組織をクランプアーム152と超音波ブレード160との間に選択的にクランプするために、超音波ブレード160に向かって、及び超音波ブレード160から離れて選択的に枢動するように動作可能である。一対のアーム156が、クランプアーム152に対して横方向に延在して、アーム156間に側方に延在するピン170に固定されている。ロッド174が、ピン170に固定されている。ロッド174は、クロージャ管176から遠位に延在して、クロージャ管176に一体的に固定されている。
シャフト組立体110は、インターフェース組立体200から遠位に延在し得る。関節運動部分130は、シャフト組立体110の遠位端に位置してもよく、エンドエフェクタ150は、関節運動部分130に対して遠位に位置している。シャフト組立体110は、駆動特徴部と、インターフェース組立体200を関節運動部分130及びエンドエフェクタ150と結合させる上記の音響伝達特徴部とを封入する外側シース112を含んでもよい。シャフト組立体110は、インターフェース組立体200に対して、外側シース112によって画定された長手軸の周りを回転可能である。そのような回転は、エンドエフェクタ150、関節運動部分130及びシャフト組立体110の一体的な回転を提供し得る。当然のことながら、回転可能な特徴部は、所望であれば単純に省略されてもよい。
図5及び図14〜図18に、インターフェース組立体200をより詳細に示す。図示するように、インターフェース組立体200は、ベース202と、ハウジング204とを含む。ハウジング204は図4のみに示され、明瞭さのために図5及び図14〜図18から省略されている。ハウジング204は、駆動構成部品を封入するシェルも含むことができる。いくつかの実施形態では、ハウジング204は、器具100を識別するように構成される電子回路基板、チップ及び/又はその他の特徴部も含むことができる。
使用時には、アームカート40が、トロカールを介して患者内にエンドエフェクタ150を挿入するために使用され得る。関節運動部分130が、実質的に直線であってもよく、クランプアーム152が、エンドエフェクタ150及びシャフト組立体110の一部がトロカールを介して挿入された時、超音波ブレード160の方に枢動されてもよい。駆動シャフト224が、エンドエフェクタ150を組織に対する所望の角度方位にて位置決めするために、対応するディスク220と結合されるドック72の駆動特徴部を介して回転され得る。駆動シャフト244が、その後、エンドエフェクタ150を患者の解剖構造に対して所望の位置及び配向にて位置決めするために、シャフト組立体110の関節運動部分130を枢動又は屈曲させるために対応するディスク240と結合されるドック72の駆動特徴部を介して回転され得る。駆動シャフト264が、その後、クランプアーム152を枢動させて超音波ブレード160から離れて、その結果、エンドエフェクタ150を効果的に開くために対応するディスク260と結合されるドック72の駆動特徴部を介して回転され得る。
A.制御システム
制御システム39は、組織を切断、凝固、及び封止するための1つ又は2つ以上の処置プロトコルを実施するように構成され得る。以下に詳細に述べるように、制御システム39は、本明細書でデジタルデータ処理システム及びプログラム可能なシステムとも称され得る1つ又は2つ以上のコンピュータシステムを使用して実装され得る。
上述のように、超音波外科用器具を使用した組織の切断、凝固及び封止は、超音波ブレードからの圧力と超音波ブレードの超音波振動との組み合わせによって達成され得る。このプロセスを、図20A〜図20Cに概略的に例示する。図20Aは、超音波外科用器具と接触する前の血管2000の断面を示す。図示されるように、血管2000は、外側層又は外膜2002、中間層又は中膜2004、及び内側層又は内膜2006を含み得る。十分な圧縮力又はクランプ力Fcが血管2000に加えられると、中間層2004が破断し、外側層2002及び内側層2006のみが無傷のまま残り得る。続いて、図20Cに更に示すように、クランプ力Fcを維持しながら、超音波エネルギーを超音波外科用器具の超音波ブレードに印加することができる。超音波ブレードの振動は、機械的エネルギーを血管2000に伝達し、水素結合を破壊し、摩擦によって熱を発生させることができる。この摩擦熱は、血管2000内のタンパク質を変性させて、血管2000を封止することの可能な凝塊2010を形成することができる。血管2000が封止された後に、超音波ブレードの振動を使用して血管2000を切断することも可能である。
一般に、上述したように、エンドエフェクタ150は、組織をクランプし、切断し、凝固させるように構成され得る。一例として、エンドエフェクタ150は、クランプアーム152と超音波ブレード160との間に組織を受容するように構成することができ、開位置でのクランプアーム152と超音波ブレード160との間の距離は、所定の厚さの組織を受容する寸法とすることができる。超音波ブレード160に向かうクランプアーム152の動きは、クランプアーム152と超音波ブレード160との間に配置された組織にクランプ力を加えることができ、一方、超音波ブレード160への超音波エネルギー(例えば、超音波周波数での機械的振動)の伝達は、組織を凝固させて切断することができる。
