JP2021509043A - Surgical system for detecting irregularities in the tissue distribution of end effectors - Google Patents
Surgical system for detecting irregularities in the tissue distribution of end effectors Download PDFInfo
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Abstract
外科用ステープル留め器具は、エンドエフェクタを備え、エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、アンビルと、組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを有するステープルカートリッジと、を備える。外科用ステープル留め器具は、制御回路を更に備え、制御回路は、所定ゾーンにおける組織インピーダンスを決定することと、組織インピーダンスに基づいて、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、不規則性に従ってエンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている。Surgical staple fasteners include an end effector, which is a first jaw and a second jaw to grip tissue between the first and second jaws. A second jaw and anvil that are movable relative to the first jaw between the open and closed configurations, and a staple cartridge that has staples that are deployable within the organization and deformable by the anvil. Be prepared. Surgical staple fasteners further include a control circuit that determines the tissue impedance in a given zone and detects irregularities in the tissue distribution within the end effector based on the tissue impedance. It is configured to adjust and perform end effector closure parameters according to irregularities.
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する2018年6月28日出願の米国仮特許出願第62/691,227号に対する優先権の利益を主張する。
(Cross-reference of related applications)
This application is filed June 28, 2018, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCRDING TO SENSED CLOSED CLOSE PARAMETERS", the entire disclosure of which is incorporated herein by reference under Article 119 (e) of the US Patent Act. Claims the benefit of priority to US Provisional Patent Application No. 62 / 691,227.
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,887号、「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,887号、「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,882号、及び「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,898号に対する優先権の利益を主張する。 This application is filed in the United States on March 30, 2018, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES", the entire disclosure of which is incorporated herein by reference under Article 119 (e) of the United States Patent Act. Tentative Patent Application No. 62 / 650,887, US Tentative Patent Application No. 62 / 650,887, "SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS", filed March 30, 2018, "SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROL" US Provisional Patent Application No. 62 / 650,882, filed March 30, 2018, and US Provisional Patent Application No. 62, filed March 30, 2018, entitled "CAPACTIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS". Claim the benefit of priority over / 650,898.
本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する2018年3月8日出願の米国仮特許出願第62/640,417号、及び「ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する2018年3月8日出願の米国仮特許出願第62/640,415号に対する優先権の利益を主張する。 This application is further under Article 119 (e) of the United States Patent Act, entitled "TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THE REFOR", the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Against US Provisional Patent Application Nos. 62 / 640,417 filed in Japan and US Provisional Patent Application No. 62 / 640,415 filed on March 8, 2018 entitled "ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTOR SYSTEM THEREFOR" Claim the interests of priority.
本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号、「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,340号、及び「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,339号の優先権の利益を主張する。 This application is also a US provisional patent filed on December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," in which the entire disclosure is incorporated herein by reference under Section 119 (e) of the US Patent Act. Application No. 62 / 611,341, U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 611,340, filed December 28, 2017, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS", and December 2017, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM". Claims the priority benefit of US Provisional Patent Application No. 62 / 611,339 filed on 28th May.
本開示は、様々な外科システムに関する。 The present disclosure relates to various surgical systems.
様々な態様では、エンドエフェクタを備える外科用ステープル留め器具が開示される。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。外科用ステープル留めシステムは、制御回路を更に備える。制御回路は、所定ゾーンにおける組織インピーダンスを決定することと、当該組織インピーダンスに基づいて、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、当該不規則性に従ってエンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている。 In various aspects, surgical staple fasteners with end effectors are disclosed. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that are deployable within the tissue and deformable by anvil. The surgical staple system further comprises a control circuit. The control circuit determines the tissue impedance in a given zone, detects the irregularity of the tissue distribution in the end effector based on the tissue impedance, and adjusts the end effector closure parameters according to the irregularity. It is configured to do and do.
様々な態様では、以前にステープル留めされた組織をステープル留めするための外科用ステープル留め器具が開示される。外科用ステープル留め器具は、内部を通って延在する長手方向軸線を画定するシャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、以前にステープル留めされた組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。エンドエフェクタは、アンビルとステープルカートリッジとの間の所定ゾーンを更に備える。外科用ステープル留め器具は、回路を更に備える。回路は、所定ゾーンにおける組織インピーダンスを測定することと、測定された組織インピーダンスを、所定ゾーンの所定の組織インピーダンスシグネチャと比較することと、当該比較から、エンドエフェクタ内の以前にステープル留めされた組織の位置及び向きのうちの少なくとも一方の不規則性を検出することと、を行うように構成されている。 In various aspects, surgical stapling instruments for stapling previously stapled tissue are disclosed. Surgical staple fasteners include a shaft that defines a longitudinal axis that extends through the interior and an end effector that extends from the shaft. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that can be deployed within previously stapled tissue and are deformable by anvils. The end effector further comprises a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge. Surgical staple fasteners further comprise a circuit. The circuit measures the tissue impedance in a given zone, compares the measured tissue impedance to a given tissue impedance signature in a given zone, and from that comparison, the previously stapled tissue in the end effector. It is configured to detect and perform irregularities in at least one of the positions and orientations of.
様々な態様では、エンドエフェクタを備える外科用ステープル留め器具が開示される。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。エンドエフェクタは、アンビルとステープルカートリッジとの間の所定ゾーンを更に備える。外科用ステープル留め器具は、制御回路を更に備える。制御回路は、所定ゾーンのそれぞれにおける組織の電気的パラメータを決定することと、決定された当該電気的パラメータに基づいて、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、当該不規則性に従ってエンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている。 In various aspects, surgical staple fasteners with end effectors are disclosed. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that are deployable within the tissue and deformable by anvil. The end effector further comprises a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge. Surgical staple fasteners further include a control circuit. The control circuit determines the electrical parameters of the tissue in each of the predetermined zones, detects the irregularities of the tissue distribution in the end effector based on the determined electrical parameters, and the irregularities. It is configured to adjust and perform end effector closure parameters according to gender.
様々な態様の特徴が、添付の特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第__________号、発明の名称「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」、代理人整理番号END8542USNP/170755;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」、代理人整理番号END8543USNP/170760;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION」、代理人整理番号END8543USNP1/170760−1;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」、代理人整理番号END8543USNP2/170760−2;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」、代理人整理番号END8543USNP3/170760−3;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES」、代理人整理番号END8543USNP4/170760−4;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE」、代理人整理番号END8543USNP5/170760−5;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES」、代理人整理番号END8543USNP6/170760−6;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY」、代理人整理番号END8543USNP7/170760−7;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」、代理人整理番号END8544USNP/170761;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT」、代理人整理番号END8544USNP1/170761−1;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY」、代理人整理番号END8544USNP2/170761−2;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES」、代理人整理番号END8544USNP3/170761−3;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」、代理人整理番号END8545USNP/170762;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS」、代理人整理番号END8545USNP1/170762−1;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS」、代理人整理番号END8545USNP2/170762−2;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL」、代理人整理番号END8545USNP3/170762−3;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY」、代理人整理番号END8545USNP4/170762−4;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、代理人整理番号END8546USNP/170763;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、代理人整理番号END8546USNP1/170763−1;
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」、代理人整理番号END8547USNP/170764;及び
・米国特許出願第__________号、発明の名称「DUAL IN−SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」、代理人整理番号END8548USNP/170765。
The applicant of the present application owns the following US patent application filed June 29, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS", agent reference number END8542USNP / 170755;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS", agent reference number END8543USNP / 170760;
-US Patent Application No. ___________, title of invention "SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATION INFORMATION", agent reference number END8543USNP1 / 170760-1;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING", agent reference number END8543USNP2 / 170760-2;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING", agent reference number END8543USNP3 / 170760-3;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES", agent reference number END8543USNP4 / 170760-4;
-US Patent Application No. ___________, title of invention "SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE", agent reference number END8543USNP5 / 170760-5;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLES", agent reference number END8543USNP6 / 170760-6;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY", agent reference number END8543USNP7 / 170760-7;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE", agent reference number END8544USNP / 170761;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT", agent reference number END8544USNP1 / 170761-1;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY", agent reference number END8544USNP2 / 170761-2;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES", agent reference number END8544USNP3 / 170761-3;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL", agent reference number END8545USNP / 170762;
-US Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS", agent reference number END8545USNP1 / 170762-1;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS", agent reference number END8545USNP2 / 170762-2;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATION CONTORL", agent reference number END8545USNP3 / 170762-3;
-US Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY", agent reference number END8545USNP4 / 170762-4;
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODELEMENT
U.S. Patent Application No. ___________, title of invention "SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM;
-US Patent Application No. ___________, title of invention "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEEN A FILTER AND A SIMOKE Name "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS", agent reference number END8548USNP / 170765.
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/691,228号、発明の名称「A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES」;
・米国仮特許出願第62/691,230号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」;
・米国仮特許出願第62/691,219号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」;
・米国仮特許出願第62/691,257号、発明の名称「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」;
・米国仮特許出願第62/691,262号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」;及び
・米国仮特許出願第62/691,251号、発明の名称「DUAL IN−SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed June 28, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
-US Provisional Patent Application No. 62 / 691,228, title of invention "A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 691,230, title of invention "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 691,219, title of invention "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL";
-US provisional patent application No. 62 / 691,257, title of invention "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODEL FOR INTERITION"
U.S. provisional patent application No. 62 / 691,262, title of invention "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEEN A FILTER AND A SMOKE The title of the invention "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第15/940,641号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」;
・米国特許出願第15/940,648号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES」;
・米国特許出願第15/940,656号、発明の名称「SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES」;
・米国特許出願第15/940,666号、発明の名称「SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS」;
・米国特許出願第15/940,670号、発明の名称「COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS」;
・米国特許出願第15/940,677号、発明の名称「SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS」;
・米国特許出願第15/940,632号、発明の名称「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」;
・米国特許出願第15/940,640号、発明の名称「COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS」;
・米国特許出願第15/940,645号、発明の名称「SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT」;
・米国特許出願第15/940,649号、発明の名称「DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME」;
・米国特許出願第15/940,654号、発明の名称「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」;
・米国特許出願第15/940,663号、発明の名称「SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING」;
・米国特許出願第15/940,668号、発明の名称「AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA」;
・米国特許出願第15/940,671号、発明の名称「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」;
・米国特許出願第15/940,686号、発明の名称「DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE」;
・米国特許出願第15/940,700号、発明の名称「STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS」;
・米国特許出願第15/940,629号、発明の名称「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」;
・米国特許出願第15/940,704号、発明の名称「USE OF LASER LIGHT AND RED−GREEN−BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」;
・米国特許出願第15/940,722号、発明の名称「CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO−CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY」;及び
・米国特許出願第15/940,742号、発明の名称「DUAL CMOS ARRAY IMAGING」。
The applicant of the present application owns the following US patent application filed March 29, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
U.S. Patent Application No. 15 / 940,641, title of invention "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENGRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,648, title of invention "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,656, title of invention "SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATION ROOM DEVICES";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,666, title of invention "SPATIAL AWARENSS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,670, title of invention "COOPERATION UTILIZATION OF DATA DELIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,677, title of invention "SURGICAL HUB CONTOROL ARRANGEMENTS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,632, title of invention "DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,640, the title of the invention "COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STARTUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BA"
U.S. Patent Application No. 15 / 940,645, title of invention "SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENELATED AT AN ISSUING INSTRUMENT";
-US Patent Application No. 15 / 940,649, title of invention "DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,654, Invention Title "SURGICAL HUB Situational AWARENESS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,663, title of invention "SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,668, title of invention "AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,671, title of invention "SURGICAL HUB SPARC AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,686, title of invention "DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,700, title of invention "STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,629, title of invention "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
-US Patent Application No. 15 / 940,704, title of invention "USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,722, Invention Title "CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY"; and U.S. Patent Application No. 15/940, 74D ARRAY IMAGING ".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第15/940,636号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」;
・米国特許出願第15/940,653号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS;
・米国特許出願第15/940,660号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」;
・米国特許出願第15/940,679号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET」;
・米国特許出願第15/940,694号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION」;
・米国特許出願第15/940,634号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」;
・米国特許出願第15/940,706号、発明の名称「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」;及び
・米国特許出願第15/940,675号、発明の名称「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」。
The applicant of the present application owns the following US patent application filed March 29, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
U.S. Patent Application No. 15 / 940,636, title of invention "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,653, title of invention "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS;
U.S. Patent Application No. 15 / 940,660, title of invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZETION AND RECOMMENDATIONS TO A USER";
-US Patent Application No. 15 / 940,679, title of invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGE"
U.S. Patent Application No. 15 / 940,694, title of invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,634, title of invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,706, Invention Name "DATA HANDLING AND PRIORIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK";".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第15/940,627号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,637号、発明の名称「COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,642号、発明の名称「CONTROLS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,676号、発明の名称「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,680号、発明の名称「CONTROLLERS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,683号、発明の名称「COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国特許出願第15/940,690号、発明の名称「DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;及び
・米国特許出願第15/940,711号、発明の名称「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」。
The applicant of the present application owns the following US patent application filed March 29, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
U.S. Patent Application No. 15 / 940,627, title of invention "DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,637, title of invention "COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,642, title of invention "CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,676, title of invention "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,680, title of invention "CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,683, title of invention "COOPERATION SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Patent Application No. 15 / 940,690, Invention Name "DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS"; and U.S. Patent Application No. 15 / 940,711, Invention Name "SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS"; PLATFORMS ".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/649,302号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」;
・米国仮特許出願第62/649,294号、発明の名称「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」;
・米国仮特許出願第62/649,300号、発明の名称「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」;
・米国仮特許出願第62/649,309号、発明の名称「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」;
・米国仮特許出願第62/649,310号、発明の名称「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」;
・米国仮特許出願第62/649,291号、発明の名称「USE OF LASER LIGHT AND RED−GREEN−BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」;
・米国仮特許出願第62/649,296号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」;
・米国仮特許出願第62/649,333号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」;
・米国仮特許出願第62/649,327号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」;
・米国仮特許出願第62/649,315号、発明の名称「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」;
・米国仮特許出願第62/649,313号、発明の名称「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」;
・米国仮特許出願第62/649,320号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;
・米国仮特許出願第62/649,307号、発明の名称「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」;及び
・米国仮特許出願第62/649,323号、発明の名称「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed March 28, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,302, title of invention "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENGRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,294, title of invention "DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATION RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,300, title of invention "SURGICAL HUB Situational AWARENSS";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,309, title of invention "SURGICAL HUB SPARC AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,310, title of invention "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,291, title of invention "USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,296, title of invention "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,333, title of invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZETION AND RECOMMENDATIONS TO A USER";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,327, title of the invention "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,315, title of invention "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,313, title of invention "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 649,320, title of invention "DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
-US provisional patent application No. 62 / 649,307, title of invention "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS"; -ASSISTED SURGICAL PLATFORMS ".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年4月19日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/659,900号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed on April 19, 2018, of which the entire disclosure is incorporated herein by reference.
-US Provisional Patent Application No. 62 / 659,900, title of invention "METHOD OF HUB COMMUNICATION".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月30日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/650,887号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」;
・米国仮特許出願第62/650,877号、発明の名称「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」;
・米国仮特許出願第62/650,882号、発明の名称「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」;及び
・米国仮特許出願第62/650,898号、発明の名称「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed on March 30, 2018, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
-US Provisional Patent Application No. 62 / 650,887, title of invention "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 650,877, title of invention "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTORLS";
-US provisional patent application No. 62 / 650,882, title of invention "SMOKE EVACUATION MODEL FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM"; and-US provisional patent application No. 62 / 650,898, title of invention "CAPACITION SEPARABLE ARRAY ELEMENTS ".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月8日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/640,417号、発明の名称「TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」;及び
・米国仮特許出願第62/640,415号、発明の名称「ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed March 8, 2018, of which the entire disclosure is incorporated herein by reference.
-US provisional patent application No. 62 / 640,417, title of invention "TEMPERATURE CONTOROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR"; and-US provisional patent application No. 62 / 640,415, title of invention "ESTIMATATING STATOR". END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THE REFOR ".
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・米国仮特許出願第62/611,341号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」;
・米国仮特許出願第62/611,340号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」;及び
・米国仮特許出願第62/611,339号、発明の名称「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」。
The applicant of the present application owns the following US provisional patent application filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
-US Provisional Patent Application No. 62 / 611,341, title of invention "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
-US Provisional Patent Application No. 62 / 611,340, Invention Name "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS"; and-US Provisional Patent Application No. 62 / 611,339, Invention Name "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM".
外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び/又は実施例のうち1つ又は2つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び/又は実施例のうち任意の1つ又は2つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。 Prior to elaborating on the various aspects of surgical devices and generators, the illustrated examples are not limited in application or application to the details of the structure and arrangement of the parts shown in the accompanying drawings and description. It should be noted. The exemplary examples may be implemented in or incorporated into other embodiments, variants, and modifications, and may be implemented or implemented in a variety of ways. Furthermore, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein have been selected for the convenience of the reader to illustrate exemplary examples and are not intended to limit them. .. In addition, one or more of the embodiments, embodiments, and / or examples described below, and any of the other embodiments, embodiments, and / or examples described below. It should be understood that it can be combined with one or more.
図1を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100は、1つ又は2つ以上の外科システム102と、クラウドベースのシステム(例えば、記憶装置105に連結されたリモートサーバ113を含み得るクラウド104)と、を含む。各外科システム102は、リモートサーバ113を含み得るクラウド104と通信する少なくとも1つの外科用ハブ106を含む。一実施例では、図1に示すように、外科システム102は、互いに、及び/又はハブ106と通信するように構成された、可視化システム108と、ロボットシステム110と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含む。いくつかの態様では、外科システム102は、M個のハブ106と、N個の可視化システム108と、O個のロボットシステム110と、P個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含んでもよく、ここでM、N、O、及びPは1以上の整数である。
Referring to FIG. 1, a computer-mounted interactive
図3は、外科手術室116内の手術台114上に横たわる患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム102の一例を示す。ロボットシステム110は、外科処置において外科システム102の一部として使用される。ロボットシステム110は、外科医のコンソール118と、患者側カート120(外科用ロボット)と、外科用ロボットハブ122と、を含む。患者側カート120は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール118を介して手術部位を見る間、少なくとも1つの取り外し可能に連結された外科用ツール117を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像装置124によって得ることができ、医療用撮像装置124は撮像装置124を配向するために患者側カート120によって操作され得る。ロボットハブ122は、外科医のコンソール118を介して外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するよう用いることができる。
FIG. 3 shows an example of a
他のタイプのロボットシステムを、外科システム102と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,339号に記載されている。
Other types of robot systems can be easily adapted for use with the
クラウド104によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する米国仮特許出願第62/611,340号に記載されている。
Various examples of cloud-based analyzes performed by
様々な態様では、撮像装置124は、少なくとも1つの画像センサと1つ又は2つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子(CCD)センサ及び相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサが挙げられるが、これらに限定されない。
In various aspects, the
撮像装置124の光学構成要素は、1つ若しくは2つ以上の照明光源及び/又は1つ若しくは2つ以上のレンズを含んでもよい。1つ又は2つ以上の照明光源は、手術野の一部を照明するように方向付けられてもよい。1つ又は2つ以上の画像センサは、組織及び/又は外科用器具から反射又は屈折された光を含む、手術野から反射又は屈折された光を受信することができる。
The optical components of the
1つ又は2つ以上の照明光源は、可視スペクトル及び不可視スペクトル内の電磁エネルギーを放射するように構成され得る。光学スペクトル又は発光スペクトルと呼ばれることもある可視スペクトルは、人間の目に可視の(すなわち、人間の目で検出可能な)電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と呼ばれることがある。典型的な人間の目は、空気中の約380nm〜約750nmの波長に反応する。 One or more illumination sources may be configured to radiate electromagnetic energy within the visible and invisible spectra. The visible spectrum, sometimes referred to as the optical spectrum or emission spectrum, is a portion of the electromagnetic spectrum visible to the human eye (ie, detectable by the human eye) and is sometimes referred to as visible light, or simply light. The typical human eye responds to wavelengths in the air from about 380 nm to about 750 nm.