上記のように、ロボット手術では、ユーザ12、12’が得られる直接的な触覚フィードバックが従来の手動式外科用器具と比較して少ない場合がある。この触覚フィードバックの欠如により、組織の切断が完了したかどうかが不確実となってしまう可能性がある。したがって、ユーザ12、12’は、外科用器具がクランプされて、超音波振動が超音波ブレード160に伝達されている間、外科用器具100によって形成された封止を視覚化及び検証するために、外科用器具の回転に時間がかかる場合がある。しかしながら、組織の切断が完了し、クランプアーム152が完全に閉じられている状況では、クランプパッド154が振動している超音波ブレード160と接触する可能性がある。超音波ブレード160は、クランプパッド154と長時間接触したままにすると、クランプパッド154を切断及び/又は燃焼させてしまうおそれがある。損傷の程度によっては、クランプパッド154の交換が必要となる場合があり、これには時間と経費がかかる。したがって、制御システム39の実施形態は、超音波外科用器具100の使用中のクランプパッド154の損傷を阻止するように構成され得る。
外科用器具22などの超音波外科用器具の使用時に、張力を加えて組織の切断を完了することが有益な場合がある。この張力は、組織切断の完了を加速し、超音波外科用器具100内への熱蓄積を制限し、組織切断の比較的迅速な完了によって、クランプパッドの損傷(例えば、パッド焼け)を阻止することができる。ただし、ロボット外科用器具が完全に静止したままであるために、ロボット外科用器具を使用してわずかな張力をかけることが困難な場合があり得る。したがって、制御システム39の実施形態は、組織切断の終了間際に組織に十分な張力を加えるように構成可能である。
上述のように、超音波外科用器具100の実施形態は、関節運動部分130を使用して、エンドエフェクタ150の屈曲などの関節運動を可能にするように構成され得る。一例として、超音波外科用器具100の長手軸に対するエンドエフェクタ150の関節運動角度は、駆動シャフト244の回転によって制御され得る。しかしながら、関節運動角度が増加すると、超音波ブレード160に伝達される超音波振動が減衰する可能性がある。したがって、制御システム39の実施形態は、この減衰を補償するように構成される。
更なる実施形態では、外科用器具100は、単独で又は超音波振動と組み合わせて、高周波(RF)エネルギーの印加によって組織を凝固させるように構成され得る。RFエネルギーは、約200キロヘルツ(kHz)〜約1メガヘルツ(MHz)の周波数範囲であり得る電気エネルギーの一形態である。以下により詳細に説明するように、器具100は、組織を通じて低周波数RFエネルギーを伝達することができ、これはイオン撹拌又は摩擦、すなわち抵抗加熱を生じさせ、これによって組織の温度を上昇させることができる。多くの場合、罹患組織と周囲組織との間にはっきりとした境界が作り出されるため、ユーザ12、12’は、隣接する非標的組織を犠牲にすることなく、高レベルの正確性及び制御で手術することができる。RFエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は彫刻しつつ同時に血管を封止する上で有用であり得る。RFエネルギーは、主にコラーゲンから構成されて加熱されると収縮する結合組織に特によく作用し得る。
組織へのRFエネルギーの送達に電動外科用器具を使用する場合、組織に加えられるクランプ力が所定の範囲に達する前は組織へのRFエネルギーの送達を阻止することが望ましくてもよい。クランプ力がこの範囲内に達し、次いでRFエネルギーが組織に送達されると、組織の厚さが動的に変化する(例えば、減少する)間であっても、外側層2002及び内側層2006を適切に封止することができる。
更なる実施形態では、制御システム39は、組織に送達されるエネルギー(例えば、超音波振動、RFエネルギー及びこれらの組み合わせ)に基づいて、エンドエフェクタによってクランプされた組織に加えられる圧縮力を変化させるように構成され得る。この柔軟性により、組み合わせ式の電動外科用器具が、大きな組織の切断に使用される「フェザリング」技術を実施する一方で、切断前にそのような組織を焼灼し、血管を適切に凝固させて封止することが可能となる。
本明細書に記載される器具のバージョンのいずれも、上述されるものに加えて、又はそれらの代わりに、様々なその他の特徴を含み得ると理解されたい。単なる例として、本明細書に記載される器具のいずれも、本明細書に参照により組み込まれる様々な参考文献のいずれかにおいて開示される様々な特徴のうちの1つ又は2つ以上も含むことができる。
(1) 外科用システムであって、
シャフトと、その遠位端に形成されたエンドエフェクタとを含む外科用ツールであって、前記エンドエフェクタは、クランプ要素及び超音波ブレードを有し、前記クランプ要素は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプして処置するために、前記超音波ブレードに対して移動可能である、外科用ツールと、
前記クランプ要素を開いた構成から閉じた構成へと前記超音波ブレードに向かって所定のクランプ速度(vc)で選択的に移動させるように構成された閉鎖機構と、