不可視スペクトル(すなわち、非発光スペクトル)は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する電磁スペクトルの一部分である(すなわち、約380nm未満及び約750nm超の波長)。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約750nmを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線(IR)、マイクロ波、及び無線電磁放射線になる。約380nm未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、X線、及びガンマ線電磁放射線になる。 The invisible spectrum (ie, the non-emissive spectrum) is a portion of the electromagnetic spectrum located below and above the visible spectrum (ie, wavelengths below about 380 nm and above about 750 nm). The invisible spectrum is not detectable by the human eye. Wavelengths above about 750 nm are longer than the red visible spectrum, which results in invisible infrared (IR), microwave, and radioelectromagnetic radiation. Wavelengths below about 380 nm are shorter than the violet spectrum, which results in invisible UV, X-ray, and gamma-ray electromagnetic radiation.
様々な態様では、撮像装置124は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ(cytoscope)、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡(胃鏡)、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉−腎盂鏡(nasopharyngo-neproscope)、S状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
In various aspects, the
一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、IR及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性の器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色、及び青色の受容体で捕捉することのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、1つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の1つ又は2つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。 In one aspect, the imaging device uses multispectral monitoring to distinguish between topography and underlayer structure. A multispectral image captures image data within a specific wavelength range over an electromagnetic spectrum. Wavelengths can be separated by filters or by using devices that are sensitive to light from frequencies beyond the visible light range, such as IR and ultraviolet light. Spectral imaging can allow the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its red, green, and blue receptors. The use of multispectral imaging is the "Advanced Imaging" of US Provisional Patent Application No. 62 / 611,341 entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM" filed December 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. It is explained in detail in the section "Acquisition Module". Multispectral monitoring can be a useful tool for rearranging surgical fields to perform one or more of the above tests on treated tissue after one surgical operation has been completed.
いかなる外科手術においても手術室及び外科用器具の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場(surgical theater)」、すなわち手術室又は処置室に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療用装置及び器具の最大級の滅菌性を必要とする。その滅菌プロセスの一部は、撮像装置124並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの、微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、あるいは滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。
It is self-evident that any surgery requires strict sterilization of the operating room and surgical instruments. The "surgical theater", the strict hygiene and sterilization conditions required for operating rooms or treatment rooms, require the highest degree of sterilization of all medical devices and instruments. Part of the sterilization process is the need to sterilize anything that comes into contact with the patient or invades the sterilization field, including the
様々な態様では、可視化システム108は、図2に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置された1つ又は2つ以上の撮像センサと、1つ又は2つ以上の画像処理装置と、1つ又は2つ以上の記憶装置アレイと、1つ又は2つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム108は、HL7、PACS、及びEMRのインターフェースを含む。可視化システム108の様々な構成要素については、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で説明されている。
In various aspects, the
図2に示すように、一次ディスプレイ119は、手術台114に位置する操作者に可視であるように、滅菌野内に配置される。加えて、可視化タワー111は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー111は、互いに離れる方に面する第1の非滅菌ディスプレイ107及び第2の非滅菌ディスプレイ109を含む。ハブ106によって誘導される可視化システム108は、ディスプレイ107、109、及び119を使用して、滅菌野の内側及び外部の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ106は、可視化システム108に、一次ディスプレイ119上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像装置124によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ107又は109上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。
As shown in FIG. 2, the
一態様では、ハブ106は、滅菌野内で、可視化タワー111に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ119に送り、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成される。一実施例では、入力は、ハブ106によって一次ディスプレイ119に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示されるスナップショットに対する修正の形態であってもよい。
In one aspect, the
図2を参照すると、外科用器具112は、外科処置において外科システム102の一部として使用されている。ハブ106はまた、外科用器具112のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号における。可視化タワー111の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ106によって外科用器具ディスプレイ115に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具112の操作者によって見られてもよい。外科システム102と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Hardware」の項目、及び「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号で説明されている。
With reference to FIG. 2, the
ここで図3を参照すると、ハブ106が、可視化システム108、ロボットシステム110、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と通信している状態で示されている。ハブ106は、ハブディスプレイ135、撮像モジュール138、発生器モジュール140、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、及び記憶装置アレイ134を含む。特定の態様では、図3に示すように、ハブ106は、排煙モジュール126及び/又は吸引/灌注モジュール128を更に含む。
With reference to FIG. 3, the
外科処置中、封止及び/又は切断のための組織へのエネルギー印加は、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び/又は組織の灌注に関連付けられる。異なる供給源からの流体、電力、及び/又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。ハブのモジュール式筐体136は、電力、データ、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。
During a surgical procedure, applying energy to tissue for sealing and / or cutting is generally associated with flue gas, aspiration of excess fluid, and / or tissue irrigation. Fluids, power, and / or data lines from different sources are often entangled during the surgical procedure. Addressing this issue during a surgical procedure can result in the loss of valuable time. Untangling the lines may require pulling the lines out of their corresponding modules, which may require resetting the modules. The
本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュールと、を含む。ドッキングステーションは、データ及び電力接点を含む。組み合わせ生成器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極RFエネルギー発生器構成要素、及び単極RFエネルギー発生器構成要素のうちの2つ以上を含む。一態様では、組み合わせ生成器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ生成器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも1つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び/又は微粒子を排出するように構成された少なくとも1つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。 Aspects of the present disclosure present a surgical hub for use in surgical procedures involving application of energy to tissue at a surgical site. The surgical hub includes a hub housing and a combination generator module that is slidably acceptable within the docking station of the hub housing. The docking station includes data and power contacts. The combination generator module includes two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar RF energy generator component, and a unipolar RF energy generator component housed in a single unit. In one aspect, the combination generator module further comprises a smoke exhaust component, at least one energy supply cable for connecting the combination generator module to the surgical instrument, and smoke generated by the application of therapeutic energy to the tissue. Includes at least one flue gas component configured to expel fluid, and / or particulates, and a fluid line extending from the remote surgery site to the flue gas component.
一態様では、流体ラインは第1の流体ラインであり、第2の流体ラインは、遠隔手術部位から、ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。 In one aspect, the fluid line is the first fluid line and the second fluid line extends from the remote surgery site to the suction and irrigation module slidably received within the hub housing. In one aspect, the hub housing comprises a fluid interface.
特定の外科処置は、2つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。1つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式筐体136が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体136の利点の1つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び/又は交換を可能にすることである。
Certain surgical procedures may require the application of more than one energy type to the tissue. One energy type can be more beneficial for cutting tissue, while another different energy type can be more beneficial for sealing tissue. For example, a bipolar generator can be used to seal the tissue, while an ultrasonic generator can be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which a
本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第1のエネルギーを発生させるように構成された第1のエネルギー発生器モジュールと、第1のデータ及び電力接点を含む第1のドッキングポートを備える第1のドッキングステーションと、を含み、第1のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第1のエネルギー発生器モジュールは、第1の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。 Aspects of the present disclosure present a modular surgical enclosure for use in surgical procedures involving the application of energy to tissue. The modular surgical enclosure comprises a first energy generator module configured to generate a first energy to be applied to the tissue and a first docking port containing first data and power contacts. A first docking station, including a first docking station, the first energy generator module is slidably movable to electrically engage with power and data contacts, and the first energy generator module is: It is slidable and movable so as to disengage from the electrical engagement with the first power and data contacts.
上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第1のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第2のエネルギーを発生させるように構成された第2のエネルギー発生器モジュールと、第2のデータ及び電力接点を含む第2のドッキングポートを備える第2のドッキングステーションと、を更に含み、第2のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第2のエネルギー発生器モジュールは、第2の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。 In addition to the above, the modular surgical enclosure has a second energy generator module configured to generate a second energy to be applied to the tissue, which is different from the first energy, and a second. A second docking station with a second docking port containing the data and power contacts of the second energy generator module is slidably moved to electrically engage the power and data contacts. It is possible and the second energy generator module is slidably movable so as to disengage from the electrical engagement with the second power and data contacts.
更に、モジュール式外科用筐体は、第1のエネルギー発生器モジュールと第2のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第1のドッキングポートと第2のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。 In addition, the modular surgical enclosure is configured to facilitate communication between the first energy generator module and the second energy generator module, with a first docking port and a second docking. It also includes a communication bus to and from the port.
図3〜図7を参照すると、発生器モジュール140と、排煙モジュール126と、吸引/灌注モジュール128と、のモジュール式統合を可能にするハブのモジュール式筐体136に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128間の双方向通信を更に促進する。図5に示すように、発生器モジュール140は、ハブのモジュール式筐体136に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット139内に支持される、統合された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図5に示すように、発生器モジュール140は、単極装置146、双極装置147、及び超音波装置148に接続するように構成され得る。あるいは、発生器モジュール140は、ハブのモジュール式筐体136を介して相互作用する一連の単極、双極、及び/又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式筐体136は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式筐体136にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。
Referring to FIGS. 3-7, aspects of the present disclosure relating to a
一態様では、ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン149を備える。
In one aspect, the
一態様では、ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー151を含む。図4は、外科用ハブ筐体136、及び外科用ハブ筐体136のドッキングステーション151に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュール145の部分斜視図を示す。組み合わせ生成器モジュール145の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート152は、組み合わせ生成器モジュール145がハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート150をハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の電力及びデータ接点と係合するように構成される。一態様では、組み合わせ生成器モジュール145は、図5に示すように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一のハウジングユニット139と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。
In one aspect, the
様々な態様では、排煙モジュール126は、捕捉/回収された煙及び/又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール126へと搬送する流体ライン154を含む。排煙モジュール126から発生する真空吸引は、煙を手術部位でユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール126で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体136内に受容される排煙モジュール126に向かって延在する流体経路を画定する。
In various aspects, the
様々な態様では、吸引/灌注モジュール128は、吸い込み(aspiration)流体ライン及び吸引(suction)流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引/灌注モジュール128に向かって延在する可撓管の形態である。1つ又は2つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位からの流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。
In various aspects, the suction /
一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも1つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延在する。同様に、灌注管はシャフトを通って延在することができ、かつ、エネルギー送達器具に近接した入口ポートを有することができる。エネルギー送達器具は、超音波及び/又はRFエネルギーを手術部位に送達するように構成され、最初にシャフトを通って延在するケーブルによって発生器モジュール140に連結される。
In one aspect, the surgical tool comprises a shaft having an end effector at its distal end, at least one energy treatment section associated with the end effector, a suction tube, and an irrigation tube. The suction tube can have an inlet port at its distal end, and the suction tube extends through the shaft. Similarly, the irrigation tube can extend through the shaft and can have an inlet port in close proximity to the energy delivery device. The energy delivery device is configured to deliver ultrasonic and / or RF energy to the surgical site and is first connected to the
灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128内に収容され得る。一実施例では、流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128とは別にハブ筐体136内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引/灌注モジュール128を流体源及び/又は真空源に接続するように構成され得る。
The irrigation pipe can communicate with the fluid source, and the suction pipe can communicate with the vacuum source. The fluid source and / or vacuum source may be housed in the suction /
一態様では、モジュール140、126、128及び/又はハブのモジュール式筐体136上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体136のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図4に示すように、組み合わせ生成器モジュール145は、ハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の対応するブラケット156と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット155を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ生成器モジュール145のドッキングポート接点をハブのモジュール式筐体136のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。
In one aspect, their corresponding docking stations on
いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体136のドロアー151はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー151内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット155及び/又は156は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー151はサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。
In some embodiments, the
更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるために、特定のモジュールの接点を、特定のドロアーの接点と係合するように鍵付きにしてもよい。 In addition, the contacts of a particular module may be locked to engage the contacts of a particular drawer to avoid inserting the module into a drawer with incompatible contacts.
図4に示されるように、1つのドロアー151のドッキングポート150は、通信リンク157を介して別のドロアー151のドッキングポート150に連結されて、ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の双方向通信を容易にすることができる。あるいは又は更に、ハブのモジュール式筐体136のドッキングポート150は、ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Air Titan−Bluetoothなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。
As shown in FIG. 4, the
図6は、外科用ハブ206の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング160の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング160は、モジュール161を横方向に受容して相互接続するように構成される。モジュール161は、モジュール161を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング160のドッキングステーション162内に摺動可能に挿入される。図6に示すように、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング160内で横方向に配置される。あるいは、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。
FIG. 6 shows the individual power bus attachments of the plurality of lateral docking ports of the laterally
図7は、外科用ハブ106の複数のモジュール165を受容するように構成された垂直モジュール式ハウジング164を示す。モジュール165は、モジュール165を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式ハウジング164のドッキングステーション又はドロアー167内に摺動可能に挿入される。垂直モジュール式ハウジング164のドロアー167は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式ハウジング164は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール165は、垂直モジュール式ハウジング164のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図7の実施例では、モジュール165の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ177が提供される。加えて、垂直モジュール式ハウジング164は、マスタモジュール178内に摺動可能に受容される複数のサブモジュールを収容するマスタモジュール178を含む。
FIG. 7 shows a vertical
様々な態様では、撮像モジュール138は、内蔵型のビデオプロセッサ及びモジュール式光源を備え、様々な撮像装置と共に使用するように適合されている。一態様では、撮像装置は、光源モジュール及びカメラモジュールと共に組み立てることが可能なモジュール式ハウジングで構成される。ハウジングは、使い捨て式ハウジングであってもよい。少なくとも1つの実施例では、使い捨て式ハウジングは、再利用可能なコントローラ、光源モジュール、及びカメラモジュールと取り外し可能に連結される。光源モジュール及び/又はカメラモジュールは、外科処置の種類に応じて選択的に選択することができる。一態様では、カメラモジュールはCCDセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールはCMOSセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールは、走査されたビームの撮像用に構成される。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成され得る。
In various aspects, the
外科処置中に、手術野から外科用装置を除去して、異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用装置と交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましからぬ結果をもたらし得る。本開示のモジュール撮像装置は、手術野から撮像装置を除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体(midstream)の交換を可能にするように構成される。 During the surgical procedure, it may be inefficient to remove the surgical device from the surgical field and replace it with another surgical device containing a different camera or different light source. Temporary loss of field of view in the surgical field can have undesired consequences. The modular imaging device of the present disclosure is configured to allow replacement of a light source module or camera module intermediate (midstream) during a surgical procedure without the need to remove the imaging device from the surgical field.
一態様では、撮像装置は、複数のチャネルを含む管状ハウジングを備える。第1のチャネルは、第1のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第2のチャネルは、第2のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の実施例では、カメラモジュール及び/又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。 In one aspect, the imaging device comprises a tubular housing that includes a plurality of channels. The first channel is configured to slidably accept a camera module that may be configured to snap fit and engage with the first channel. The second channel is configured to slidably accept a light source module that may be configured to snap fit and engage with the second channel. In another embodiment, the camera module and / or light source module can be rotated to its final position within these corresponding channels. Screw engagement may be employed instead of snap fit engagement.