制御システムであって、
所定のクランプ力閾値(Fo)が達成されるまで、vcを最小クランプ速度(vmin)よりも大きい第1のクランプ速度(vc1)に維持し、
Foへの到達に必要な時間量及びFoの達成に必要な前記クランプ要素の変位量のうちの少なくとも1つを含む閉鎖パラメータを求め、
前記閉鎖パラメータに基づいて組織特性を判定し、
フェザリング処置(feathering treatment)において、判定された前記組織特性に基づくフェザリング処置プロトコルに従って前記超音波ブレードにエネルギーを送達して、組織を処置する、
ように構成されている、制御システムと、を備える、外科用システム。
(2) Foが、前記クランプ要素と、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織との接触から生じる力である、実施態様1に記載のシステム。
(3) 前記フェザリング処置が、クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織を凝固させるのに有効である、実施態様1に記載のシステム。
(4) 前記組織特性が、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織の厚さである、実施態様1に記載のシステム。
(5) 前記組織の厚さが所定の厚さ未満であり、前記制御システムが、
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織に印加されるクランプ力が所定の第2の処置力(F2)未満である間、vcを第3のクランプ速度(vc3)に維持することと、
前記クランプ力のF2への上昇に応答して、残りの前記フェザリング処置の間は、vcをvc3から第4のクランプ速度(vc4)まで減少させることであって、vc4は前記クランプ力をF2未満に維持するように構成されている、減少させることと、
により、前記フェザリング処置プロトコルで、動作するように構成されている、実施態様4に記載のシステム。
(7) 前記組織の厚さが所定の厚さよりも大きく、前記制御システムが、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織にクランプ力をほぼ一定の第1の処置力(F1)で印加することにより、前記フェザリング処置プロトコルで、動作するように構成されている、実施態様4に記載のシステム。
(8) 前記制御システムが、
vcをvminにほぼ等しいレベルまで減少させ、
前記クランプ力を、残りの前記フェザリング処置の間は、F1と第2の処置力(F2)未満との間のレベルまで増加させる、
ように構成されている、実施態様7に記載のシステム。
(9) F1が前記判定された組織特性に基づく、実施態様7に記載のシステム。
(10) 前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織に高周波エネルギーを送達するように構成された電極を更に備える、実施態様1に記載のシステム。
(12) 前記制御システムが、予め選択されたトリガ条件が満たされていることの検出に応答して、前記封止処置を実行するように更に構成されている、実施態様11に記載のシステム。
(13) トリガ条件は、前記クランプ要素が前記超音波ブレードから所定の距離まで移動することである、実施態様12に記載のシステム。
(14) 前記トリガ条件は、vcが速度設定点から所定の速度閾値だけ逸脱していることである、実施態様12に記載のシステム。
(15) 前記トリガ条件が、所定量の最大クランプ力Fmaxでクランプ力を印加することである、実施態様12に記載のシステム。
シャフト及びエンドエフェクタを含む外科用ツールのモータを作動させることであって、前記エンドエフェクタは、前記シャフトの遠位端に形成されており、クランプ要素と超音波トランスデューサに連結された超音波ブレードとを有し、前記クランプ要素は、前記超音波ブレードに対して、前記クランプ要素の開位置と閉位置との間で、組織クランプ位置まで所定のクランプ速度(vc)で移動可能である、作動させることと、
所定のクランプ力閾値(Fo)が達成されるまで、vcを最小クランプ速度(vmin)よりも大きい第1のクランプ速度(vc1)に維持することと、
Foへの到達に必要な時間量(tc)及びFoの達成に必要な前記クランプ要素の変位量δcのうちの少なくとも1つを含む閉鎖パラメータを求めることと、
前記閉鎖パラメータに基づいて組織特性を判定することと、
フェザリング処置において、判定された前記組織特性に基づくフェザリング処置プロトコルに従って前記超音波ブレードにエネルギーを送達して、組織を処置することと、を含む、方法。
(17) Foが、前記クランプ要素と、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織との接触から生じる力である、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記フェザリング処置が、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織を焼灼するのに有効である、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記組織特性が、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織の厚さである、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記組織の厚さが所定の厚さ未満であると判定することと、