様々な実施例では、複数の撮像装置が、複数の視野を提供するために手術野内の様々な位置に位置決めされる。撮像モジュール138は、最適な視野を提供するために撮像装置間を切り替えるように構成され得る。様々な態様では、撮像モジュール138は、異なる撮像装置からの画像を統合するように構成され得る。
In various embodiments, multiple imaging devices are positioned at different locations within the surgical field to provide multiple fields of view. The
本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR」と題する2011年8月9日発行の米国特許第7,995,045号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD」と題する2011年7月19日発行の米国特許第7,982,776号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール138と一体化され得る。更に、「CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS」と題する2011年12月15日公開の米国特許出願公開第2011/0306840号、及び「SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL PROCEDURE」と題する2014年8月28日公開の米国特許出願公開第2014/0243597号は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Various image processors and imaging devices suitable for use with the present disclosure are US Pat. Nos. 6, 2011, entitled "COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR," which are incorporated herein by reference in their entirety. It is described in No. 7,995,045. In addition, US Pat. No. 7,982,776, issued July 19, 2011, entitled "SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD," which is incorporated herein by reference in its entirety, removes motion artifacts from image data. Describes various systems for doing so. Such a system can be integrated with the
図8は、医療施設の1つ若しくは2つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドベースのシステム(例えば記憶装置205に連結されたリモートサーバ213を含み得るクラウド204)に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ203を備える外科用データネットワーク201を示す。一態様では、モジュール式通信ハブ203は、ネットワークルータと通信するネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209を備える。モジュール式通信ハブ203は更に、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供するために、ローカルコンピュータシステム210に連結することができる。外科用データネットワーク201は、受動的、インテリジェント、又は切替式として構成されてもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが1つの装置(又はセグメント)から別の装置(又はセグメント)に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェントな外科用データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科用データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ207又はネットワークスイッチ209内の各ポートを構成する追加の機構を含む。インテリジェントな外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。
FIG. 8 shows a cloud-based system (eg, storage) of modular equipment located in one or more operating rooms of a medical facility, or in any room within a medical facility equipped with specialized equipment for surgical procedures. FIG. 6 shows a
手術室に配置されるモジュール式装置1a〜1nは、モジュール式通信ハブ203に連結されてもよい。ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209は、ネットワークルータ211に連結されて、装置1a〜1nをクラウド204又はローカルコンピュータシステム210に接続することができる。装置1a〜1nに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置1a〜1nに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム210に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式装置2a〜2mもまた、ネットワークスイッチ209に連結されてもよい。ネットワークスイッチ209は、ネットワークハブ207及び/又はネットワークルータ211に連結されて、装置2a〜2mをクラウド204に接続することができる。装置2a〜2nに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ211を介してクラウド204に転送されてもよい。装置2a〜2mに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム210に転送されてもよい。
The modular devices 1a to 1n arranged in the operating room may be connected to the
複数のネットワークハブ207及び/又は複数のネットワークスイッチ209を複数のネットワークルータ211と相互接続することによって、外科用データネットワーク201が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ203は、複数の装置1a〜1n/2a〜2mを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム210もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ203は、ディスプレイ212に接続されて、例えば外科処置中に、装置1a〜1n/2a〜2mのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、装置1a〜1n/2a〜2mとしては、外科用データネットワーク201のモジュール式通信ハブ203に接続され得るモジュール式装置の中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール138、エネルギーベースの外科用装置に連結された発生器モジュール140、排煙モジュール126、吸引/灌注モジュール128、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、記憶装置アレイ134、ディスプレイに連結された外科用装置、及び/又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。
It will be appreciated that the
一態様では、外科用データネットワーク201は、装置1a〜1n/2a〜2mをクラウドに接続する、ネットワークハブ(複数可)、ネットワークスイッチ(複数可)、及びネットワークルータ(複数可)の組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結された装置1a〜1n/2a〜2mのいずれか1つ又は全ては、リアルタイムでデータを収集し、データ処理及び操作のためにデータをクラウドコンピュータに転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することは理解されるであろう。「クラウド」という語は「インターネット」の隠喩として用いられ得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために用いることができ、この場合、サーバ、記憶装置、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場(例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間)に位置するモジュール式通信ハブ203及び/又はコンピュータシステム210に、かつインターネットを介してモジュール式通信ハブ203及び/又はコンピュータシステム210に接続された装置に送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、1つ又は2つ以上の手術室内に位置する装置1a〜1n/2a〜2mの使用及び制御を調整する事業体であり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及び記憶装置と通信するコンピュータに接続することを可能にする。
In one aspect, the
装置1a〜1n/2a〜2mによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的成果の改善、コスト低減、及び患者満足度の改善を提供する。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、装置1a〜1n/2a〜2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織の試料の画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響などの病状を特定するために、装置1a〜1n/2a〜2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。これは、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認を含む。撮像装置と一体化された様々なセンサ、及び複数の撮像装置によってキャプチャされた画像をオーバーレイするなどの技術を使用して、身体の解剖学的構造を特定するために、装置1a〜1n/2a〜2mのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、装置1a〜1n/2a〜2mによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウド204若しくはローカルコンピュータシステム210又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入、及び精密ロボットの適用などの更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析することができる。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に採用してもよく、標準化されたアプローチを使用することは、外科治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。
By applying cloud computer data processing technology to the data collected by the devices 1a-1n / 2a-2m, the surgical data network provides improved surgical outcomes, reduced costs, and improved patient satisfaction. After the tissue sealing and cutting procedure, at least some of the devices 1a-1n / 2a-2m can be used to observe the condition of the tissue and assess leakage or perfusion of the sealed tissue. .. At least one of the devices 1a-1n / 2a-2m to use cloud-based computing to examine data, including images of body tissue samples, for diagnostic purposes to identify medical conditions such as the effects of disease. Some can be used. This includes tissue and phenotypic localization and margin confirmation. Devices 1a-1n / 2a to identify the anatomical structure of the body using techniques such as overlaying images captured by multiple imaging devices and various sensors integrated with the imaging device. At least some of ~ 2 m can be used. Data collected by devices 1a-1n / 2a-2m, including image data, may be transferred to cloud 204 and / or
一実装態様では、手術室装置1a〜1nは、ネットワークハブに対する装置1a〜1nの構成に応じて、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ203に接続されてもよい。ネットワークハブ207は、一態様では、開放型システム間相互接続(OSI)モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャスト装置として実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置する装置1a〜1nに接続性を提供する。ネットワークハブ207は、パケット形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信する。ネットワークハブ207は、装置データを転送するための任意の媒体アクセス制御/インターネットプロトコル(MAC/IP)は記憶しない。装置1a〜1nのうちの1つのみが、ネットワークハブ207を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ207は、情報の送信先に関する経路選択テーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体、及びクラウド204上のリモートサーバ213(図9)にブロードキャストする。ネットワークハブ207は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。
In one implementation, the operating room devices 1a-1n may be connected to the
別の実装形態では、手術室装置2a〜2mは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ209に接続されてもよい。ネットワークスイッチ209は、OSIモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ209は、同じ手術室内に位置する装置2a〜2mをネットワークに接続するためのマルチキャスト装置である。ネットワークスイッチ209は、フレームの形態のデータをネットワークルータ211に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置2a〜2mは、ネットワークスイッチ209を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ209は、データを転送するために装置2a〜2mのMACアドレスを記憶かつ使用する。
In another implementation, the operating room devices 2a-2m may be connected to the
ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ209は、クラウド204に接続するためにネットワークルータ211に連結される。ネットワークルータ211は、OSIモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ211は、装置1a〜1n/2a〜2mのいずれか1つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ207及び/又はネットワークスイッチ211から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ211は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する2つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ211は、パケット形態のデータをクラウド204に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ211は、データを転送するためにIPアドレスを使用する。
The
一実施例では、ネットワークハブ207は、複数のUSB装置をホストコンピュータに接続することを可能にするUSBハブとして実装されてもよい。USBハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のUSBポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ207は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線USB短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置1a〜1nと装置2a〜2mとの間の通信のために使用されてもよい。
In one embodiment, the
他の実施例では、手術室装置1a〜1n/2a〜2mは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し(2.4〜2.485GHzのISM帯域における短波長UHF電波を使用して)、かつパーソナルエリアネットワーク(PAN)を構築するために、Bluetooth無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。他の態様では、手術室装置1a〜1n/2a〜2mは、Wi−Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16ファミリー)、IEEE802.20、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、並びにEv−DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず3G、4G、5G、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介して、モジュール式通信ハブ203と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第1の通信モジュールは、Wi−Fi及びBluetoothなどの短距離無線通信専用であってもよく、第2の通信モジュールは、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev−DOなどの長距離無線通信専用であってもよい。
In another embodiment, operating room devices 1a-1n / 2a-2m exchange data over short distances from fixed and mobile devices (using short wavelength UHF radio waves in the ISM band 2.4-2.485 GHz). ), And can communicate with the
モジュール式通信ハブ203は、手術室装置1a〜1n/2a〜2mの1つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、装置1a〜1n/2a〜2mによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ203によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ211へ送信され、ネットワークルータ211は本明細書に記載される数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってこのデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。
The
モジュール式通信ハブ203は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ203は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ203は手術室装置1a〜1n/2a〜2mをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。
The
図9は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で外科システム102と類似する1つ又は2つ以上の外科システム202を含む。各外科システム202は、リモートサーバ213を含み得るクラウド204と通信する少なくとも1つの外科用ハブ206を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー236を備える。図10に示されるように、モジュール式制御タワー236は、コンピュータシステム210に連結されたモジュール式通信ハブ203を備える。図9の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー236は、内視鏡239に連結された撮像モジュール238、エネルギー装置241に連結された発生器モジュール240、排煙器モジュール226、吸引/灌注モジュール228、通信モジュール230、プロセッサモジュール232、記憶装置アレイ234、任意でディスプレイ237に連結されたスマート装置/器具235、及び非接触センサモジュール242に連結される。手術室装置は、モジュール式制御タワー236を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータ記憶装置に連結される。ロボットハブ222もまた、モジュール式制御タワー236及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、装置/器具235、可視化システム208が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー236に連結されてもよい。モジュール式制御タワー236は、撮像モジュール、装置/器具ディスプレイ、及び/又は他の可視化システム208から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ215(例えば、モニタ、スクリーン)に連結されてもよい。ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。
FIG. 9 shows a computer-mounted interactive
図10は、モジュール式制御タワー236に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ206を示す。モジュール式制御タワー236は、例えばネットワーク接続装置などのモジュール式通信ハブ203と、例えば局所処理、可視化、及び撮像を提供するためのコンピュータシステム210と、を備える。図10に示すように、モジュール式通信ハブ203は、モジュール式通信ハブ203に接続できるモジュール(例えば、装置)の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム210、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図10に示すように、モジュール式通信ハブ203内のネットワークハブ/スイッチのそれぞれは、3つの下流ポート及び1つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ/スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ217への通信接続を提供するためにプロセッサに接続される。クラウド204への通信は、有線又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
FIG. 10 shows a
外科用ハブ206は、非接触センサモジュール242を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波又はレーザー型非接触測定装置のいずれかを使用して手術現場のマップを生成する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号中の「Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリングの距離限界を調整するように構成される。レーザーベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザー光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザー光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリング距離限界を調整することによって手術室を走査する。
The
コンピュータシステム210は、プロセッサ244とネットワークインターフェース245とを備える。プロセッサ244は、システムバスを介して、通信モジュール247、記憶装置248、メモリ249、不揮発性メモリ250、及び入力/出力インターフェース251に連結される。システムバスは、9ビットバス、業界標準アーキテクチャ(ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MSA)、拡張ISA(EISA)、インテリジェントドライブエレクトロニクス(IDE)、VESAローカルバス(VLB)、周辺装置相互接続(PCI)、USB、アドバンスドグラフィックスポート(AGP)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス(PCMCIA)、小型計算機システム・インターフェース(SCSI)、又は任意の他の独自バス(proprietary bus)が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々な利用可能なバスアーキテクチャを用いる、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び/又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造(複数可)のうちのいずれかであってもよい。
The
プロセッサ244は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、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。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングル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、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、及び/又は、1つ若しくは2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ若しくは2つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ若しくは2つ以上の12ビットアナログ−デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex−M4Fプロセッサコアであってもよい。 The processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as that known by the Texas Instruments ARM Cortex trade name. In one aspect, the processor, for example, on-chip memory of up to 40 MHz 256 KB single cycle flash memory or other non-volatile memory, the details of which are available in the product data sheet, for improving performance above 40 MHz Prefetch buffer, 32KB single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory with StaticrisWare® software (ROM), 2KB electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and / or One or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more orthogonal encoder input (QEI) analogs, one or more 12-bit analog-to-digital with 12 analog input channels It may be an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments, including a converter (ADC).
一態様では、プロセッサ244は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor 244 may include a safety controller that includes two controller families such as the TMS570 and RM4x, also known by the Texas Instruments Hercules ARM Cortex R4 trade name. The safety controller may be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications to provide a highly integrated safety mechanism while providing scalable performance, connectivity, and memory choices. Good.
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム(BIOS)は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ROM、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM、又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ(RAM)が挙げられる。更に、RAMは、SRAM、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンスドSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、及びダイレクトランバスRAM(DRRAM)などの多くの形態で利用可能である。 Examples of the system memory include volatile memory and non-volatile memory. A basic input / output system (BIOS) that includes a basic routine for transferring information between elements in a computer system, such as during startup, is stored in non-volatile memory. For example, the non-volatile memory may include a ROM, a programmable ROM (PROM), an electrically programmable ROM (EPROM), an EEPROM, or a flash memory. Examples of the volatile memory include a random access memory (RAM) that functions as an external cache memory. Further, the RAM includes SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESRAM), synclink DRAM (SLRAM), direct rambus RAM (DRRAM), and the like. It is available in many forms of.
コンピュータシステム210はまた、取り外し可能/取り外し不可能な揮発性/不揮発性コンピュータ記憶媒体、例えばディスク記憶装置などを含む。ディスク記憶装置としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Jazドライブ、Zipドライブ、LS−60ドライブ、フラッシュメモリカード、又はメモリスティックのようなデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスク記憶装置は、記憶媒体を、独立して、又はコンパクトディスクROM装置(CD−ROM)、コンパクトディスク記録可能ドライブ(CD−Rドライブ)、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ(CD−RWドライブ)、若しくはデジタル多用途ディスクROMドライブ(DVD−ROM)などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない他の記憶媒体との組み合わせで含むことができる。ディスク記憶装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
The
コンピュータシステム210は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクス記憶装置上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクス記憶装置上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
It should be understood that the
ユーザは、I/Oインターフェース251に連結された入力装置(複数可)を介してコンピュータシステム210にコマンド又は情報を入力する。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナ、TVチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート(複数可)を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート(複数可)としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びUSBが挙げられる。出力装置(複数可)は、入力装置(複数可)と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、USBポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力装置に出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ(複数可)などの他の装置及び/又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。
The user inputs a command or information to the
コンピュータシステム210は、クラウドコンピュータ(複数可)などの1つ若しくは2つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ(複数可)は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ(複数可)と共にメモリ記憶デバイスのみが示される。遠隔コンピュータ(複数可)は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク(LAN)及びワイドエリアネットワーク(WAN)などの通信ネットワークを包含する。LAN技術としては、光ファイバ分散データインターフェース(FDDI)、銅線分散データインターフェース(CDDI)、Ethernet/IEEE802.3、Token Ring/IEEE802.5などが挙げられる。WAN技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線(DSL)が挙げられるがこれらに限定されない。
The
様々な態様では、図10のコンピュータシステム210、図9〜図10の撮像モジュール238、及び/又は可視化システム208、及び/又はプロセッサモジュール232は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ(DSP)を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ(SIMD)、又は複数命令複数データ(MIMD)技術を用いた並列コンピューティングを使用して速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実行することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。
In various embodiments, the
通信接続(複数可)とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア/ソフトウェアを指す。例示の明瞭さのために通信接続はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続はコンピュータシステム210の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア/ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、及びDSLモデムを含むモデム、ISDNアダプタ、並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。
Communication connection (s) refers to the hardware / software used to connect the network interface to the bus. The communication connection is shown inside the computer system for the sake of illustration clarity, but the communication connection may be outside the
図11は、本開示の少なくとも1つの態様による、USBネットワークハブ300装置の一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、USBネットワークハブ装置300は、Texas Instruments製のTUSB2036集積回路ハブを採用する。USBネットワークハブ300は、USB2.0規格に準拠する、上流USB送受信ポート302及び最大3つの下流USB送受信ポート304、306、308を提供するCMOS装置である。上流USB送受信ポート302は、差動データプラス(DP0)入力とペアリングされた差動データマイナス(DM0)入力を含む差動ルートデータポートである。3つの下流USB送受信ポート304、306、308は、各ポートが差動データマイナス(DM1〜DM3)出力とペアリングされた差動データプラス(DP1〜DP3)出力を含む差動データポートである。
FIG. 11 shows a functional block diagram of one aspect of the
USBネットワークハブ300装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したUSB送受信機が、上流USB送受信ポート302及び全ての下流USB送受信ポート304、306、308の回路に統合される。下流USB送受信ポート304、306、308は、ポートに取り付けられた装置の速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。USBネットワークハブ300装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理312を含む。
The
USBネットワークハブ300装置は、シリアルインターフェースエンジン310(SIE)を含む。SIE310は、USBネットワークハブ300ハードウェアのフロントエンドであり、USB仕様書の第8章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。SIE310は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、SOP、EOP、RESET、及びRESUME信号の検出/生成、クロック/データ分離、非ゼロ復帰逆転(NRZI)データ符号化/復号及びビットスタッフィング、CRC生成及びチェック(トークン及びデータ)、パケットID(PID)の生成、及びチェック/復号、並びに/又はシリアル・パラレル/パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。310はクロック入力314を受信し、ポート論理回路320、322、324を介して上流USB送受信ポート302と下流USB送受信ポート304、306、308との間の通信を制御するためにサスペンド/レジューム論理並びにフレームタイマー316回路及びハブリピータ回路318に連結される。SIE310は、シリアルEEPROMインターフェース330を介してシリアルEEPROMからコマンドを制御するためのインターフェース論理を介してコマンドデコーダ326に連結される。
The
様々な態様では、USBネットワークハブ300は、最大6つの論理層(階層)内に構成された127個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、USBネットワークハブ300は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された4本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。USBネットワークハブ300は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ、及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の4つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、USBケーブル、USBネットワークハブ300を使用して、上流USB送受信ポート302はUSBホストコントローラにプラグ接続され、下流USB送受信ポート304、306、308はUSBに互換性のある装置を接続するために露出される、といった具合である。
In various aspects, the
外科用器具のハードウェア
図12は、本開示の1つ又は2つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム470の論理図を示す。システム470は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ462及びメモリ468を備えるマイクロコントローラ461を含む。例えば、センサ472、474、476のうちの1つ又は2つ以上が、プロセッサ462にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ492によって駆動されるモータ482は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Iビームナイフ要素を駆動する。追跡システム480は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を決定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びIビームナイフ要素の位置を決定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ462に提供される。追加のモータが、Iビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ473は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ473上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
Hardware for Surgical Instruments FIG. 12 shows a logical diagram of a surgical instrument or
一態様では、マイクロコントローラ461は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、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。一態様では、メインマイクロコントローラ461は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングル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、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルSRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ若しくは2つ以上のPWMモジュール、1つ若しくは2つ以上のQEIアナログ、及び/又は12個のアナログ入力チャネルを備える1つ若しくは2つ以上の12ビットADCを含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex−M4Fプロセッサコアであってもよい。
In one aspect, the
一態様では、マイクロコントローラ461は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。
In one aspect, the
マイクロコントローラ461は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ461は、プロセッサ462及びメモリ468を含む。電動モータ482は、ギヤボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流(DC)モータであってもよい。一態様では、モータドライバ492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。絶対位置決めシステムを備えた追跡システム480で使用するために、他のモータドライバが容易に代用されてもよい。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年10月19日公開の米国特許出願公開第2017/0296213号に記載されている。
The
マイクロコントローラ461は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ461は、マイクロコントローラ461のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質と、測定による応答とのバランスを取る好適な調整された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
The
一態様では、モータ482は、モータドライバ492によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって使用され得る。様々な形態において、モータ482は、約25,000RPMの最大回転速度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482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んでよい。モータドライバ492は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を含むHブリッジドライバを備えてもよい。モータ482は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドルアセンブリ又はツールハウジングに解放可能に装着された電源アセンブリによって給電され得る。電源アセンブリは、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を含んでもよい。特定の状況下では、電源アセンブの電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってよい。少なくとも1つの実施例では、電池セルは、電源アセンブリに連結可能かつ電源アセンブリから分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
In one aspect, the
モータドライバ492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。A3941 492は、特にブラシ付きDCモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Nチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ492は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧に提供し、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。NチャネルMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、レジスタで調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。絶対位置決めシステムを備えた追跡システム480で使用するために、他のモータドライバが容易に代用されてもよい。
The
追跡システム480は、本開示の少なくとも1つの態様による、位置センサ472を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ472は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギヤ減速機アセンブリの対応する駆動ギヤと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はIビームを表し、これらのそれぞれは、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。したがって、本明細書で使用する場合、変位部材という用語は、駆動部材、発射部材、発射バー、Iビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の移動可能な部材を総称して指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びIビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Iビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ472に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはIビーム、又はこれらの組み合わせは、任意の好適な直線変位センサに連結され得る。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器(linear variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気検知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気検知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
The
電動モータ482は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギヤアセンブリと動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ472素子の1回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギヤアセンブリに動作可能に連結されてもよい。ギヤリング及びセンサの機構を、ラックピニオン機構によって直線アクチュエータに、又はスパーギヤ若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギヤ減速機アセンブリの対応する駆動ギヤと噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Iビーム、又はこれらの組み合わせを表す。
The
位置センサ472に関連付けられたセンサ素子の1回転は、変位部材の長手方向の直線変位d1に相当し、d1は、変位部材に連結されたセンサ素子が1回転した後で、変位部材が点「a」から点「b」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ472が変位部材のフルストロークに対して1回以上の回転を完了する結果をもたらすギヤの減速を介して接続されてもよい。位置センサ472は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
One rotation of the sensor element associated with the
位置センサ472の1回を超える回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ(ここでnは1より大きい整数である)が、単独で用いられても、ギヤの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態はマイクロコントローラ461にフィードバックされ、マイクロコントローラ461は論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位d1+d2+...dnに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ472の出力はマイクロコントローラ461に提供される。センサ機構の位置センサ472は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、ポテンショメータなどのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
A series of switches (where n is an integer greater than 1), even when used alone, in combination with gear deceleration to provide a unique position signal for more than one rotation of the
位置センサ472は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するかどうかに応じて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気検知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを製造するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の検知に用いられる技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動(nuclear precession)、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、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。
The
一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480の位置センサ472は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ472は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ472は、マイクロコントローラ461とインターフェースして絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ472は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ472の領域に、4つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ADC及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法(digit-by-digit method)及びボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ(CORDIC)プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース(SPI)インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ461に伝送される。位置センサ472は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ472は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。
In one aspect, the
絶対位置決めシステムを備える追跡システム480は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のPWMが挙げられる。位置センサ472によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(複数化)が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ(複数可)としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2016年5月24日発行の米国特許第9,345,481号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2014年9月18日公開の米国特許出願公開第2014/0263552号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年6月20日出願の米国特許出願第15/628,175号に記載されているものなどのセンサ機構が挙げられ得る。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
The
絶対位置決めシステムは、モータ482が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推論する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット(ゼロ又はホーム)位置へ後退又は前進させることなく、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
The absolute positioning system resets the displacement member, as would be required in a conventional rotary encoder where the
例えばひずみゲージ又は微小ひずみゲージなどのセンサ474は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされるひずみの振幅などのエンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定されたひずみは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。センサ474の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ476が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ476は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にIビームに加えられる発射力を測定することができる。Iビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Iビームはまた、Iビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切り離すために使用することができる、鋭利な切刃を含む。あるいは、モータ482による電流引き込みを測定するために、電流センサ478を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ482によって引き込まれる電流に相当し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。
A
一形態では、ひずみゲージセンサ474を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。治療される組織に加わるエンドエフェクタによる力を測定するために、ひずみゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に加えられる力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成された、例えば微小ひずみゲージなどのひずみゲージセンサ474を備える。一態様では、ひずみゲージセンサ474は、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー材に及ぼされるひずみの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定されたひずみはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ461のプロセッサ462に提供される。負荷センサ476は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供され得る。
In one embodiment, a
センサ474、476によってそれぞれ測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び/又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び/又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ461によって使用することができる。一例では、メモリ468は、評価の際にマイクロコントローラ461によって用いることができる技術、等式及び/又はルックアップテーブルを記憶することができる。
Measures of tissue compression, tissue thickness, and / or force required to close the end effector on the tissue, measured by
外科用器具又はツールの制御システム470はまた、図8〜図11に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。
The surgical instrument or
図13は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路500を示す。制御回路500は、本明細書に説明される様々なプロセスを実装するように構成することができる。制御回路500は、少なくとも1つのメモリ回路504に連結された1つ又は2つ以上のプロセッサ502(例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ)を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路504は、プロセッサ502によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ502に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ502は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうちのいずれか1つであってもよい。メモリ回路504は、揮発性及び不揮発性の記憶媒体を含むことができる。プロセッサ502は、命令処理装置506及び演算装置508を含んでよい。命令処理装置は、本開示のメモリ回路504から命令を受信するように構成されてもよい。
FIG. 13 shows a
図14は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路510を示す。組み合わせ論理回路510は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。組み合わせ論理回路510は、入力514で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理512によってデータを処理し、出力516を提供するように構成された組み合わせ論理512を含む有限状態マシンを含み得る。
FIG. 14 shows a
図15は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路520を示す。順序論理回路520又は組み合わせ論理522は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路520は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路520は、例えば、組み合わせ論理522、少なくとも1つのメモリ回路524、及びクロック529を含んでもよい。少なくとも1つのメモリ回路524は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路520は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理522は、入力526から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理522によってデータを処理し、出力528を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ(例えば、図13のプロセッサ502)と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路(例えば図14の組み合わせ論理回路510)と順序論理回路520の組み合わせを含むことができる。
FIG. 15 shows a
図16は、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第1のモータを起動させて第1の機能を実行することができ、第2のモータを起動させて第2の機能を実行することができ、第3のモータを起動させて第3の機能を実行することができ、第4のモータを起動させて第4の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具600の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び/又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。
FIG. 16 shows a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions. In a particular example, the first motor can be started to perform the first function, the second motor can be started to perform the second function, and the third motor can be started. The third function can be executed, the fourth motor can be started to execute the fourth function, and so on. In certain examples, multiple motors of the robotic
特定の例では、外科用器具システム又はツールは発射モータ602を含んでもよい。発射モータ602は、具体的にはIビーム要素を変位させるために、モータ602によって生成された発射運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る発射モータ駆動アセンブリ604に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、モータ602によって生成された発射運動によって、例えば、ステープルをステープルカートリッジから、エンドエフェクタによって捕捉された組織内へと配備し、かつ/又はIビーム要素の切刃を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Iビーム要素は、モータ602の方向を逆転させることによって後退させられてもよい。
In certain examples, the surgical instrument system or tool may include a
特定の例では、外科用器具又はツールは閉鎖モータ603を含んでもよい。閉鎖モータ603は、具体的には閉鎖管を変位させてアンビルを閉鎖し、アンビルとステープルカートリッジとの間で組織を圧縮するためにモータ603によって生成された閉鎖運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、閉鎖モータ駆動アセンブリ605に動作可能に連結されてもよい。閉鎖運動によって、例えば、エンドエフェクタが開放構成から接近構成へと遷移して組織を捕捉することができる。エンドエフェクタは、モータ603の方向を逆転させることによって開放位置に遷移され得る。
In certain examples, the surgical instrument or tool may include a closure motor 603. The closing motor 603 specifically displaces the closing tube to close the anvil and transmits the closing motion generated by the motor 603 to the end effector to compress the tissue between the anvil and the staple cartridge. It may be operably coupled to a closed
特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、1つ又は2つ以上の関節運動モータ606a、606bを含んでもよい。モータ606a、606bは、モータ606a、606bによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ608a、608bに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。 In certain examples, the surgical instrument or tool may include, for example, one or more joint motion motors 606a, 606b. The motors 606a, 606b may be operably coupled to the corresponding joint motion motor drive assemblies 608a, 608b, which may be configured to transmit the joint motion generated by the motors 606a, 606b to the end effector. In certain examples, articulation allows, for example, end effectors to articulate with respect to the shaft.
上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、独立して又は別個に起動させて、1つ又は2つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ606a、606bを起動させて、発射モータ602が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。あるいは、発射モータ602を起動させて、関節運動モータ606が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び/又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ603は、本明細書において以下に詳述されるように閉鎖管及びIビーム要素を遠位に前進させるために、発射モータ602と同時に起動されてもよい。
As mentioned above, a surgical instrument or tool may include multiple motors that may be configured to perform a variety of independent functions. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool can be activated independently or separately to perform one or more functions while the other motors remain stationary. Can be carried out. For example, the joint movement motors 606a and 606b can be activated to jointly move the end effector while the
特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール610を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール610は、一度に複数のモータのうちの1つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール610は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610などの1つ又は2つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610と独立してかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール610は、外科用器具又はツールの複数のモータのうち一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。
In certain examples, the surgical instrument or tool may include a
少なくとも1つの実施例では、共通の制御モジュール610は、関節運動モータ606a、606bとの動作可能な係合と、発射モータ602又は閉鎖モータ603のいずれかとの動作可能な係合と、の間で選択的に切り替えることができる。少なくとも1つの実施例では、図16に示すように、スイッチ614は、複数の位置及び/又は状態間を移動又は遷移させることができる。例えば、第1の位置616では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を発射モータ602と電気的に連結してもよく、第2の位置617では、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を閉鎖モータ603と電気的に連結してもよく、第3の位置618aでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第1の関節運動モータ606aと電気的に連結してもよく、第4の位置618bでは、スイッチ614は、共通の制御モジュール610を第2の関節運動モータ606bと電気的に連結してもよい。特定の例では、同時に、別個の共通の制御モジュール610を、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bと電気的に連結してもよい。特定の例では、スイッチ614は、機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替え機構であってもよい。
In at least one embodiment, the
モータ602、603、606a、606bのそれぞれは、モータのシャフト上の出力トルクを測定するためのトルクセンサを備えてもよい。エンドエフェクタに加わる力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の方法で検知されてもよい。
Each of the
様々な例では、図16に示されるように、共通の制御モジュール610は、1つ又は2つ以上のHブリッジFETを備え得るモータドライバ626を備えてもよい。モータドライバ626は、例えば、マイクロコントローラ620(「コントローラ」)からの入力に基づいて、電源628から共通の制御モジュール610に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール610に連結されている間にマイクロコントローラ620を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。
In various examples, as shown in FIG. 16, the
特定の例では、マイクロコントローラ620は、マイクロプロセッサ622(「プロセッサ」)と、1つ又は2つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット624(「メモリ」)と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ624は、様々なプログラム命令を記憶することができ、それが実行されると、プロセッサ622に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実行させることができる。特定の例では、メモリユニット624の1つ又は2つ以上が、例えば、プロセッサ622に連結されてもよい。
In certain examples, the
特定の例では、電源628を用いて、例えばマイクロコントローラ620に電力を供給してもよい。特定の例では、電源628は、例えばリチウムイオン電池などの電池(又は「電池パック」若しくは「パワーパック」)を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具600に電力を供給するため、ハンドルに解放可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源628として使用してもよい。特定の例では、電源628は、例えば、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。
In certain examples, the
様々な例では、プロセッサ622は、モータドライバ626を制御して、共通の制御モジュール610に連結されたモータの位置、回転方向、及び/又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ622は、モータドライバ626に信号伝達して、共通の制御モジュール610に連結されたモータを停止及び/又は使用不能にすることができる。「プロセッサ」という用語は、本明細書で使用されるとき、任意の好適な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で統合したその他の基本コンピューティング装置を含むと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、メモリに記憶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デバイスである。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。
In various examples, the
一例では、プロセッサ622は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、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。特定の例では、マイクロコントローラ620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つの実施例では、Texas InstrumentsのLM4F230H5QRは、製品データシートで容易に利用可能な機構の中でもとりわけ、最大40MHzの256KBのシングル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、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルSRAM、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部ROM、2KBのEEPROM、1つ又は2つ以上のPWMモジュール、1つ又は2つ以上のQEIアナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ又は2つ以上の12ビットADCを含む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、モジュール4410と共に使用するの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。
In one example, the
特定の例では、メモリ624は、共通の制御モジュール610に連結可能な外科用器具600のモータをそれぞれ制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ624は、発射モータ602、閉鎖モータ603、及び関節運動モータ606a、606bを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ622に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。
In a particular example, the
特定の例では、例えば、センサ630などの1つ又は2つ以上の機構及び/又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ622に警告することができる。例えば、センサ630は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連付けられたプログラム命令を使用するようにプロセッサ622に警告することができる。特定の例では、センサ630は、例えば、スイッチ614の位置を検知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第1の位置616にあることを検出すると、エンドエフェクタのIビームの発射と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第2の位置617にあることを検出すると、アンビルの閉鎖と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ622は、例えば、センサ630を介してスイッチ614が第3の位置618a又は第4の位置618bにあることを検出すると、エンドエフェクタの関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用することができる。
In certain examples, one or more mechanisms and / or sensors, such as the
図17は、本開示の少なくとも1つの態様による、本明細書で説明される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具700の回路図である。ロボット外科用器具700は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位/近位並進、閉鎖管の遠位/近位変位、シャフトの回転、及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具700は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具700は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、及び/又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路710を備える。
FIG. 17 is a circuit diagram of a robotic
一態様では、ロボット外科用器具700は、複数のモータ704a〜704eを介して、エンドエフェクタ702のアンビル716及びIビーム714(鋭い切刃を含む)部分、取り外し可能なステープルカートリッジ718、シャフト740、並びに1つ又は2つ以上の関節運動部材742a、742bを制御するように構成された制御回路710を備える。位置センサ734は、Iビーム714の位置フィードバックを制御回路710に提供するように構成されてもよい。他のセンサ738は、制御回路710にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー/カウンタ731は、制御回路710にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ704a〜704eを動作させるためにエネルギー源712が設けられてもよく、電流センサ736はモータ電流フィードバックを制御回路710に提供する。モータ704a〜704eは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路710によって個別に操作することができる。
In one aspect, the robotic
一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに1つ又は2つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ回路731は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路710に提供して位置センサ734によって決定されたIビーム714の位置をタイマー/カウンタ回路731の出力と相関させ、その結果、制御回路710は、Iビーム714が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間(t)に対する特定の時間(t)におけるIビーム714の位置を決定することができる。タイマー/カウンタ731は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ702の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路710は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を検知するようにプログラムされてもよい。制御回路710は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路710は、変位部材をより低速でかつ/又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路710は、変位部材をより高速でかつ/又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムは、アンビル716によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。その他の制御プログラムは、シャフト740及び関節運動部材742a、742bの回転を制御する。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、モータ設定値信号を生成することができる。モータ設定値信号は、様々なモータコントローラ708a〜708eに提供されてもよい。モータコントローラ708a〜708eは、本明細書に記載されるように、モータ704a〜704eにモータ駆動信号を提供してモータ704a〜704eを駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ704a〜704eはブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ704a〜704eの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ704a〜704eはブラシレスDC電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ704a〜704eの1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ708a〜708eは省略されてもよく、制御回路710がモータ駆動信号を直接生成してもよい。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、最初に、モータ704a〜704eのそれぞれを、変位部材のストロークの第1の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具700の応答に基づいて、制御回路710は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ704a〜704eのうちの1つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路710は、変位部材ストロークの第2の部分に対して選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路710は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ704a〜704eのうちの1つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。
In one aspect, the
一態様では、モータ704a〜704eは、エネルギー源712から電力を受け取ることができる。エネルギー源712は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるDC電源であってもよい。モータ704a〜704eは、それぞれの伝達装置706a〜706eを介して、Iビーム714、アンビル716、シャフト740、関節運動部742a、及び関節運動部742bなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達装置706a〜706eは、モータ704a〜704eを可動機械的要素に連結するための1つ又は2つ以上のギヤ又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ734は、Iビーム714の位置を検知し得る。位置センサ734は、Iビーム714の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ734は、Iビーム714が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路710に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路710は、パルスを追跡してIビーム714の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム714の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ734は省略されてもよい。モータ704a〜704eのいずれかがステッパモータである場合、制御回路710は、モータ704が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム714の位置を追跡することができる。位置センサ734は、エンドエフェクタ702内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。モータ704a〜704eのそれぞれの出力は、力を検知するためのトルクセンサ744a〜744eを含み、駆動シャフトの回転を検知するエンコーダを有する。
In one aspect, the motors 704a-704e can receive power from the
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のIビーム714部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路710はモータ制御部708aにモータ設定値を提供し、モータ制御部708aはモータ704aに駆動信号を提供する。モータ704aの出力シャフトは、トルクセンサ744aに連結される。トルクセンサ744aは、Iビーム714に連結された伝達装置706aに連結される。伝達装置706aは、エンドエフェクタ702の長手方向軸線に沿った遠位及び近位へのIビーム714の移動を制御するための、回転要素及び発射部材などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ704aは、第1のナイフ駆動ギヤ及び第2のナイフ駆動ギヤを含むナイフギヤ減速セットを含むナイフギヤアセンブリに連結されてもよい。トルクセンサ744aは、制御回路710に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、Iビーム714を発射又は変位させるために必要な力を表す。位置センサ734は、発射ストロークに沿ったIビーム714の位置、又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路710に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ702は、制御回路710にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ738を含んでもよい。使用準備が整ったら、制御回路710は、モータ制御部708aに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ704aは、発射部材をエンドエフェクタ702の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動することができる。発射部材が遠位に並進すると、遠位端に位置付けられた切断要素を備えるIビーム714は、遠位に前進して、ステープルカートリッジ718とアンビル716との間に位置する組織を切断する。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のアンビル716部分などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路710は、モータ704bに駆動信号を提供するモータ制御部708bにモータ設定値を提供する。モータ704bの出力シャフトは、トルクセンサ744bに連結される。トルクセンサ744bは、アンビル716に連結された伝達装置706bに連結される。伝達装置706bは、開放位置及び閉鎖位置からのアンビル716の移動を制御するための、回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704bは、閉鎖スパーギヤと噛合係合して支持される閉鎖減速ギヤセットを含む閉鎖ギヤアセンブリに連結される。トルクセンサ744bは、制御回路710に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、アンビル716に適用される閉鎖力を表す。位置センサ734は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路710に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ702内の追加のセンサ738は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路710に提供することができる。枢動可能なアンビル716は、ステープルカートリッジ718の反対側に位置付けられる。使用準備が整うと、制御回路710は、モータ制御部708bに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応答して、モータ704bは、閉鎖部材を前進させて、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に組織を把持する。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702を回転させるためにシャフト740などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路710は、モータ704cに駆動信号を提供するモータ制御部708cにモータ設定値を提供する。モータ704cの出力シャフトは、トルクセンサ744cに連結される。トルクセンサ744cは、シャフト740に連結された伝達装置706cに連結される。伝達装置706cは、シャフト740の時計回り又は反時計回りの回転を360度まで及びそれを超えて制御するために、回転要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704cは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギヤアセンブリによって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された(又はこれに取り付けられた)管状ギヤセグメントを含む回転伝達装置アセンブリに連結される。トルクセンサ744cは、制御回路710に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト740に加えられる回転力を表す。位置センサ734は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路710に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ738が、シャフト740の回転位置を制御回路710に提供してもよい。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702を関節運動させるように構成されている。制御回路710は、モータ704dに駆動信号を提供するモータ制御部708dにモータ設定値を提供する。モータ704dの出力シャフトは、トルクセンサ744dに連結される。トルクセンサ744dは、関節運動部材742aに連結された伝達装置706dに連結される。伝達装置706dは、エンドエフェクタ702の±65°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704dは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギヤアセンブリによって回転可能に駆動される。トルクセンサ744dは、制御回路710に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ702に加えられる関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ738は、エンドエフェクタ702の関節運動位置を制御回路710に提供してもよい。
In one aspect, the
別の態様では、ロボット外科システム700の関節運動機能は、2つの関節運動部材、又は連結部742a、742bを含んでもよい。これらの関節運動部材742a、742bは、2つのモータ708d、708eによって駆動されるロボットインターフェース(ラック)上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ704aが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部742a、742bのそれぞれは他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材742a、742bは、ヘッドが回転するときに固定された半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転すると、プッシュプル連結部の機械効率は変化する。この機械効率の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。
In another aspect, the joint motor function of the robotic
一態様では、1つ又は2つ以上のモータ704a〜704eは、ギヤボックス、及び発射部材、閉鎖部材、又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きDCモータを備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管、及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電動モータ704a〜704eが挙げられる。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電動モータ704a〜704eの1つに反して作用する障害(drag)と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。 In one aspect, one or more motors 704a-704e may include a gearbox and a brushed DC motor with a mechanical connection to a launching member, a closing member, or a joint motion member. Another example includes electric motors 704a-704e that operate movable mechanical elements such as displacement members, joint motion connections, closure tubes, and shafts. External effects are unmeasured and unpredictable effects, such as friction on tissues, surrounding bodies, and physical systems. Such external influences are sometimes referred to as drags that act against one of the electric motors 704a-704e. External influences, such as failures, can deviate the behavior of the physical system from the desired behavior of the physical system.