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織に印加されるクランプ力が所定の第2の処置力(F2)未満である間、vcを第3のクランプ速度(vc3)に維持することと、
前記クランプ力のF2への上昇に応答して、残りの前記フェザリング処置の間は、vcをvc3から第4のクランプ速度(vc4)まで減少させることであって、vc4は前記クランプ力をF2未満に維持するように構成されている、減少させることと、を更に含む、実施態様19に記載の方法。
(22) 前記組織の厚さが所定の厚さよりも大きいと判定することと、
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織に第1の処置力F1を印加することと、を更に含む、実施態様19に記載の方法。
(23) vcをvminにほぼ等しいレベルまで減少させることと、
前記第1の処置力を、残りの前記フェザリング処置の間は、F1と第2の処置力F2との間のレベルまで増加させることと、を更に含む、実施態様22に記載の方法。
(24) F1が前記判定された組織特性に基づく、実施態様22に記載の方法。
(25) 前記フェザリング処置の間は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織に高周波エネルギーを送達することを更に含む、実施態様16に記載の方法。
(27) 前記フェザリング処置後に発生する封止処置において、封止処置プロトコルに従って、超音波エネルギー及び高周波エネルギーのうちの少なくとも一方を送達して、前記組織を処置すること、前記封止処置は、前記組織を凝固させて切断するように構成されている、実施態様25に記載の方法。
(28) 予め選択されたトリガ条件が満たされていることの検出に応答して、前記封止処置を実行することを更に含む、実施態様27に記載の方法。
(29) トリガ条件は、前記閉鎖機構が前記超音波ブレードからの所定の距離まで移動することである、実施態様28に記載の方法。
(30) 前記トリガ条件は、vcが速度設定点から所定の速度閾値だけ逸脱していることである、実施態様28に記載の方法。
(32) 外科用システムであって、
シャフトと、その遠位端に形成されたエンドエフェクタとを含む外科用ツールであって、前記エンドエフェクタは、クランプ要素と、超音波トランスデューサに動作可能に連結された超音波ブレードとを有し、前記クランプ要素は、前記超音波ブレードへの通電時に第1の組織処置が行われるように、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプするために、前記超音波ブレードに対して移動可能である、外科用ツールと、
前記クランプ要素を当初の開位置から組織クランプ位置まで選択的に変位させるように構成された閉鎖機構と、
前記閉鎖機構に動作可能に連結されたモータと、
前記モータと通信を行う制御システムであって、前記第1の組織処置の結果として前記組織に生じた変化に応答するために、前記第1の組織処置の間は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織に加えられる所定の組織クランプ力を、最小処置力と最大処置力との間の所望の範囲内に動的に制御するように構成された、制御システムと、を備える、外科用システム。
(33) 前記制御システムは、組織に加えられる前記クランプ力が前記最小処置力未満であり、かつ前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小量を超えて離れている時に、指令位置の受信に応答して前記クランプ要素の位置を制御するように構成されている、実施態様32に記載のシステム。
(34) 前記制御システムは、組織に加えられる前記クランプ力が前記最小処置力を超えているか、又は前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小量未満離れている時に、前記クランプ要素の前記位置を動的に制御して前記所定の組織クランプ力を維持するように構成されている、実施態様32に記載のシステム。
(35) 前記制御システムが、前記第1の組織処置の間、前記組織クランプ力を前記所望の範囲内に維持するために、モータトルクを所定の範囲内に制御するように構成されている、実施態様34に記載のシステム。
(37) 前記システムが、前記クランプ要素に連結され、かつ高周波発生器に作動可能に連結された電極を更に備え、前記電極は、前記高周波発生器から高周波エネルギーを受信すると、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された前記組織に対して第2の組織処置を提供するように構成されている、実施態様32に記載のシステム。