一態様では、位置センサ734は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ734は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ734は、制御回路710と連動して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
In one aspect, the
一態様では、制御回路710は、1つ又は2つ以上のセンサ738と通信してもよい。センサ738は、エンドエフェクタ702上に位置付けられ、ロボット外科用器具700と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ738は、磁気センサ、磁界センサ、ひずみゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ702の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。センサ738は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。センサ738は、分割電極を使用して組織の位置を決定するために、ステープルカートリッジ718のデッキ上に配置されてもよい。トルクセンサ744a〜744eは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び/又は関節運動力などの力を検知するように構成されてもよい。したがって、制御回路710は、(1)遠位閉鎖管が直面する閉鎖負荷及びその位置、(2)ラックにある発射部材及びその位置、(3)ステープルカートリッジ718のどの部分がその上に組織を有しているか、並びに(4)両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置、を検知することができる。
In one aspect, the
一態様では、1つ又は2つ以上のセンサ738は、クランプ状態の間のアンビル716におけるひずみの大きさを測定するように構成された、微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ738は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に位置する組織セクションのインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。
In one aspect, the one or
一態様では、センサ738は、とりわけ、1つ又は2つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗(MR)装置、巨大磁気抵抗(GMR)装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ光センサ、IRセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ(例えば、FET、接合FET、MOSFET、双極など)などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ738は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
In one aspect, the
一態様では、センサ738は、閉鎖駆動システムによってアンビル716に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ738は、閉鎖管によってアンビル716に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル716との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル716に対して及ぼされる力は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に捕捉された組織セクションが直面する組織圧縮を表すものであり得る。1つ又は2つ以上のセンサ738を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムがアンビル716に加える閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ738は、制御回路710のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路710は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム716に加えられた閉鎖力をリアルタイムで評価する。
In one aspect, the
一態様では、電流センサ736を用いて、モータ704a〜704eのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Iビーム714などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ704a〜704eのうちの1つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路710に提供される。制御回路710は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ702内のIビーム714を標的速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、線形二次(LQR)、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月29日出願の「CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/636,829号に開示されている。
In one aspect, the
図18は、本開示の少なくとも1つの態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具750のブロック図を示す。一態様では、外科用器具750は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具750は、アンビル766、Iビーム764(鋭い切断縁部を含む)、及び取り外し可能なステープルカートリッジ768を備え得るエンドエフェクタ752を備える。
FIG. 18 shows a block diagram of a
Iビーム764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ784によって測定することができる。Iビーム764は長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を採用する長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定することができる。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成され得る。制御回路760は、Iビーム764などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路760は、1つ若しくは2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって決定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を決定することができる。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
The position, movement, displacement, and / or translation of a linear displacement member such as the I-
制御回路760は、モータ設定値信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書に記載されるように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。
The
モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結され得る。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ又は2つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を検知し得る。位置センサ784は、Iビーム764の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡してIビーム764の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータ754が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ752内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
The
制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ752上に位置付けられ、外科用器具750と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合され得る。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ752の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含み得る。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。
The
1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態の間のアンビル766におけるひずみの大きさを測定するように構成された、微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織セクションのインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。
One or
センサ788は、閉鎖駆動システムがアンビル766に及ぼす力を測定するように構成されてよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管がアンビル766に加える閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織セクションが直面する組織圧縮を表すものであり得る。1つ又は2つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムがアンビル766に加える閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられた閉鎖力をリアルタイムで評価する。
The
モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。
A
制御回路760は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ752内のIビーム764を標的速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具750は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、LQR、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。外科用器具750は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
The
外科用器具750の実際の駆動システムは、ギヤボックス、並びに関節運動及び/又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きDCモータによって、変位部材、切断部材、又はIビーム764を駆動するように構成されている。別の実施例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば変位部材及び関節運動ドライバを操作する電気モータ754である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ754に反して作用する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。
The actual drive system for the
様々な例示的態様は、モータ駆動式の外科用ステープル留め及び切断装置を有するエンドエフェクタ752を備える外科用器具750を対象とする。例えば、モータ754は、エンドエフェクタ752の長手方向軸に沿って遠位及び近位に変位部材を駆動してよい。エンドエフェクタ752は、枢動可能なアンビル766と、使用のために構成される場合は、アンビル766の反対側に配置されたステープルカートリッジ768とを備えてもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に組織を把持してもよい。器具750を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば器具750のトリガを押すことによって発射信号を提供してもよい。発射信号に応答して、モータ754は変位部材を、エンドエフェクタ752の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで、遠位に駆動することができる。変位部材が遠位に並進するにつれて、遠位端に位置付けられた切断要素を有するIビーム764は、ステープルカートリッジ768とアンビル766との間の組織を切断することができる。
Various exemplary embodiments are directed to a
様々な実施例において、外科用器具750は、例えば、1つ又は2つ以上の組織状態に基づいて、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路760を備えてもよい。制御回路760は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで、厚さなどの組織状態を検知するようにプログラムされてもよい。制御回路760は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路760は、変位部材をより低速でかつ/又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路760は、変位部材をより高速でかつ/又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
In various embodiments, the
いつくかの実施例では、制御回路760は、最初に、モータ754を、変位部材のストロークの第1の開ループ部分に対する開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具750の応答に基づいて、制御回路760は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ754に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路760は、変位部材ストロークの第2の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路760は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ754を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年9月29日出願の「SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/720,852号に開示されている。
In some embodiments, the
図19は、本開示の少なくとも1つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具790の回路図である。一態様では、外科用器具790は、Iビーム764などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具790は、アンビル766と、Iビーム764と、RFカートリッジ796(破線で示す)と交換することができる取り外し可能なステープルカートリッジ768とを備え得るエンドエフェクタ792を備える。
FIG. 19 is a circuit diagram of a
一態様では、センサ788は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、MR装置、GMR装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ638は、とりわけ光センサ、IRセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ(例えば、FET、接合FET、MOSFET、双極など)などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ788は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。
In one aspect, the
一態様では、位置センサ784は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ784は、制御回路760と連動して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
In one aspect, the
一態様では、Iビーム764は、上部に組織切断刃を動作可能に支持するナイフ本体を備えるナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及びチャネル係合特徴部又は足部を更に含んでよい。一態様では、ステープルカートリッジ768は、標準的な(機械式)外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、RFカートリッジ796は、RFカートリッジとして実装されてもよい。これら及び他のセンサ構成は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる、同一出願人による米国特許出願第15/628,175号、発明の名称「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」(2017年6月20日出願)に記載されている。
In one aspect, the I-
Iビーム764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ機構、及び位置センサ784として表される位置センサにより、測定可能である。Iビーム764は長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を使用する長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定することができる。したがって、以下の説明では、Iビーム764の位置、変位、及び/又は並進は、本明細書に記載される位置センサ784によって達成され得る。制御回路760は、本明細書に記載されるように、Iビーム764などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路760は、1つ若しくは2つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、記載される方法で変位部材、例えばIビーム764を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー/カウンタ781は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路760に提供して、位置センサ784によって決定されたIビーム764の位置をタイマー/カウンタ781の出力と相関させ、その結果、制御回路760は、開始位置に対する特定の時間(t)におけるIビーム764の位置を決定することができる。タイマー/カウンタ781は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。
The position, movement, displacement, and / or translation of a linear displacement member such as the I-
制御回路760は、モータ設定値信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータコントローラ758に提供されてもよい。モータコントローラ758は、本明細書に記載されるように、モータ754にモータ駆動信号774を提供してモータ754を駆動するように構成された1つ又は2つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ754は、ブラシ付きDC電動モータであってもよい。例えば、モータ754の速度は、モータ駆動信号774に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ754はブラシレスDC電動モータであってもよく、モータ駆動信号774は、モータ754の1つ又は2つ以上の固定子巻線に提供されるPWM信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。
The
モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結され得る。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ又は2つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を検知し得る。位置センサ784は、Iビーム764の位置を示す位置データを生成することができる任意の種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路760に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路760は、パルスを追跡してIビーム764の位置を決定してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他の種類の位置センサは、Iビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。また、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータが実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。位置センサ784は、エンドエフェクタ792内、又は器具の任意の他の部分に位置することができる。
The
制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ792上に位置付けられ、外科用器具790と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合され得る。センサ788は、磁気センサ、磁界センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又はエンドエフェクタ792の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてよい。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。
The
1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態の間のアンビル766におけるひずみの大きさを測定するように構成された、微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ788は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に位置する組織セクションのインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び/又は充満度を示す。
One or
センサ788は、閉鎖駆動システムがアンビル766に及ぼす力を測定するように構成されてよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管がアンビル766に加える閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置してもよい。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織セクションが直面する組織圧縮を表すものであり得る。1つ又は2つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムがアンビル766に加える閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサ部分によるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられた閉鎖力をリアルタイムで評価する。
The
モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。
A
RFエネルギー源794は、エンドエフェクタ792に連結され、RFカートリッジ796がステープルカートリッジ768の代わりにエンドエフェクタ792内に装填されたときに、RFカートリッジ796に適用される。制御回路760は、RFカートリッジ796に対するRFエネルギーの送達を制御する。
The
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月28日出願の「SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE,AND METHOD OF USING SAME」と題する米国特許出願第15/636,096号に開示されている。 Further details are incorporated herein by reference in their entirety, "SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING US Pat. / 636,096.
図20は、制御システムが、関節運動角度θに基づいて閉鎖管アセンブリのストローク長さをどのように変更することができるかを示すストローク長グラフ20740を示す。このようなストローク長さの変更は、関節運動角度θが増加するにつれて(例えば、x軸に沿って示される)ストローク長さを補償ストローク長さ(例えば、y軸に沿って示される)に短縮することを含む。補償ストローク長さは、閉鎖管アセンブリがエンドエフェクタのジョーを閉鎖するために遠位方向に移動する長さを画定し、これは関節運動角度θに依存し、かつ、閉鎖管アセンブリが過剰移動して外科用装置にダメージを与えるのを防止する。
FIG. 20 shows a
例えば、ストローク長グラフ20740に示されるように、エンドエフェクタが関節運動していない場合、ジョーを閉鎖するための閉鎖管アセンブリのストローク長さは約0.250インチであり、関節運動角度θが約60度である場合、補償ストローク長さは約0.242インチである。このような測定値は、例としてのみ提供されており、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な角度並びに対応するストローク長さ及び補償ストローク長さのいずれかを含むことができる。更に、関節運動角度θと補償ストローク長さとの関係は非線形であり、補償ストローク長さが短くなる割合は、関節運動角度が増加するにつれて増加する。例えば、45度の関節運動と60度の関節運動との間の補償ストローク長さの減少は、ゼロ度の関節運動と15度の関節運動との間の補償ストローク長さの減少よりも大きい。このアプローチでは、制御システムは、関節運動角度θに基づいてストローク長さを調節して、外科用装置へのダメージ(例えば、閉鎖管アセンブリの遠位端を遠位位置に詰まらせる)を防止するが、遠位閉鎖管は関節運動中に依然として前進することができ、それによって、ジョーを少なくとも部分的に閉鎖する可能性がある。
For example, as shown in the
図21は、制御システムが関節運動角度θに基づいて閉鎖管アセンブリの長手方向位置を変更する一態様を示す閉鎖管アセンブリ位置決めグラフ20750を示す。閉鎖管アセンブリの長手方向位置のこのような変更は、エンドエフェクタが関節運動するときに、及び関節運動角度θ(例えば、x軸に沿って示される)に基づいて、閉鎖管アセンブリを補償距離(例えば、y軸に沿って示される)だけ近位に後退させることを含む。閉鎖管アセンブリが近位に後退する補償距離は、遠位閉鎖管の遠位前進を防止し、それによって、関節運動中にジョーを開放位置に維持する。関節運動中に閉鎖管アセンブリを補償距離だけ近位に後退させることによって、閉鎖管アセンブリは、閉鎖アセンブリの起動時に、近位に後退した位置から始まるストローク長さを移動してジョーを閉じることができる。
FIG. 21 shows a closed tube
例えば、閉鎖管アセンブリ位置決めグラフ20750に示されるように、エンドエフェクタが関節運動していないときの補償距離はゼロであり、関節運動角度θが約60度であるときの補償距離は約0.008インチである。この実施例では、閉鎖管アセンブリは、関節運動中に0.008インチの補償距離だけ後退される。したがって、ジョーを閉じるために、閉鎖管アセンブリは、この後退位置から始まるストーク長を前進することができる。このような測定値は、例示の目的のみで提供されており、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な角度及び対応する補償距離のいずれかを含むことができる。図21に示されるように、関節運動角度θと補償距離との間の関係は非線形であり、補償距離が長くなる割合は、関節運動角度θが増加するにつれて増加する。例えば、45度と60度との間の補償距離の増加は、ゼロ度と15度との間の補償距離の増加よりも大きい。
For example, as shown in the closed tube
患者組織をクランプするとき、クランプ装置(例えば、線形ステープラ)、及び組織を介して加えられる力は、容認できないほど高いレベルに達する場合がある。例えば、一定のクロージャ速度が採用される場合、この力は、クランプされた組織に対して過剰な外傷を引き起こすのに十分な程高くなる場合があり、かつ、クランプ装置の変形を引き起こして、許容可能な組織間隙がステープル留め経路にわたって維持されなくなる場合がある。図22は、一定のアンビル閉鎖速度での圧縮(すなわち、制御された組織圧縮(CTC)を伴わない)中に組織に印加される電力と、可変アンビル閉鎖速度での圧縮(すなわち、CTCを伴う)中に組織に印加される電力との比較を示すグラフである。閉鎖速度は、組織内に付与される電力が圧縮の一部にわたって一定のままとなるように、組織圧縮を制御するように調節されてもよい。図22によると、組織に付与されるピーク電力は、可変アンビル閉鎖速度が利用される場合にはるかに低くなる。付与された電力に基づいて、外科用装置によって及ぼされる力(又は力に関連するか、又は力に比例するパラメータ)を計算することができる。この点に関して、電力は、外科用装置を介して(例えば、線形ステープラのジョーを介して)及ぼされる力が、完全閉鎖位置にあるときに組織間隙がステープル留め長さ全体に沿って許容可能な範囲内でなくなるジョーの広がりをもたらす降伏力又は圧力を超えないように、制限されてもよい。例えば、ジョーは、ジョーの全長に沿った全てのステープル位置で組織間隙が許容可能な範囲又は標的範囲内に留まるように、平行であるか、又は平行に十分に近いべきである。更に、加えられる電力の制限は、組織に対する外傷又はダメージを回避するか、又は少なくとも最小限に抑える。 When clamping patient tissue, the clamping device (eg, linear stapler), and the forces applied through the tissue can reach unacceptably high levels. For example, if a constant closure speed is adopted, this force may be high enough to cause excessive trauma to the clamped tissue and cause deformation of the clamping device, which is acceptable. Possible tissue gaps may not be maintained across the stapled pathway. FIG. 22 shows the power applied to the tissue during compression at a constant anvil closure rate (ie, without controlled tissue compression (CTC)) and compression at a variable anvil closure rate (ie, with CTC). ) Is a graph showing a comparison with the electric power applied to the tissue. The closure rate may be adjusted to control tissue compression so that the power applied within the tissue remains constant over a portion of the compression. According to FIG. 22, the peak power applied to the tissue is much lower when the variable anvil closure rate is utilized. Based on the applied power, the force exerted by the surgical device (or a force-related or force-proportional parameter) can be calculated. In this regard, power is acceptable along the entire staple fastening length when the force exerted through the surgical device (eg, through the jaws of the linear stapler) is in a fully closed position. It may be limited so that it does not exceed the yield force or pressure that results in the spread of the jaws that are out of range. For example, the jaws should be parallel or close enough so that the tissue gap remains within an acceptable or target range at all staple positions along the entire length of the jaw. In addition, limiting the power applied avoids or at least minimizes trauma or damage to the tissue.
図22において、CTCを伴わない方法において加えられる総エネルギーは、CTCを伴う方法において加えられる総エネルギーと同じである。すなわち、図22の電力曲線下の面積は、同じであるか、又は実質的に同じである。しかしながら、ピーク電力は、CTCを伴わない実施例と比較してCTCを伴う実施例においてはるかに低いため、利用される電力プロファイルの差はかなり大きい。 In FIG. 22, the total energy applied in the method without CTC is the same as the total energy applied in the method with CTC. That is, the areas under the power curve in FIG. 22 are the same or substantially the same. However, since the peak power is much lower in the examples with CTC compared to the examples without CTC, the difference in power profiles utilized is quite large.
電力の制限は、線20760によって示されるように、閉鎖速度を減速させることによって、CTCを伴う実施例において達成される。圧縮時間B’は閉鎖時間Bよりも長い点に留意されたい。図22に示すように、一定の閉鎖速度を提供する(すなわち、CTCを伴わない)装置及び方法は、可変閉鎖速度を提供する(すなわち、CTCを伴う)装置及び方法と同じ50lbの圧縮力を、同じ1mmの組織間隙で達成する。一定の閉鎖速度を提供する装置及び方法は、可変閉鎖速度を利用する装置及び方法と比較してより短い期間で、所望の組織間隙における圧縮力を達成することができるが、これにより、図22に示されるように、組織に印加される電力の急上昇が生じる。対照的に、CTCを伴って示される例示的な態様は、閉鎖の速度を減速させて、組織に印加される電力の量を特定のレベル未満に制限する。組織に印加される電力を制限することにより、CTCを使用しないシステム及び方法と比べて、組織外傷を最小限に抑えることができる。
The power limit is achieved in the embodiment with CTC by reducing the closing speed, as indicated by
図22及び追加の例示は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSION OF TISSUE」と題する2013年8月6日に発行の米国特許第8,499,992,号(2012年6月1日出願)に更に記載されている。 FIG. 22 and additional illustrations are US Pat. No. 8,499,992 issued August 6, 2013, entitled "DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSION OF TISSUE", the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. , (Applied June 1, 2012).
いくつかの態様では、制御システムは、制御システムがEビームの位置及び/又は発射シャフトの関節運動角度を決定し、そのような決定に基づいて少なくとも1つのモータを適切に制御することを支援する、複数の既定の力閾値を含むことができる。例えば、力閾値は、発射シャフトを並進させるように構成された発射バーの移動の長さに応じて変化し得、そのような力閾値は、制御システムと通信する1つ又は2つ以上のモータの測定されたねじり力と比較され得る。測定されたねじり力を力閾値と比較することで、制御システムがエンドエフェクタのEビーム及び/又は関節運動の位置を決定するための信頼できる方法を提供することができる。これにより、制御システムは、以下でより詳細に説明するように、1つ又は2つ以上のモータを適切に制御して(例えば、ねじり負荷を低減又は停止させて)発射アセンブリの適切な発射及びエンドエフェクタの適切な関節運動を確実にすること、並びにシステムに対するダメージを防止することができる。 In some embodiments, the control system assists the control system in determining the position of the E-beam and / or the joint motion angle of the firing shaft and appropriately controlling at least one motor based on such determination. , Can include multiple predetermined force thresholds. For example, the force threshold can vary depending on the length of movement of the launch bar configured to translate the launch shaft, and such force threshold can be one or more motors that communicate with the control system. Can be compared with the measured torsional force of. By comparing the measured torsional force to the force threshold, a reliable method can be provided for the control system to determine the position of the end effector's E-beam and / or joint motion. This allows the control system to properly control one or more motors (eg, reduce or stop the torsional load) to properly launch and launch the launch assembly, as described in more detail below. It is possible to ensure proper joint movement of the end effector and prevent damage to the system.
図23は、セクションBの測定された変位に関連するセクションAの測定された力を含む、力及び変位グラフ20800を示す。セクションA及びBは共に、時間(例えば、秒)を示すx軸を有する。セクションBのy軸は、発射ロッドの移動変位(例えば、ミリメートル単位)を示し、セクションAのy軸は、発射バーに加えられ、それによって発射シャフトを前進させる力を示す。セクションAに示されるように、発射バーを第1の関節運動範囲20902内で移動させることにより(例えば、第1のおよそ12mmの移動)、エンドエフェクタを関節運動させる。例えば、12mmの変位位置において、エンドエフェクタは、右に完全に関節運動し、更なる関節運動は機械的に不可能である。完全に関節運動した結果、モータに加わるねじり力が増加し、制御システムは、セクションAに示されるように、既定の関節運動閾値20804を超える関節運動力ピーク20802を検知することができる。制御システムは、1つを超える最大関節運動方向(例えば、左向き関節運動及び右向き関節運動)を検知するために、1つを超える既定の関節運動閾値20804を含むことができる。制御システムが、所定の関節運動閾値20804を超える関節運動力ピーク20802を検出した後、制御システムは、モータの作動を低減又は停止し、それによって少なくともモータをダメージから保護することができる。
FIG. 23 shows a force and
発射バーが関節運動範囲20902を越えて前進した後、外科用ステープラ内のシフト機構は、発射バーの更なる遠位移動を引き起こし、発射シャフトの遠位移動を引き起こすことができる。例えば、セクションBに示されるように、約12mm〜70mmの移動変位の移動は、Eビームを発射ストローク20904に沿って前進させ、ジョー間に捕捉された組織を切断することができるが、他の移動長さは本開示の範囲内である。この実施例では、Eビームの最大発射ストローク位置20906は、70mmの移動で生じる。この時点で、Eビーム又はナイフはカートリッジ又はジョーの遠位端に当接し、それによってモータに対するねじり力を増加させ、セクションAに示されるようなナイフ移動力ピーク20806を制御システムによって検知させる。セクションAに示すように、制御システムは、モータ閾値20808と、モータ閾値20808から分岐し、かつEビームが最大発射ストローク位置20906に近づくにつれて減少する(例えば、非直線的に)ナイフ移動閾値20810の端部とを含むことができる。
After the launch bar has advanced beyond the range of
制御システムは、最大発射ストローク位置20906に到達する前のEビームの遠位移動の少なくとも最後の部分20907(例えば、発射ストローク904の最後の10パーセント)の間に検知されるモータねじり力を監視するように構成され得る。遠位移動のそのような最後の部分20907に沿って監視しながら、制御システムは、モータにねじり力を低減させ、それによってEビームにかかる負荷を低減させることができる。これにより、Eビームが最大発射ストローク位置20906に近づくにつれてEビームにかかる負荷を低減することによって、Eビームを含む外科用ステープラをダメージから保護することができ、それにより、Eビームがカートリッジ又はジョーの遠位端に与える衝撃を低減する。上述したように、このような衝撃は、ナイフ移動力ピーク20806を生じさせることができ、このナイフ移動力ピーク20806は、ナイフ移動閾値20810を超え得るがモータ閾値20808を超えないことにより、モータにダメージを与えない。このため、制御システムは、ナイフ移動力ピーク20806がナイフ移動閾値20810を超えた後で、かつナイフ移動力ピーク20806がモータ閾値20808を超える前に、モータの作動を停止し、それによってモータをダメージから保護することができる。更に、ナイフ移動閾値20810の減少の増加は、Eビームが最大発射ストローク位置20906に到達したことを制御システムが事前に予想することを防止する。
The control system monitors the motor torsional force detected during at least the last portion of the distal movement of the E-beam 20907 (eg, the last 10 percent of the launch stroke 904) before reaching the maximum
制御システムがナイフ移動閾値20810を超えるナイフ移動力ピーク20806を検出した後、制御システムはEビームの位置(例えば、70mm変位及び/又は発射ストローク20904の端部)を確認することができ、そのような既知の変位位置に基づいて発射バーを後退させて、Eビームを最近位位置20908(例えば、0mm変位)に復帰させることができる。最近位位置20908において、セクションAに示されるように、既定のナイフ後退閾値20814を超えるナイフ後退力ピーク20812が、制御システムによって検知され得る。この時点で、制御システムは、必要に応じて再較正し、かつ、Eビームの位置をホーム位置にあるとして関連付けることができる。このホーム位置は、発射ロッドが次に遠位方向に前進すると(例えば、長さ約12mm)、シフタがEビームを発射バーから係合解除させることになる位置である。係合解除された後、発射バーが関節運動範囲20902内を移動すると、エンドエフェクタの関節運動が再び引き起こされる。
After the control system detects the
したがって、制御システムは、発射バーの移動を制御するモータに対するねじり力を検知し、かかる検知したねじり力を複数の閾値と比較して、Eビームの位置又はエンドエフェクタの関節運動角度を決定し、それによってモータを適切に制御してモータへのダメージを防止すると同時に、発射バー及び/又はEビームの位置決めを確認することができる。 Therefore, the control system detects the torsional force on the motor that controls the movement of the launch bar and compares the detected torsional force with a plurality of threshold values to determine the position of the E-beam or the joint motion angle of the end effector. Thereby, the motor can be appropriately controlled to prevent damage to the motor, and at the same time, the positioning of the firing bar and / or the E-beam can be confirmed.