(38) 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量を超えて離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギー未満の高周波エネルギーの送達を可能にする、
ように構成されている、実施態様37に記載のシステム。
(39) 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量未満離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を可能にする、
ように構成されている、実施態様37に記載のシステム。
(40) 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小距離を超えて離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を阻止する、
ように構成されている、実施態様37に記載のシステム。
(42) 組織を処置する方法であって、
シャフト及びエンドエフェクタを含む外科用ツールのモータを作動させることであって、前記エンドエフェクタは、前記シャフトの遠位端に形成されており、クランプ要素と超音波トランスデューサに連結された超音波ブレードとを有し、前記クランプ要素は、前記モータの作動に応答して、前記超音波ブレードに対して、前記クランプ要素の開位置と閉位置との間で、組織クランプ位置まで移動可能である、作動させることと、
前記モータを使用して、前記クランプ要素が所定の最小処置クランプ力にほぼ等しいクランプ力を印加する第1の組織クランプ位置に前記クランプ要素の前記位置を調節することと、
印加された前記クランプ力が前記最小処置クランプ力以上となった後に、前記超音波トランスデューサから前記超音波ブレードに超音波エネルギーを伝達することと、
前記超音波エネルギーが前記超音波ブレードに伝達されている間に、前記最小処置クランプ力と所定の最大処置クランプ力との間の目標クランプ力を印加するように、前記クランプ要素の前記位置を前記モータを使用して調節することと、を含む、方法。
(43) 組織に加えられる前記クランプ力が前記最小処置力未満であり、かつ前記クランプ要素の位置が前記閉位置から所定の最小量を超えて離れている時に、指令位置の受信に応答して前記クランプ要素の前記位置を制御することを更に含む、実施態様42に記載の方法。
(44) 前記クランプ力が前記最小処置力を超えているか、又は前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小量未満離れている時に、前記クランプ要素の前記位置を動的に制御して前記目標クランプ力を維持することを更に含む、実施態様42に記載の方法。
(45) 前記第1の組織処置の間、前記組織クランプ力を前記所望の範囲内に維持するために、モータトルクを所定の範囲内に制御することを更に含む、実施態様44に記載の方法。
(47) 前記クランプ要素に連結された電極に高周波エネルギーを送達することを更に含む、実施態様42に記載の方法。
(48) 前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求めることと、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量を超えて離れている場合に、前記電極へ所定の閾値エネルギー未満の高周波エネルギーを送達することと、を更に含む、実施態様47に記載の方法。
(49) 前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求めることと、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量未満離れている場合に、前記電極へ所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーを送達することと、を更に含む、実施態様47に記載の方法。
(50) 前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求めることと、
前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小距離を超えて離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を阻止することと、を更に含む、実施態様47に記載の方法。
(52) 外科用システムであって、
超音波ブレード及びクランプ要素を有するエンドエフェクタであって、前記超音波ブレードは、超音波トランスデューサから超音波振動を受け取るように構成されており、前記クランプ要素は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプし、超音波振動が前記超音波ブレードから前記組織に印加されると前記組織を処置するように構成されている、エンドエフェクタと、
長手軸と、遠位端に配置された前記エンドエフェクタとを有するシャフト組立体であって、前記エンドエフェクタが前記シャフト組立体の前記長手軸と整列している時の約0度の最小関節運動角度と、前記エンドエフェクタが前記シャフト組立体の前記長手軸と整列していない時のいずれかの方向の最大非ゼロ関節運動角度との間の関節運動角度にて、前記長手軸から離れて前記エンドエフェクタを偏向させるように動作可能な関節運動部分を含む、シャフト組立体と、
前記エンドエフェクタ及び前記シャフト組立体に連結され、前記エンドエフェクタ及び前記シャフト組立体の移動を駆動するように構成された1つ以上の駆動シャフトを有する、インターフェース組立体と、
前記超音波ブレードによって受け取られる超音波振動の振幅を、前記エンドエフェクタの前記関節運動角度の増加に伴って前記振幅が増加するように制御するように構成された制御システムと、を備える、外科用システム。
(53) 前記制御システムが、前記エンドエフェクタの前記関節運動角度を調節するように動作可能な第1の駆動シャフトの回転を測定するように構成されている、実施態様52に記載のシステム。
(54) 前記制御システムが、前記第1の駆動シャフトの測定された回転に基づいて、前記超音波振動の前記振幅を制御するように構成されている、実施態様53に記載のシステム。
(55) 前記制御システムが、前記エンドエフェクタの関節運動中に前記超音波振動の前記振幅を制御するように構成されている、実施態様54に記載のシステム。
(57) 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間でほぼ一定である、実施態様56に記載のシステム。
(58) 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間で変化する、実施態様56に記載のシステム。
(59) 組織を処置する方法であって、
モータを作動させて、長手軸と、遠位端に配置された、クランプ要素及び超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、を有するシャフト組立体を、前記エンドエフェクタが前記シャフト組立体の前記長手軸と整列している時の約0度の最小関節運動角度と、前記エンドエフェクタが前記シャフトの前記長手軸と整列していない時のいずれかの方向の最大非ゼロ関節運動角度との間の関節運動角度にて、偏向させることと、
超音波発生器によって前記超音波ブレードに超音波振動を伝達して、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間にクランプされた組織を凝固させるか又は切断することと、
前記超音波振動の振幅を、前記エンドエフェクタの関節運動の増加に伴って前記振幅が増加するように前記超音波発生器によって変化させることと、を含む、方法。
(60) 前記シャフト組立体に連結され、前記エンドエフェクタの前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間での関節運動を駆動するように構成された駆動シャフトの回転を測定することを更に含む、実施態様59に記載の方法。
(62) 前記エンドエフェクタの関節運動中に前記超音波振動の前記振幅を変化させることを更に含む、実施態様61に記載の方法。
(63) 前記エンドエフェクタの前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間での関節運動に対する前記超音波振動の振幅の変化率を変化させることを更に含む、実施態様59に記載の方法。
(64) 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間でほぼ一定である、実施態様63に記載の方法。
(65) 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間で変化する、実施態様63に記載の方法。
Claims (32)
- 外科用システムであって、
シャフトと、その遠位端に形成されたエンドエフェクタとを含む外科用ツールであって、前記エンドエフェクタは、クランプ要素及び超音波ブレードを有し、前記クランプ要素は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプして処置するために、前記超音波ブレードに対して移動可能である、外科用ツールと、
前記クランプ要素を開いた構成から閉じた構成へと前記超音波ブレードに向かって所定のクランプ速度(vc)で選択的に移動させるように構成された閉鎖機構と、
制御システムであって、
所定のクランプ力閾値(Fo)が達成されるまで、vcを最小クランプ速度(vmin)よりも大きい第1のクランプ速度(vc1)に維持し、
Foへの到達に必要な時間量及びFoの達成に必要な前記クランプ要素の変位量のうちの少なくとも1つを含む閉鎖パラメータを求め、
前記閉鎖パラメータに基づいて組織特性を判定し、
フェザリング処置において、判定された前記組織特性に基づくフェザリング処置プロトコルに従って前記超音波ブレードにエネルギーを送達して、組織を処置する、
ように構成されている、制御システムと、を備える、外科用システム。 - Foが、前記クランプ要素と、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織との接触から生じる力である、請求項1に記載のシステム。