上述したように、組織接触又は圧力センサは、ジョー部材が組織「T」といつ最初に接触するときを判定する。これにより、外科医は、組織「T」の初期厚さ及び/又はクランプ前の組織「T」の厚さを判定することができる。上述の外科用器具の態様のいずれにおいても、図24に示されるように、ジョー部材と組織「T」との接触は、ジョー部材上に設けられた一対の対向するプレート「P1、P2」との接触を確立することによって、普通であれば開いているはずの検知回路「SC」を閉じる。接触センサはまた、センサに加えられる力の量を判定する検知力変換器を含んでもよい。センサに加えられる力の量は、組織「T」に加えられる力の量と同じであると仮定することができる。そして、組織に加えられるこのような力は、組織圧縮の量と言い換えることができる。力センサは、組織が受けている圧縮量を測定して、組織「T」に加えられる力に関する情報を外科医に提供する。過剰な組織圧縮は、操作されている組織「T」に悪影響を及ぼし得る。例えば、組織「T」の過剰な圧縮は、組織壊死をもたらし得、特定の処置では、ステープルラインの破損をもたらし得る。組織「T」に加えられている圧力に関する情報により、外科医は、組織「T」に過剰な圧力が加えられていないことをより良好に判定することができる。 As mentioned above, the tissue contact or pressure sensor determines when the jaw member first contacts the tissue "T". This allows the surgeon to determine the initial thickness of tissue "T" and / or the thickness of tissue "T" before clamping. In any of the aspects of the surgical instrument described above, as shown in FIG. 24, the contact between the jaw member and the tissue "T" is with a pair of opposing plates "P1, P2" provided on the jaw member. By establishing contact with, the detection circuit "SC", which would normally be open, is closed. The contact sensor may also include a sensing force transducer that determines the amount of force applied to the sensor. It can be assumed that the amount of force applied to the sensor is the same as the amount of force applied to the tissue "T". And such force applied to the tissue can be rephrased as the amount of tissue compression. The force sensor measures the amount of compression the tissue is receiving and provides the surgeon with information about the force applied to the tissue "T". Excessive tissue compression can adversely affect the tissue "T" being manipulated. For example, excessive compression of tissue "T" can result in tissue necrosis and, with certain treatments, staple line breakage. The information about the pressure exerted on the tissue "T" allows the surgeon to better determine that the tissue "T" is not under excessive pressure.
本明細書に開示される任意の接触センサとしては、限定されるものではないが、普通は開いている検知回路を組織と接触しているときに閉じる、ジョーの内側表面に載設された電気接点を挙げることができる。接触センサとしてはまた、クランプされている組織が最初に圧縮に抵抗するときを検出する検知力変換器を挙げることができる。力変換器としては、限定されるものではないが、圧電素子、ピエゾ抵抗素子、金属膜又は半導体ひずみゲージ、誘導圧力センサ、静電容量式圧力センサ、及び、抵抗素子上のワイパーアームを駆動するためにブルドン管、カプセル又はベローズを使用する電位差圧変換器を挙げることができる。 Any contact sensor disclosed herein is, but is not limited to, electricity mounted on the inner surface of a jaw that normally closes an open detection circuit when in contact with tissue. The contacts can be mentioned. Contact sensors can also include sensing force transducers that detect when the clamped tissue first resists compression. The force converter drives, but is not limited to, a piezoelectric element, a piezoresistive element, a metal film or semiconductor strain gauge, an induced pressure sensor, a capacitive pressure sensor, and a wiper arm on the resistance element. For this purpose, potential differential pressure converters using Bourdon tubes, capsules or bellows can be mentioned.
一態様では、前述の外科用器具のうちのいずれか1つは、ジョー部材で生じる圧力の変化を検出するための1つ又は2つ以上の圧電素子を含んでもよい。圧電素子は、応力を電位に変換する双方向変換器である。素子は、金属化石英又はセラミックからなってもよい。動作中、結晶に応力が印加されると、材料の電荷分布が変化し、その結果、材料全体に電圧が発生する。圧電素子は、ジョー部材のいずれか1つ又は両方が組織「T」といつ接触したか、及び接触が確立された後に組織「T」に加えられた圧力の量を示すために使用され得る。 In one aspect, any one of the surgical instruments described above may include one or more piezoelectric elements for detecting pressure changes occurring in the jaw member. A piezoelectric element is a bidirectional converter that converts stress into an electric potential. The device may be made of metallized quartz or ceramic. When stress is applied to the crystal during operation, the charge distribution of the material changes, resulting in a voltage across the material. Piezoelectric elements can be used to indicate when any one or both of the jaw members come into contact with the tissue "T" and the amount of pressure applied to the tissue "T" after the contact has been established.
一態様では、前述の外科用器具のうちの任意の1つは、その本体内又はその本体の一部分上に配置された1つ又は2つ以上の金属ひずみゲージを含んでもよく、又はそれを装備していてもよい。金属ひずみゲージは、材料の抵抗が長さ、幅、及び厚さに依存するという原理で動作する。したがって、金属ひずみゲージの材料がひずみを受けると、材料の抵抗が変化する。このため、回路に組み込まれたこの材料で作製された抵抗器は、ひずみを電気信号の変化に変換する。望ましくは、ひずみゲージは、組織に加えられる圧力がひずみゲージに影響を与えるように外科用器具に載設され得る。 In one aspect, any one of the aforementioned surgical instruments may include, or is equipped with, one or more metal strain gauges located within or on a portion of the body. You may be doing it. Metal strain gauges operate on the principle that the resistance of a material depends on its length, width, and thickness. Therefore, when the material of the metal strain gauge is strained, the resistance of the material changes. For this reason, a resistor made of this material incorporated into the circuit converts the strain into a change in the electrical signal. Desirably, the strain gauge can be placed on the surgical instrument so that the pressure applied to the tissue affects the strain gauge.
あるいは、別の態様では、1つ又は2つ以上の半導体ひずみゲージが上記の金属ひずみゲージと同様の方法で使用されてもよいが、変換のモードは異なる。動作中、印加応力の結果として半導体ひずみゲージの結晶格子構造が変形すると、材料の抵抗が変化する。この現象は、ピエゾ抵抗効果と呼ばれる。 Alternatively, in another embodiment, one or more semiconductor strain gauges may be used in the same manner as the metal strain gauges described above, but with different modes of conversion. During operation, the resistance of the material changes as the crystal lattice structure of the semiconductor strain gauge deforms as a result of the applied stress. This phenomenon is called the piezoresistive effect.
更に別の態様では、前述の外科用器具のうちの任意の1つは、圧力又は力を誘導性素子の互いに対する動きに変換するための1つ又は2つ以上の誘導圧力センサを含んでもよく、又はそれを装備していてもよい。この誘導性素子の互いに対する動きは、全体的なインダクタンス又は誘導結合を変化させる。静電容量式圧力変換器も同様に、圧力又は力を容量素子の互いに対する動きに変換し、全体的な静電容量を変化させる。 In yet another aspect, any one of the surgical instruments described above may include one or more inductive pressure sensors for converting pressure or force into movement of the inducible elements relative to each other. , Or may be equipped with it. The movement of the inductive elements relative to each other changes the overall inductance or inductive coupling. Capacitive pressure transducers likewise convert pressure or force into the movement of capacitive elements relative to each other, changing the overall capacitance.
更に別の態様では、前述の外科用器具のうちの任意の1つは、圧力又は力を容量素子の互いに対する動きに変換し、全体的な静電容量を変化させるための、1つ又は2つ以上の静電容量式圧力変換器を含んでもよく、又はそれを装備していてもよい。 In yet another aspect, any one of the surgical instruments described above is one or two for converting pressure or force into movement of the capacitive elements relative to each other and varying the overall capacitance. It may include or be equipped with one or more capacitive pressure transducers.
一態様では、前述の外科用器具のうちの任意の1つは、圧力又は力を動きに変換するための1つ又は2つ以上の機械的圧力変換器を含んでもよく、又はそれを装備していてもよい。使用中、機械的要素の動きは、ゲージのポインタ又はダイヤルを偏移させるために使用される。このポインタ又はダイヤルの動きは、組織「T」に加えられる圧力又は力を表すことができる。機械的要素の例としては、ブルドン管、カプセル又又はベローズが挙げられるが、これらに限定されない。例として、機械的要素は、ポテンショメータ圧力変換器などの他の測定要素及び/又は検知要素と連結されてもよい。この実施例では、機械的要素は、可変抵抗器上のワイパーと連結される。使用中、圧力又は力は、ポテンショメータのワイパーを偏移させることで、加えられた圧力又は力を反映する抵抗を変化させる、機械的運動に変換されてもよい。 In one aspect, any one of the surgical instruments described above may include, or be equipped with, one or more mechanical pressure transducers for converting pressure or force into motion. You may be. During use, the movement of mechanical elements is used to shift the pointer or dial of the gauge. This movement of the pointer or dial can represent the pressure or force exerted on the tissue "T". Examples of mechanical elements include, but are not limited to, Bourdon tubes, capsules or bellows. As an example, the mechanical element may be coupled with other measuring and / or sensing elements such as potentiometer pressure transducers. In this embodiment, the mechanical element is coupled with a wiper on a variable resistor. During use, the pressure or force may be converted into a mechanical motion that shifts the wiper of the potentiometer to change the resistance that reflects the applied pressure or force.
上記の態様の組み合わせ、特に間隙と組織接触センサとの組み合わせは、手術部位及び/又は標的組織「T」の状態に関するフィードバック情報及び/又はリアルタイム情報を外科医に提供する。例えば、組織「T」の初期厚さに関する情報は、適切なステープルサイズを選択する際に外科医をガイドすることができる。組織「T」のクランプされた厚さに関する情報は、選択されたステープルが適切に形成されるかどうかを外科医に知らせることができる。組織「T」の初期厚さ及びクランプ厚さに関する情報を使用して、組織「T」の圧縮又はひずみの量を決定することができる。また、組織「T」のひずみに関する情報を使用して、過剰なひずみ値まで組織を圧縮すること及び/又は過剰なひずみを受けた組織へのステープル留めを回避することができる。 The combination of the above embodiments, in particular the gap and tissue contact sensor, provides the surgeon with feedback and / or real-time information regarding the condition of the surgical site and / or the target tissue "T". For example, information about the initial thickness of tissue "T" can guide the surgeon in choosing the appropriate staple size. Information about the clamped thickness of the tissue "T" can inform the surgeon if the selected staples are properly formed. Information about the initial thickness of the structure "T" and the clamp thickness can be used to determine the amount of compression or strain of the structure "T". In addition, information about the strain of the tissue "T" can be used to compress the tissue to an excessive strain value and / or avoid stapling to the tissue subjected to the excessive strain.
加えて、力センサを使用して、組織に加えられる圧力の量を外科医に提供することができる。外科医は、この情報を使用して、組織「T」に過剰な圧力を加えること又は過剰なひずみに直面した組織「T」へのステープル留めを回避することができる。 In addition, force sensors can be used to provide the surgeon with the amount of pressure applied to the tissue. The surgeon can use this information to avoid applying excessive pressure to the tissue "T" or stapling to the tissue "T" in the face of excessive strain.
図24及び追加の例示は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL INSTRUMENT EMPLOYING SENSORS」と題する2012年5月5日に発行の米国特許第8,181,839号(2011年6月27日出願)に更に記載されている。 FIG. 24 and additional illustrations are US Pat. No. 8,181,839, issued May 5, 2012, entitled "SURGICAL INSTRUMENT EMPLOYING SENSORS," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. It is further described in (filed on June 27).
開示される装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の理解を提供するために、特定の態様が示され説明される。1つの実施例で示される又は説明される特徴は、他の実施例の特徴と組み合わされてもよく、修正形態及び変形形態は、本開示の範囲内にある。 Specific embodiments are presented and described to provide an understanding of the structure, function, manufacture, and use of the disclosed devices and methods. The features shown or described in one embodiment may be combined with the features of another embodiment, and modified and modified forms are within the scope of the present disclosure.
「近位」及び「遠位」という用語は、外科用器具のハンドルを操作する臨床医に対する用語であり、「近位」は臨床医により近い部分を指し、「遠位」は臨床医からより遠い部分を指す。外科用器具は様々な向き及び位置で使用され得るので、便宜上、図面に関して使用される空間的な用語「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」は、限定及び/又は絶対的であることを意図していない。 The terms "proximal" and "distal" are for clinicians who operate the handles of surgical instruments, "proximal" refers to the part closer to the clinician, and "distal" is more from the clinician. Refers to the distant part. For convenience, the spatial terms "vertical," "horizontal," "top," and "bottom" used with respect to drawings are limited and / or absolute, as surgical instruments can be used in a variety of orientations and positions. Not intended to be.
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科的処置を行うための、例示的な装置及び方法が提供される。しかし、そのような装置及び方法は、例えば開腹外科手術を含む、他の外科的処置及び用途に使用することができる。外科用器具は、自然開口部を通して、又は組織内に形成された切開又は穿刺穴を通して挿入することができる。器具の作用部分、すなわちエンドエフェクタ部分は、体内に直接に挿入することができ、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長いシャフトを前進させることが可能な作用通路を有するアクセスデバイスを通じて挿入することができる。 Illustrative devices and methods for performing laparoscopic and minimally invasive surgical procedures are provided. However, such devices and methods can be used for other surgical procedures and applications, including, for example, open surgery. Surgical instruments can be inserted through natural openings or through incisions or puncture holes formed within the tissue. The working part of the instrument, the end effector part, can be inserted directly into the body or through an access device with a working passage that allows the end effector and elongated shaft of the surgical instrument to be advanced. it can.
図25〜図28は、再使用され得る、又は再使用され得ない、切断及び締結用のモータ駆動式外科用器具150010を示す。図示した実施例では、外科用器具150010は、臨床医が把持し、操作し、かつ作動させるように構成されたハンドルアセンブリ150014を備えるハウジング150012を含む。ハウジング150012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エンドエフェクタ150300が動作可能に連結されている、交換式シャフト組立体150200に動作可能に取り付けられるように構成されている。本開示によると、様々な形態の交換式シャフトアセンブリが、ロボット制御された外科用システムと関連させて効果的に使用され得る。「ハウジング」という用語は、交換式シャフトアセンブリを作動させるために利用できる少なくとも1つの制御運動を生成及び加えるように構成された少なくとも1つの駆動システムを収容するか又は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部分を包含することができる。「フレーム」という用語は、手持ち式外科用器具の一部分を指してもよい。「フレーム」という用語はまた、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。交換式シャフトアセンブリは、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」と題する米国特許第9,072,535号に開示されている、様々なロボットシステム、器具、構成要素、及び方法と共に用いられてもよい。
25-28 show motor-driven
図25は、本開示の少なくとも1つの態様による、動作可能に連結された交換式シャフトアセンブリ150200を有する外科用器具150010の斜視図である。ハウジング150012は、外科用ステープルカートリッジ150304を内部に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150300を含む。ハウジング150012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もよく、交換式シャフトアセンブリは、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されたエンドエフェクタを含み、かつ、様々なシャフト長さ、サイズ及び種類を有する。ハウジング150012は、様々な交換式シャフトアセンブリ、例えば、様々な外科的用途及び処置に関連して用いるように適合されたエンドエフェクタ構成に対して、高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー、及び/又は運動などの他の運動及びエネルギー形態を印加するように構成されたアセンブリなどと共に用いられてもよい。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、組織を締結するために任意の好適な締結具を利用できる。例えば、内部に取り外し可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフトアセンブリのエンドエフェクタに取り外し可能に挿入及び/又は装着され得る。
FIG. 25 is a perspective view of a
ハンドルアセンブリ150014は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互接続される一対の相互接続可能なハンドルハウジングセグメント150016、150018を備え得る。ハンドルハウジングセグメント150016、150018は協働して、臨床医によって把持及び操作され得るピストルグリップ部分150019を形成する。ハンドルアセンブリ150014は複数の駆動システムを動作可能に支持し、これら駆動システムは、制御運動を生成し、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この制御運動を適用するように構成されている。ディスプレイはカバー150045の下方に設けられてもよい。
The handle assembly 15014 may include a pair of interconnectable handle
図26は、本開示の少なくとも1つの態様による、図25の外科用器具150010の一部分の分解組立図である。ハンドルアセンブリ150014は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム150020を含んでもよい。フレーム150020は、「第1の」、すなわち閉鎖駆動システム150030を動作可能に支持することができ、閉鎖駆動システム150030は、交換式シャフトアセンブリ150200に対して閉鎖及び開放運動を適用することができる。閉鎖駆動システム150030は、フレーム150020によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ150032などのアクチュエータを含んでもよい。閉鎖トリガ150032は、枢動ピン150033によってハンドルアセンブリ150014に枢動可能に連結されて、閉鎖トリガ150032が臨床医によって操作されることを可能にする。臨床医がハンドルアセンブリ150014のピストルグリップ部分150019を把持すると、閉鎖トリガ150032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枢動できる。
FIG. 26 is an exploded view of a portion of the
ハンドルアセンブリ150014及びフレーム150020は発射駆動システム150080を動作可能に支持してもよく、発射駆動システム150080は、取り付けられている交換式シャフトアセンブリの対応する部分に対して発射運動を適用するように構成されている。発射駆動システム150080は、ハンドルアセンブリ150014のピストルグリップ部分150019に位置する電気モータ150082を用いてもよい。電気モータ150082は、例えば、約25,000RPMの最大回転速度を有するブラシ付きDCモータであってもよい。その他の構成では、モータとしては、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、又はその他の任意の好適な電気モータが挙げられ得る。電気モータ150082は、取り外し可能な電源パック150092を備え得る電源150090によって給電されてもよい。取り外し可能な電源パック150092は、遠位ハウジング部分150096に取り付けるように構成された近位ハウジング部分150094を備えてもよい。近位ハウジング部分150094及び遠位ハウジング部分150096は、内部に複数の電池150098を動作可能に支持するように構成されている。電池150098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。遠位ハウジング部分150096は、制御回路基板150100に取り外し可能かつ動作可能に取り付けられるように構成されており、制御回路基板100は電気モータ150082に動作可能に連結されている。直列に接続されたいくつかの電池150098は、外科用器具150010に給電することができる。電源150090は、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。カバー150045の下方に位置するディスプレイ150043は、制御回路基板150100に電気的に連結されている。ディスプレイ150043を露出させるために、カバー150045を取り除いてもよい。
The
電気モータ150082は、長手方向に移動可能な駆動部材150120上にある駆動歯150122の組又はラックと噛合係合して装着されるギヤ減速機アセンブリ150084と動作可能にインターフェースする、回転式シャフト(図示せず)を含み得る。長手方向に移動可能な駆動部材150120は、ギヤ減速機アセンブリ150084の対応する駆動ギヤ150086と噛合係合するための、その上に形成された駆動歯150122のラックを有する。
The
使用の際、電源150090によって提供される電圧極性によって電気モータ150082を時計回り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150082を反時計回り方向に動作させるために反転させることができる。電気モータ150082が一方向に回転されると、長手方向に移動可能な駆動部材150120は、遠位方向「DD」に軸方向駆動されることになる。電気モータ150082が反対の回転方向に駆動されると、長手方向に移動可能な駆動部材150120は、近位方向「PD」に軸方向駆動されることになる。ハンドルアセンブリ150014は、電源150090によって電気モータ150082に印加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。ハンドルアセンブリ150014は、長手方向に移動可能な駆動部材150120の位置、及び/又は長手方向に移動可能な駆動部材150120が動かされている方向を検出するように構成されたセンサを含んでもよい。
In use, the voltage polarity provided by the
電気モータ150082の作動は、ハンドルアセンブリ150014上に枢動可能に支持された発射トリガ150130によって制御され得る。発射トリガ150130は、非作動位置と作動位置との間で枢動されてもよい。
The operation of the
図25に戻ると、交換式シャフトアセンブリ150200は、外科用ステープルカートリッジ150304を内部に動作可能に支持するように構成された、細長いチャネル150302を備えるエンドエフェクタ150300を含む。エンドエフェクタ150300は、細長いチャネル150302に対して枢動可能に支持されるアンビル150306を含んでもよい。交換式シャフトアセンブリ150200は、関節継手150270を含んでもよい。エンドエフェクタ150300及び関節継手150270の構成及び動作は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」と題する米国特許出願公開第2014/0263541号に記述されている。交換式シャフトアセンブリ150200は、ノズル部分150202、150203から構成された近位ハウジング又はノズル150201を含んでもよい。交換式シャフトアセンブリ150200は、シャフト軸SAに沿って延在する閉鎖管150260を含んでもよく、閉鎖管150260はエンドエフェクタ150300のアンビル150306を閉鎖及び/又は開放するために利用され得る。
Returning to FIG. 25, the
図25に戻ると、閉鎖管150260は、例えば。前述の参考文献である米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている方法で閉鎖トリガ150032の作動に応答して、アンビル150306を閉鎖するために遠位(方向「DD」)に並進される。アンビル150306は、閉鎖管150260を近位に並進させることによって開放される。アンビル開放位置において、閉鎖管150260は、その近位位置へと動かされる。
Returning to FIG. 25, the
図27は、本開示の少なくとも1つの態様による、交換式シャフトアセンブリ150200の一部分の別の分解組立図である。交換式シャフトアセンブリ150200は、スパイン150210内部で軸方向移動するように支持される発射部材150220を含んでもよい。発射部材150220は、遠位切断部分又はナイフバー150280に取り付けるように構成された中間発射シャフト150222を含む。発射部材150220は、「第2のシャフト」又は「第2のシャフトアセンブリ」と呼ばれる場合もある。中間発射シャフト150222は、その遠位端に、ナイフバー150280の近位端150282にあるタブ150284を受容するように構成された長手方向スロット150223を含んでもよい。長手方向スロット150223及び近位端150282は、それらの間の相対移動が可能なように構成されてもよく、スリップ継手150286を備えることができる。スリップ継手150286は、ナイフバー150280を動かさずに、又は少なくとも実質的に動かさずに、発射部材150220の中間発射シャフト150222が、エンドエフェクタ150300を関節継手150270を中心に関節運動させることを可能にし得る。エンドエフェクタ150300が適切に方向付けられたら、長手方向スロット150223の近位側壁がタブ150284に接触するまで、中間発射シャフト150222を遠位に前進させて、ナイフバー150280を前進させ、チャネル150302内に位置付けられたステープルカートリッジを発射することができる。スパイン150210は内部に細長い開口部又は窓150213を有して、スパイン150210の中への中間発射シャフト150222の組み付け及び挿入を容易にしている。中間発射シャフト150222が内部に挿入されたら、頂部フレームセグメント150215がシャフトフレーム150212と係合されて、中間発射シャフト150222及びナイフバー150280を内部に囲い込んでもよい。発射部材150220の動作は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。スパイン150210は、発射部材150220と、スパイン150210の周りに延在する閉鎖管150260とを摺動可能に支持するように構成され得る。スパイン150210は、関節運動ドライバ150230を摺動可能に支持してもよい。
FIG. 27 is another exploded view of a portion of the
交換式シャフトアセンブリ150200は、関節運動ドライバ150230を発射部材150220に選択的かつ解放可能に連結させるように構成されたクラッチアセンブリ150400を含み得る。クラッチアセンブリ150400は、発射部材150220の周りに位置付けられるロックカラー又はロックスリーブ150402を含み、ロックスリーブ150402は、ロックスリーブ150402が関節運動ドライバ150230を発射部材150220に連結する係合位置と、関節運動ドライバ150230が発射部材150220に動作可能に連結されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ150402がその係合位置にある場合、発射部材150220の遠位移動によって、関節運動ドライバ150230を遠位に動かすことができ、それに対応して、発射部材150220の近位移動によって、関節運動ドライバ150230を近位に動かすことができる。ロックスリーブ150402がその係合解除位置にある場合、発射部材150220の移動は関節運動ドライバ150230に伝達されず、その結果、発射部材150220は関節運動ドライバ150230とは無関係に動くことができる。ノズル150201は、米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている様々な方式で、関節駆動システムと発射駆動システムとを動作可能に係合及び係合解除させるために用いることができる。
The
交換式シャフトアセンブリ150200は、スリップリングアセンブリ150600を備えることができ、このスリップリングアセンブリ150600は、例えば、エンドエフェクタ150300に及び/若しくはエンドエフェクタ150300から電力を導き、並びに/又は、エンドエフェクタ150300に及び/若しくはエンドエフェクタ150300から信号を通信するように構成され得る。スリップリングアセンブリ150600は、ノズル部分150202、150203内に画定されたスロットの内部に位置付けられた近位コネクタフランジ150604及び遠位コネクタフランジ150601を備え得る。近位コネクタフランジ150604は第1の面を備えることができ、遠位コネクタフランジ150601は、第1の面に隣接して配置されかつ第1の面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。遠位コネクタフランジ150601は、シャフト軸線SA−SA(図25)を中心にして、近位コネクタフランジ150604に対して回転することができる。近位コネクタフランジ150604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150602を備えることができる。コネクタ150607は、遠位コネクタフランジ150601の近位側に装着されることができ、複数の接点を有してもよく、各接点は、導体150602のうちの1つに対応し、それと電気的に接触している。かかる構成により、近位コネクタフランジ150604と遠位コネクタフランジ150601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。近位コネクタフランジ150604は、例えば、シャフト回路基板と信号連通して導体150602を配置することができる電気コネクタ150606を含み得る。少なくとも1つの場合において、複数の導体を含むワイヤハーネスが、電気コネクタ150606とシャフト回路基板との間に延在し得る。電気コネクタ150606は、シャーシ取り付けフランジに画定されたコネクタ開口部を通って近位に延在してもよい。「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する米国特許出願公開第2014/0263551号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する米国特許出願公開第2014/0263552号は、その全体が参照により組み込まれる。スリップリングアセンブリ150600に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。
The
交換式シャフトアセンブリ150200は、ハンドルアセンブリ150014に固定可能に取り付けられた近位部分と、長手方向軸を中心に回転可能である遠位部分とを含み得る。回転可能な遠位シャフト部分は、スリップリングアセンブリ150600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150600の遠位コネクタフランジ150601は、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けられ得る。
The
図28は、本開示の少なくとも1つの態様による、図25の外科用器具150010のエンドエフェクタ150300の一態様の分解図である。エンドエフェクタ150300は、アンビル150306及び外科用ステープルカートリッジ150304を含んでもよい。アンビル150306は、細長いチャネル150302に連結されてもよい。細長いチャネル150302内に開口150199が画定されてもよく、この開口150199は、アンビル150306から延在するピン150152を受容して、アンビル150306が細長いチャネル150302及び外科用ステープルカートリッジ150304に対して開放位置から閉鎖位置まで枢動できるようにする。発射バー150172は、エンドエフェクタ150300の中へと長手方向に並進するように構成されている。発射バー150172は、1つの中実部分から構築されてもよく、又は鋼板の積層体を含む積層材料を含んでもよい。発射バー150172は、Iビーム150178と、その遠位端にある切刃150182とを備える。発射バー150172の遠位に突出する端部は、Iビーム150178に取り付けられて、アンビル150306が閉鎖位置にあるときに、細長いチャネル150302内に位置付けられた外科用ステープルカートリッジ150304から間隔を空けてアンビル150306を配置するのを支援することができる。Iビーム150178は、Iビーム150178を発射バー150172によって遠位に前進させながら組織を切り離すための鋭利な切刃150182を含んでもよい。動作中、Iビーム150178は、外科用ステープルカートリッジ150304を発射させることができる。外科用ステープルカートリッジ150304は、ステープルドライバ150192上に載置された複数のステープル150191を、対応の上向きに開いたステープルキャビティ150195内に保持する、成形されたカートリッジ本体150194を含むことができる。楔形スレッド150190は、Iビーム150178によって遠位に駆動され、外科用ステープルカートリッジ150304のカートリッジトレイ150196上を摺動する。Iビーム150178の切刃150182がクランプされた組織を切り離す間に、楔形スレッド150190はステープルドライバ150192を上向きにカム駆動して、ステープル150191を押し出してアンビル150306と変形接触させる。
FIG. 28 is an exploded view of one aspect of the
Iビーム150178は、発射の間に、アンビル150306に係合する上部ピン150180を含むことができる。Iビーム150178は、カートリッジ本体150194、カートリッジトレイ150196、及び細長いチャネル150302の一部分に係合するために、中央ピン150184及び底部フット150186を含んでもよい。外科用ステープルカートリッジ150304が細長いチャネル150302内に位置付けられると、カートリッジ本体150194内に画定されたスロット150193を、カートリッジトレイ150196内に画定された長手方向スロット150197、及び細長いチャネル150302内に画定されたスロット150189と位置合わせすることができる。使用の際、Iビーム150178は、位置合わせされた長手方向スロット150193、150197、及び150189を通って摺動することができ、図28に示されるように、Iビーム150178の底部フット150186は、スロット150189の長さに沿った細長いチャネル150302の底面に沿って延びる溝に係合することができ、中央ピン150184は、長手方向スロット150197の長さに沿ってカートリッジトレイ150196の上面に係合することができ、上部ピン150180は、アンビル150306に係合することができる。発射バー150172が遠位に前進されて、外科用ステープルカートリッジ150304からステープルを発射し、及び/又はアンビル150306と外科用ステープルカートリッジ150304との間に捕捉された組織を切開する際、Iビーム150178は、アンビル150306と外科用ステープルカートリッジ150304との間の間隔を空けるか、又はそれらの間の相対移動を制限することができる。発射バー150172及びIビーム150178を近位へと後退させ、それによりアンビル150306を開いて、ステープル留めされて切り離された2つの組織部分を解放することができる。
The I-
図29A及び図29Bは、本開示の少なくとも1つの態様による、2枚の図面に及ぶ、図25の外科用器具150010の制御回路150700のブロック図である。主として図29A及び図29Bを参照すると、ハンドルアセンブリ150702はモータ150714を含んでよく、このモータは、モータドライバ150715によって制御され得るものであり、また外科用器具150010の発射システムによって用いられ得る。様々な形態において、モータ150714は、約25,000RPMの最大回転速度を有するブラシ付きDC駆動モータであってよい。他の構成において、モータ150714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んでもよい。モータドライバ150715は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)150719を含むHブリッジドライバを含んでもよい。モータ150714は、制御電力を外科用器具150010に供給するためにハンドルアセンブリ150200に解放可能に装着された電源アセンブリ150706により給電されてもよい。電源アセンブリ150706は、外科用器具150010に給電するための電源として使用され得る、直列に接続された複数の電池セルを備えてもよい。特定の状況下では、電源アセンブリ150706の電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってよい。少なくとも1つの実施例では、電池セルは、電源アセンブリ150706に別個に連結可能であり得るリチウムイオン電池であってよい。
29A and 29B are block diagrams of the
シャフトアセンブリ150704は、シャフトアセンブリ150704及び電源アセンブリ150706がハンドルアセンブリ150702に連結されている間に、インターフェースを介して安全コントローラ及び電力管理コントローラ150716と通信可能である、シャフトアセンブリコントローラ150722を含むことができる。例えば、インターフェースは、シャフトアセンブリ150704及び電源アセンブリ150706がハンドルアセンブリ150702に連結されている間にシャフトアセンブリコントローラ150722と電力管理コントローラ150716との間の電気通信を可能にするために、対応するシャフトアセンブリ電気コネクタとの連結係合のための1つ又は2つ以上の電気コネクタを含み得る第1のインターフェース部分150725と、対応する電源アセンブリ電気コネクタとの連結係合のための1つ又は2つ以上の電気コネクタを含み得る第2のインターフェース部分150727とを備え得る。1つ又は2つ以上の通信信号がインターフェースを介して送信されて、取り付けられた交換式シャフトアセンブリ150704の電力要件のうちの1つ又は2つ以上を電力管理コントローラ150716に伝達することができる。それに応じて、電力管理コントローラは、取り付けられたシャフトアセンブリ150704の電力要件に従って、以下に更に詳細に記載されているように、電源アセンブリ150706の電池の電力出力を変調することができる。コネクタは、ハンドルアセンブリ150702とシャフトアセンブリ150704及び/又は電源アセンブリ150706とが機械的に連結係合した後に起動されて、シャフトアセンブリコントローラ150722と電力管理コントローラ150716との間の電気通信を可能にすることができるスイッチを備えることができる。
The
インターフェースは、例えば、ハンドルアセンブリ150702内に収められたメインコントローラ150717を介してこのような通信信号の経路指定を行うことにより、電力管理コントローラ150716とシャフトアセンブリコントローラ150722との間での1つ又は2つ以上の通信信号の伝送を容易にすることができる。他の状況下では、インターフェースは、シャフトアセンブリ150704及び電源アセンブリ150706がハンドルアセンブリ150702に連結されている間、ハンドルアセンブリ150702を介した電力管理コントローラ150716とシャフトアセンブリコントローラ150722との間の直接線の通信を容易にすることができる。
The interface is one or two between the
メインコントローラ150717は、Texas Instrumentsの商標名ARM Cortexとして知られるものなど、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よい。一態様では、メインコントローラ150717は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングル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、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、1つ又は2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ又は2つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ又は2つ以上の12ビットアナログ−デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex−M4Fプロセッサコアであってもよい。
The
安全コントローラは、やはりTexas Instrumentsの商標名Hercules ARM Cortex R4として知られている、TMS570及びRM4xなど、2つのコントローラベースファミリを備える安全コントローラプラットフォームであってよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 The safety controller may be a safety controller platform with two controller-based families, such as the TMS570 and RM4x, also known as Texas Instruments brand name Hercules ARM Cortex R4. The safety controller may be configured specifically for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications to provide a highly integrated safety mechanism while providing scalable performance, connectivity, and memory choices. Good.
電源アセンブリ150706は電力管理回路を含んでよく、電力管理回路は、電力管理コントローラ150716、電力変調器150738、及び電流検知回路150736を含み得る。電力管理回路は、シャフトアセンブリ150704及び電源アセンブリ150706がハンドルアセンブリ150702に連結されている間に、シャフトアセンブリ150704の電力要件に基づいて電池の電力出力を変調するように構成され得る。電力管理コントローラ150716は、電源アセンブリ150706の電力出力の電力変調器150738を制御するようにプログラムされ得、電流検知回路150736は、電源アセンブリ150706の電力出力を監視して、電池の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ150716に提供するように用いられ得るため、電力管理コントローラ150716は、電源アセンブリ150706の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。電力管理コントローラ150716及び/又はシャフトアセンブリコントローラ150722はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを記憶可能な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ることができる。
The
外科用器具150010(図25〜図28)は、感覚フィードバックをユーザに提供するための装置を含み得る出力装置150742を備えることができる。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表示画面、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。特定の状況下では、出力装置150742は、ハンドルアセンブリ150702に含まれ得るディスプレイ150743を備えていてもよい。シャフトアセンブリコントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716は、出力装置150742を介して外科用器具150010のユーザにフィードバックを提供することができる。インターフェースは、シャフトアセンブリコントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716を出力装置150742に接続するように構成され得る。出力装置150742は、その代わりに、電源アセンブリ150706と一体化されてもよい。そのような状況下では、シャフトアセンブリ150704がハンドルアセンブリ150702に連結されている間、出力装置150742とシャフトアセンブリコントローラ150722との間の通信がインターフェースを介して達成されてもよい。
The surgical instrument 150010 (FIGS. 25-28) can include an
制御回路150700は、電動外科用器具150010の動作を制御するように構成された回路セグメントを備える。安全コントローラセグメント(セグメント1)は、安全コントローラ及びメインコントローラ150717セグメント(セグメント2)を備える。安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717は、加速度セグメント、ディスプレイセグメント、シャフトセグメント、エンコーダセグメント、モータセグメント、及び電力セグメントなどの1つ又は2つ以上の追加の回路セグメントと相互作用するように構成されている。回路セグメントのそれぞれは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されてよい。メインコントローラ150717もまた、フラッシュメモリに連結される。メインコントローラ150717は、シリアル通信インターフェースも備える。メインコントローラ150717は、例えば、1つ又は2つ以上の回路セグメント、電池、及び/又は複数のスイッチに連結された複数の入力を備える。セグメント化回路は、例えば、電動外科用器具150010内のプリント回路基板アセンブリ(printed circuit board assembly、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、プロセッサ、1つ若しくは複数のコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(central processing unit、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デバイスを含むと理解されるべきである。メインコントローラ150717は、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶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、多目的のプログラム可能装置である。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。制御回路150700は、本明細書で記載される1つ又は2つ以上のプロセスを実装するように構成されてもよい。
The
加速度セグメント(セグメント3)は加速度計を備える。加速度計は、電動外科用器具150010の移動又は加速度を検出するように構成されている。加速度計からの入力は、スリープモードとの間での遷移、電動外科用器具の配向の識別、及び/又は外科用器具が落下したときの識別に使用されてもよい。いくつかの実施例では、加速度セグメントは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結される。
The acceleration segment (segment 3) includes an accelerometer. The accelerometer is configured to detect the movement or acceleration of the
ディスプレイセグメント(セグメント4)は、メインコントローラ150717に連結されたディスプレイコネクタを備える。ディスプレイコネクタは、メインコントローラ150717を、ディスプレイの1つ又は2つ以上の集積回路ドライバを介して、ディスプレイに連結している。ディスプレイの集積回路ドライバは、ディスプレイと一体化されてよく、かつ/又はディスプレイとは別個に配置されてよい。ディスプレイは、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。いくつかの実施例では、ディスプレイセグメントは安全コントローラに連結される。