- 前記フェザリング処置が、クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織を凝固させるのに有効である、請求項1に記載のシステム。
- 前記組織特性が、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織の厚さである、請求項1に記載のシステム。
- 前記組織の厚さが所定の厚さ未満であり、前記制御システムが、
前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織に印加されるクランプ力が所定の第2の処置力(F2)未満である間、vcを第3のクランプ速度(vc3)に維持することと、
前記クランプ力のF2への上昇に応答して、残りの前記フェザリング処置の間は、vcをvc3から第4のクランプ速度(vc4)まで減少させることであって、vc4は前記クランプ力をF2未満に維持するように構成されている、減少させることと、
により、前記フェザリング処置プロトコルで、動作するように構成されている、請求項4に記載のシステム。 - vc3及びvc4がそれぞれほぼ一定である、請求項5に記載のシステム。
- 前記組織の厚さが所定の厚さよりも大きく、前記制御システムが、前記クランプアームと前記超音波ブレードとの間に配置された組織にクランプ力をほぼ一定の第1の処置力(F1)で印加することにより、前記フェザリング処置プロトコルで、動作するように構成されている、請求項4に記載のシステム。
- 前記制御システムが、
vcをvminにほぼ等しいレベルまで減少させ、
前記クランプ力を、残りの前記フェザリング処置の間は、F1と第2の処置力(F2)未満との間のレベルまで増加させる、
ように構成されている、請求項7に記載のシステム。 - F1が前記判定された組織特性に基づく、請求項7に記載のシステム。
- 前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織に高周波エネルギーを送達するように構成された電極を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織を凝固させて切断するための、前記フェザリング処置後に発生する封止処置プロトコルに従って、前記超音波ブレードへの超音波エネルギー及び前記電極への高周波エネルギーのうちの少なくとも一方を送達するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記制御システムが、予め選択されたトリガ条件が満たされていることの検出に応答して、前記封止処置を実行するように更に構成されている、請求項11に記載のシステム。
- トリガ条件は、前記クランプ要素が前記超音波ブレードから所定の距離まで移動することである、請求項12に記載のシステム。
- 前記トリガ条件は、vcが速度設定点から所定の速度閾値だけ逸脱していることである、請求項12に記載のシステム。
- 前記トリガ条件が、所定量の最大クランプ力Fmaxでクランプ力を印加することである、請求項12に記載のシステム。
- 外科用システムであって、
シャフトと、その遠位端に形成されたエンドエフェクタとを含む外科用ツールであって、前記エンドエフェクタは、クランプ要素と、超音波トランスデューサに動作可能に連結された超音波ブレードとを有し、前記クランプ要素は、前記超音波ブレードへの通電時に第1の組織処置が行われるように、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプするために、前記超音波ブレードに対して移動可能である、外科用ツールと、
前記クランプ要素を当初の開位置から組織クランプ位置まで選択的に変位させるように構成された閉鎖機構と、
前記閉鎖機構に動作可能に連結されたモータと、
前記モータと通信を行う制御システムであって、前記第1の組織処置の結果として前記組織に生じた変化に応答するために、前記第1の組織処置の間は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織に加えられる所定の組織クランプ力を、最小処置力と最大処置力との間の所望の範囲内に動的に制御するように構成された、制御システムと、を備える、外科用システム。 - 前記制御システムは、組織に加えられる前記クランプ力が前記最小処置力未満であり、かつ前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小量を超えて離れている時に、指令位置の受信に応答して前記クランプ要素の位置を制御するように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記制御システムは、組織に加えられる前記クランプ力が前記最小処置力を超えているか、又は前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小量未満離れている時に、前記クランプ要素の前記位置を動的に制御して前記所定の組織クランプ力を維持するように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記第1の組織処置の間、前記組織クランプ力を前記所望の範囲内に維持するために、モータトルクを所定の範囲内に制御するように構成されている、請求項18に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記モータに送達される電流の量を制御して、前記モータトルクを制御するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記システムが、前記クランプ要素に連結され、かつ高周波発生器に作動可能に連結された電極を更に備え、前記電極は、前記高周波発生器から高周波エネルギーを受信すると、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された前記組織に対して第2の組織処置を提供するように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量を超えて離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギー未満の高周波エネルギーの送達を可能にする、
ように構成されている、請求項21に記載のシステム。 - 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素の前記位置が前記閉位置から所定量未満離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を可能にする、
ように構成されている、請求項21に記載のシステム。 - 前記制御システムが、
前記閉位置に対する前記クランプ要素の位置を求め、
前記クランプ要素が前記閉位置から所定の最小距離を超えて離れている場合に、前記電極への所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を阻止する、
ように構成されている、請求項21に記載のシステム。 - 前記制御システムが、前記所定の最小距離未満の距離に前記クランプ要素を位置決めするように促す警告をトリガして、前記電極への前記所定の閾値エネルギーを超える高周波エネルギーの送達を可能にするように構成されている、請求項24に記載のシステム。
- 外科用システムであって、
超音波ブレード及びクランプ要素を有するエンドエフェクタであって、前記超音波ブレードは、超音波トランスデューサから超音波振動を受け取るように構成されており、前記クランプ要素は、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織をクランプし、超音波振動が前記超音波ブレードから前記組織に印加されると前記組織を処置するように構成されている、エンドエフェクタと、
長手軸と、遠位端に配置された前記エンドエフェクタとを有するシャフト組立体であって、前記エンドエフェクタが前記シャフト組立体の前記長手軸と整列している時の約0度の最小関節運動角度と、前記エンドエフェクタが前記シャフト組立体の前記長手軸と整列していない時のいずれかの方向の最大非ゼロ関節運動角度との間の関節運動角度にて、前記長手軸から離れて前記エンドエフェクタを偏向させるように動作可能な関節運動部分を含む、シャフト組立体と、
前記エンドエフェクタ及び前記シャフト組立体に連結され、前記エンドエフェクタ及び前記シャフト組立体の移動を駆動するように構成された1つ以上の駆動シャフトを有する、インターフェース組立体と、
前記超音波ブレードによって受け取られる超音波振動の振幅を、前記エンドエフェクタの前記関節運動角度の増加に伴って前記振幅が増加するように制御するように構成された制御システムと、を備える、外科用システム。 - 前記制御システムが、前記エンドエフェクタの前記関節運動角度を調節するように動作可能な第1の駆動シャフトの回転を測定するように構成されている、請求項26に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記第1の駆動シャフトの測定された回転に基づいて、前記超音波振動の前記振幅を制御するように構成されている、請求項27に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記エンドエフェクタの関節運動中に前記超音波振動の前記振幅を制御するように構成されている、請求項28に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記エンドエフェクタの前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間での関節運動に対する前記超音波振動の振幅の変化率を制御するように構成されている、請求項26に記載のシステム。
- 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間でほぼ一定である、請求項30に記載のシステム。
- 前記振幅の変化率が、前記最小関節運動角度と前記最大関節運動角度との間で変化する、請求項30に記載のシステム。
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