The display segment (segment 4) includes a display connector connected to the
シャフトセグメント(セグメント5)は、外科用器具150010(図25〜図28)に連結された交換式シャフトアセンブリ150200(図25及び図27)用の制御部、及び/又は、交換式シャフトアセンブリ150200に連結されたエンドエフェクタ150300用の1つ又は2つ以上の制御部を備える。シャフトセグメントは、メインコントローラ150717をシャフトPCBAに連結するように構成されたシャフトコネクタを備える。シャフトPCBAは、強誘電性ランダムアクセスメモリ(FRAM)、関節運動スイッチ、シャフト解放ホール効果スイッチ、及びシャフトPCBA EEPROMを有する低電力マイクロコントローラを備える。シャフトPCBA EEPROMは、交換式シャフトアセンブリ150200及び/又はシャフトPCBAに固有の1つ又は2つ以上のパラメータ、ルーチン、及び/又はプログラムを含む。シャフトPCBAは交換式シャフトアセンブリ150200に連結されてもよく、かつ/又は、外科用器具150010と一体であってもよい。いくつかの実施例では、シャフトセグメントは、第2のシャフトEEPROMを備える。第2のシャフトEEPROMは、電動外科用器具150010とインターフェース可能な1つ又は2つ以上のシャフトアセンブリ150200及び/又はエンドエフェクタ150300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。
The shaft segment (segment 5) is attached to the control unit for the replaceable shaft assembly 150200 (FIGS. 25 and 27) connected to the surgical instrument 15001 (FIGS. 25-28) and / or to the
位置エンコーダセグメント(セグメント6)は、1つ又は2つ以上の磁気式角度回転位置エンコーダを備える。1つ又は2つ以上の磁気式角度回転位置エンコーダは、外科用器具150010(図25〜図28)のモータ150714、交換式シャフトアセンブリ150200(図25及び図27)、及び/又はエンドエフェクタ150300の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの実施例では、磁気式角度回転位置エンコーダは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されてもよい。
The position encoder segment (segment 6) comprises one or more magnetic angular rotation position encoders. One or more magnetic angular rotation position encoders are the motor 150714 of the surgical instrument 15001 (FIGS. 25-28), the interchangeable shaft assembly 150200 (FIGS. 25 and 27), and / or the
モータ回路セグメント(セグメント7)は、電動外科用器具150010(図25〜図28)の移動を制御するように構成されたモータ150714を備える。モータ150714は、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)及びモータコントローラを備えるHブリッジドライバにより、メインマイクロコントローラプロセッサ150717に連結されている。Hブリッジドライバはまた、安全コントローラにも連結されている。モータ電流センサは、モータの電引き込み電流を測定するため、モータと直列に連結している。モータ電流センサは、メインコントローラ150717及び/又は安全コントローラと信号通信している。いくつかの実施例では、モータ150714は、モータ電磁干渉(EMI)フィルタに連結されている。
The motor circuit segment (segment 7) comprises a motor 150714 configured to control the movement of the electrosurgical instrument 150010 (FIGS. 25-28). The motor 150714 is connected to the
モータコントローラは、第1のモータフラグ及び第2のモータフラグを制御して、モータ150714のステータス及び位置をメインコントローラ150717に示す。メインコントローラ150717は、パルス幅変調(PWM)高信号、PWM低信号、方向信号、同期信号、及びモータリセット信号を、バッファを介してモータコントローラに供給する。電力セグメントは、セグメント電圧を回路セグメントのそれぞれに提供するように構成される。
The motor controller controls the first motor flag and the second motor flag to indicate the status and position of the motor 150714 to the
電力セグメント(セグメント8)は、安全コントローラ、メインコントローラ150717、及び追加の回路セグメントに連結された電池を備える。電池は、電池コネクタ及び電流センサによってセグメント化回路に連結されている。電流センサは、セグメント化回路の合計引き込み電流を測定するように構成されている。いくつかの実施例では、1つ又は2つ以上の電圧変換器が、既定の電圧値を1つ又は2つ以上の回路セグメントに提供するように構成されている。例えば、いくつかの実施例では、セグメント化回路は、3.3V電圧変換器及び/又は5V電圧変換器を備えてもよい。ブースト変換器は、例えば最大13Vなど、既定量までのブースト電圧を提供するように構成されている。ブースト変換器は、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。
The power segment (segment 8) comprises a safety controller, a
複数のスイッチは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されている。スイッチは、外科用器具150010(図25〜図28)の動作を制御し、セグメント化回路の動作を制御し、かつ/又は外科用器具150010のステータスを示すように構成されてもよい。緊急離脱ドアスイッチ、及び緊急離脱用のホール効果スイッチは、緊急離脱ドアのステータスを示すように構成される。例えば、左側関節運動左スイッチ、左側関節運動右スイッチ、左側関節運動中央スイッチ、右側関節運動左スイッチ、右側関節運動右スイッチ、及び右側関節運動中央スイッチなど、複数の関節運動スイッチは、交換式シャフトアセンブリ150200(図25及び図27)及び/又はエンドエフェクタ150300(図25及び図28)の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ及び右側反転スイッチは、メインコントローラ150717に連結されている。左側関節運動左スイッチ、左側関節運動右スイッチ、左側関節運動中央スイッチ、及び左側反転スイッチを備える左側スイッチは、左側可撓コネクタによってメインコントローラ150717に連結されている。右側関節運動左スイッチ、右側関節運動右スイッチ、右側関節運動中央スイッチ、及び右側反転スイッチを備える右側スイッチは、右側可撓コネクタによってメインコントローラ150717に連結されている。発射スイッチ、クランプ解放スイッチ、及びシャフト係合スイッチは、メインコントローラ150717に連結されている。
The plurality of switches are connected to the safety controller and / or the
任意の好適な機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、又は固体スイッチを用いて、任意の組み合わせで、複数のスイッチを実装してよい。例えば、スイッチは、外科用器具150010(図25〜図28)に関連付けられた構成要素の動きによって、又は物体の存在によって操作される制限スイッチであってよい。このようなスイッチを用いて、外科用器具150010と関連付けられた様々な機能を制御することができる。制限スイッチは、一組の接触部と機械的につながったアクチュエータからなる、電気機械装置である。対象体がアクチュエータと接触すると、装置はその接触部を操作して、電気的接続を作成する、又は破壊する。制限スイッチは、その丈夫さ、取り付けの容易さ、及び動作の信頼性により、様々な用途及び環境で用いられる。制限スイッチは、対象体の有無、通過、配置、及び移動の終了を判定することができる。他の実装形態では、スイッチは、とりわけホール効果装置、磁気抵抗性(MR)装置、巨大磁気抵抗性(GMR)装置、磁力計などの、磁場の影響下にて動作する、固体スイッチであってもよい。他の実装形態では、スイッチは、とりわけ光センサ、赤外線センサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、例えばトランジスタ(例えば、FET、接合FET、金属酸化物半導体FET(MOSFET)、バイポーラなど)などの固体装置であってもよい。他のスイッチは、とりわけ、無線スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、慣性センサを含んでもよい。
A plurality of switches may be implemented in any combination using any suitable mechanical switch, electromechanical switch, or solid-state switch. For example, the switch may be a limiting switch operated by the movement of components associated with the surgical instrument 150010 (FIGS. 25-28) or by the presence of an object. Such switches can be used to control various functions associated with the
図30は、本開示の少なくとも1つの態様による、ハンドルアセンブリ150702と電源アセンブリ150706との間のインターフェース、及びハンドルアセンブリ150702と交換式シャフトアセンブリ150704との間のインターフェースを示す、図25の外科用器具の制御回路150700の別のブロック図である。ハンドルアセンブリ150702は、メインコントローラ150717、シャフトアセンブリコネクタ150726、及び電源アセンブリコネクタ150730を備えることができる。電源アセンブリ150706は、電源アセンブリコネクタ150732と、電力管理コントローラ150716、電力変調器150738、及び電流検知回路150736を備え得る電力管理回路150734とを含むことができる。シャフトアセンブリコネクタ150730、150732は、インターフェース150727を形成する。交換式シャフトアセンブリ150704及び電源アセンブリ150706がハンドルアセンブリ150702に連結されている間、電力管理回路150734は、交換式シャフトアセンブリ150704の電力要件に基づいて電池150707の電力出力を変調するように構成され得る。電力管理コントローラ150716は、電源アセンブリ150706の電力出力の電力変調器150738を制御するようにプログラムされてもよく、電流検知回路150736は、電源アセンブリ150706の電力出力を監視して、電池150707の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ150716に提供するように用いられてもよく、これにより、電力管理コントローラ150716は、電源アセンブリ150706の電力出力を調節して所望の出力を維持することができるようになる。シャフトアセンブリ150704はシャフトプロセッサ150720を備え、シャフトプロセッサ150720は、不揮発性メモリ150721及びシャフトアセンブリコネクタ150728に連結され、シャフトアセンブリ150704をハンドルアセンブリ150702に電気的に連結する。シャフトアセンブリコネクタ150726、150728は、インターフェース150725を形成する。メインコントローラ150717、シャフトプロセッサ150720、及び/又は電力管理コントローラ150716は、本明細書で記載されるプロセスの1つ又は2つ以上を実装するように構成され得る。
FIG. 30 shows the interface between the
外科用器具150010(図25〜図28)は、感覚フィードバックをユーザに送る出力装置150742を備えることができる。このような装置は、視覚的フィードバック装置(例えば、LCD表示画面、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)を含んでよい。特定の状況下では、出力装置150742は、ハンドルアセンブリ150702に含まれ得るディスプレイ150743を備えていてもよい。シャフトアセンブリコントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716は、出力装置150742を介して外科用器具150010のユーザにフィードバックを提供することができる。インターフェース150727は、シャフトアセンブリコントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716を出力装置150742に接続するように構成され得る。出力装置150742は電源アセンブリ150706と一体化されてもよい。交換式シャフトアセンブリ150704がハンドルアセンブリ150702に連結されている間、出力装置150742とシャフトアセンブリコントローラ150722との間の通信は、インターフェース150725を介して達成されてもよい。外科用器具150010(図25及び図28)の動作を制御するための制御回路150700(図29A〜図29B、及び図6)について記載してきたが、本開示はここで、外科用器具150010(図25〜図28)及び制御回路150700の様々な構成について説明する。
The surgical instrument 150010 (FIGS. 25-28) can include an
図31を参照すると、外科用ステープラ151000は、ハンドル構成要素151002、シャフト構成要素151004、及びエンドエフェクタ構成要素151006を含んでよい。外科用ステープラ151000は、図25に関連して記載されたモータ駆動式の外科用切断及び締結器具150010と同様に構築及び装備される。したがって、簡潔かつ明快にするため、動作及び構造の詳細はここでは繰り返さない。エンドエフェクタ151006は、組織を圧縮、切断、又はステープル留めするために使用されてよい。次に、図32を参照すると、エンドエフェクタ151030は、圧縮、切断、又はステープル留めの前に、医師によって組織151032を取り囲むように位置付けられてよい。図32に示されるように、エンドエフェクタを使用する準備をしている間、組織に圧縮が適用されなくてよい。次に、図33を参照すると、外科用ステープラのハンドル(例えば、ハンドル151002)を係合させることによって、医師は、エンドエフェクタ151030を使用して組織151032を圧縮することができる。一態様では、組織151032は、図33に示すように、その最大閾値まで圧縮されてもよい。
With reference to FIG. 31, the
図34を参照すると、様々な力が、エンドエフェクタ151030によって組織151032に加えられてよい。例えば、組織151032がエンドエフェクタ151030のアンビル151034とチャネルフレーム151036との間で圧縮されると、そのアンビル151034及びチャネルフレーム151036によって垂直力F1及びF2が加えられ得る。次に、図35を参照すると、エンドエフェクタ151030によって圧縮されると、様々な斜め方向及び/又は横方向の力も組織151032に加えられてもよい。例えば、力F3が加えられてよい。外科用ステープラ151000などの医療用装置を操作するために、エンドエフェクタによって組織に加えられている様々な形態の圧縮を検知又は計算することが望ましいことがある。例えば、垂直方向又は横方向の圧縮の理解は、エンドエフェクタがステープル動作をより精密又は正確に適用することを可能にし得るか、又は外科用ステープラをより適切又は安全に使用することができるような外科用ステープラの情報を操作者に与えることができる。
With reference to FIG. 34, various forces may be applied to the tissue 15132 by the
組織151032を貫通する方向の圧縮は、組織151032のインピーダンスから決定され得る。様々な圧縮レベルにおいて、組織151032のインピーダンスZは増加又は減少し得る。電圧V及び電流Iを組織151032に印加することによって、組織151032のインピーダンスZが様々な圧縮のレベルで決定され得る。例えば、インピーダンスZは、印加された電圧Vを電流Iで除することによって計算され得る。
The compression in the direction through the
次に図36を参照すると、一態様では、RF電極151038は、エンドエフェクタ151030の上(例えば、エンドエフェクタ151030のステープルカートリッジ、ナイフ、又はチャネルフレームの上)に位置付けられ得る。更に、電気接点151040は、エンドエフェクタ151030のアンビル151034の上に位置付けられ得る。一態様では、電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレームの上に位置付けられ得る。組織151032がエンドエフェクタ151030のアンビル151034と、例えば、チャネルフレーム151036との間で圧縮されると、組織151032のインピーダンスZは変化する。エンドエフェクタ151030によって生じる垂直方向の組織の圧縮151042は、組織151032のインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 36, in one embodiment, the
次に図37を参照すると、一態様では、RF電極151038が位置付けられると、電気接点151044は、エンドエフェクタ151030のアンビル151034の反対端に位置付けられ得る。組織151032がエンドエフェクタ151030のアンビル151034と、例えば、チャネルフレーム151036との間で圧縮されると、組織151032のインピーダンスZは変化する。エンドエフェクタ151030によって生じる横方向の組織の圧縮151046は、組織151032のインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 37, in one aspect, when the
次に図38を参照すると、一態様では、電気接点151050は、アンビル151034の上に位置付けられ得、電気接点151052は、チャネルフレーム151036においてエンドエフェクタ151030の反対端に位置付けられ得る。RF電極151048は、エンドエフェクタ151030に中央部の側方に位置付けられ得る。組織151032がエンドエフェクタ151030のアンビル151034と、例えば、チャネルフレーム151036との間で圧縮されると、組織151032のインピーダンスZは変化する。RF電極151048の両側における横方向の圧縮又は角度のある圧縮151054及び151056は、エンドエフェクタ151030によって引き起こされ得、RF電極151048並びに電気接点151050及び151052の相対的な位置付けに基づいて、組織151032の様々なインピーダンスZの関数として測定され得る。
Next, referring to FIG. 38, in one aspect, the
次に図39を参照すると、周波数発生器151222は、電源151221から電力又は電流を受け取ることができ、1つ又は2つ以上のRF信号を1つ又は2つ以上のRF電極151224に供給することができる。上述のように、1つ又は2つ以上のRF電極は、ステープルカートリッジ又はチャネルフレームなど、エンドエフェクタ又は外科用ステープラ上の様々な位置又は構成要素に位置付けられ得る。電気接点151226又は151228などの1つ又は2つ以上の電気接点は、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルの上に位置付けられ得る。更に、フィルタ151230又は151232などの1つ又は2つ以上のフィルタは、電気接点151226又は151228と通信可能に連結され得る。フィルタ151230及び151232は、周波数発生器151222によって供給される1つ又は2つ以上のRF信号を、単一のリターン経路151234に合流する前にフィルタリングすることができる。1つ又は2つ以上のRF信号に関連付けられた電圧V及び電流Iは、1つ又は2つ以上のRF電極151224と電気接点151226又は151228との間で圧縮され得る及び/又は通信可能に連結され得る組織に関連付けられたインピーダンスZを計算するために使用され得る。
Next, referring to FIG. 39, the
更に図39を参照すると、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、外科用ステープラのハンドル151236内に配置され得る。例えば、回路図151220aに示されるように、周波数発生器151222は、ハンドル151236内に配置され得、電源151221から電力を受け取る。また、電流I1及び電流I2が、電気接点151228及び151226に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Vを使用して、インピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。Z1は、RF電極151224の1つ又は2つ以上と電気接点151228との間で圧縮された及び/又は通信可能に連結された組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Z2は、RF電極151224の1つ又は2つ以上と電気接点151226との間で圧縮された及び/又は通信可能に連結された組織のインピーダンスに対応し得る。式Z1=V/I1及びZ2=V/I2を適用すると、エンドエフェクタによって圧縮された組織の様々な圧縮水準に対応するインピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。
Further referring to FIG. 39, various components of the tissue compression sensor system described herein can be located within the handle 151236 of a surgical stapler. For example, as shown in schematic 151220a, the
次に図40を参照すると、本開示の1つ又は2つ以上の態様が、回路図151250に記載されている。ある実装形態では、外科用ステープラのハンドル151252にある電源は、周波数発生器151254に電力を供給してもよい。周波数発生器151254は、1つ又は2つ以上のRF信号を生成してもよい。1つ又は2つ以上のRF信号は、外科用ステープラのシャフト151258内にあり得る、マルチプレクサ151256において多重化又は重ね合わされ得る。このようにして、2つ又は3つ以上のRF信号は、重ね合わされ(又は、例えば、共にネスト又は変調され)、エンドエフェクタに伝達され得る。1つ又は2つ以上のRF信号は、外科用ステープラのエンドエフェクタ151262にある(例えば、ステープルカートリッジ内に位置付けられた)1つ又は2つ以上のRF電極151260に通電し得る。組織(図示せず)は、RF電極151260の1つ又は2つ以上と1つ又は2つ以上の電気接点との間で圧縮及び/又は通信可能に連結され得る。例えば、組織は、1つ又は2つ以上のRF電極151260と、エンドエフェクタ151262のチャネルフレーム内に位置付けられた電気接点151264又はエンドエフェクタ151262のアンビル内に位置付けられた電気接点151266との間で圧縮及び/又は通信可能に連結され得る。フィルタ151268は、電気接点151264に通信可能に連結され得、フィルタ151270は、電気接点151266に通信可能に連結され得る。
Next, with reference to FIG. 40, one or more aspects of the present disclosure are described in schematic 151250. In some implementations, the power supply on the
1つ又は2つ以上のRF信号に関連付けられた電圧V及び電流Iは、ステープルカートリッジ(1つ又は2つ以上のRF電極151260に通信可能に連結される)と、チャネルフレーム又はアンビル(電気接点151264又は151266の1つ又は2つ以上に通信可能に連結される)との間で圧縮され得る組織に関連付けられたインピーダンスZを計算するために使用され得る。 The voltage V and current I associated with one or more RF signals are communicably coupled to a staple cartridge (which is communicatively coupled to one or more RF electrodes 151260) and a channel frame or anvil (electrical contacts). It can be used to calculate the impedance Z associated with a tissue that can be compressed with one or more of 151264 or 151266).
一態様では、本明細書に記載される組織圧縮センサシステムの様々な構成要素は、外科用ステープラのシャフト151258内に配置され得る。例えば、回路図151250に示されるように(及び周波数発生器151254に加えて)、インピーダンス計算器151272、コントローラ151274、不揮発性メモリ151276、及び通信チャネル151278が、シャフト151258内に配置され得る。一実施例では、周波数発生器151254、インピーダンス計算器151272、コントローラ151274、不揮発性メモリ151276、及び通信チャネル151278は、シャフト151258内の回路基板上に位置付けられ得る。
In one aspect, the various components of the tissue compression sensor system described herein may be located within the
2つ又は3つ以上のRF信号は、電気接点を経由して共通経路上で返され得る。更に、2つ又は3つ以上のRF信号によって表される別々の組織インピーダンスを差異化するために、2つ又は3つ以上のRF信号は、共通経路上でRF信号が合流する前にフィルタリングされ得る。電流I1及び電流I2は、電気接点151264及び151266に対応するリターン経路上で測定され得る。供給経路とリターン経路との間で印加される電圧Vを使用して、インピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。Z1は、RF電極151260の1つ又は2つ以上と電気接点151264との間で圧縮及び/又は通信可能に連結された組織のインピーダンスに対応し得る。更に、Z2は、RF電極151260の1つ又は2つ以上と電気接点151266との間で圧縮及び/又は通信可能に連結された組織のインピーダンスに対応し得る。式Z1=V/I1及びZ2=V/I2を適用すると、エンドエフェクタ151262によって圧縮された組織の様々な圧縮に対応するインピーダンスZ1及びZ2が計算され得る。実施例では、インピーダンスZ1及びZ2は、インピーダンス計算器151272によって計算され得る。インピーダンスZ1及びZ2は、組織の様々な圧縮水準を計算するために使用され得る。
Two or more RF signals may be returned on a common path via electrical contacts. In addition, the two or more RF signals are filtered before the RF signals merge on a common path to differentiate the separate tissue impedances represented by the two or more RF signals. obtain. Current I1 and current I2 can be measured on the return path corresponding to the
次に図41を参照すると、周波数グラフ151290が示されている。周波数グラフ151290は、2つのRF信号をネストする周波数変調を示す。2つのRF信号は、上述したように、エンドエフェクタにあるRF電極に到達する前にネストされ得る。例えば、周波数1を有するRF信号及び周波数2を有するRF信号は、共にネストされ得る。次に図42を参照すると、結果として得られるネスト化されたRF信号が、周波数グラフ151300に示されている。周波数グラフ151300に示される合成信号は、合成された、周波数グラフ151290の2つのRF信号を含む。次に図43を参照すると、周波数グラフ151400が示されている。周波数グラフ151400は、(例えば、フィルタ151268及び151270によって)フィルタリングされた後の、周波数1及び周波数2を有するRF信号を示す。結果として得られるRF信号は、上述したように、リターン経路上で別個のインピーダンス計算又は測定を行うために使用され得る。
Next, referring to FIG. 41, a
一態様では、フィルタ151268及び151270は、フィルタ範囲が狭くなってもよいような(例えば、Q=10)、高Qフィルタであり得る。Qは、中心周波数(Wo)/帯域幅(BW)によって定義され得、Q=Wo/BWである。一実施例では、周波数1は150kHzであり得、周波数2は300kHzであり得る。実行可能なインピーダンス測定範囲は、100kHz〜20MHzであり得る。様々な実施例では、RF信号を分離するために、相関、直交検波など、他の高度な技術が使用され得る。
In one aspect, the
本明細書に記載の技術及び特徴のうちの1つ又は2つ以上を使用して、エンドエフェクタのステープルカートリッジ又は孤立したナイフの上にある単一の通電電極は、複数の組織圧縮測定を同時に行うために使用され得る。2つ又は3つ以上のRF信号が、重ね合わされるか、多重化される(又はネストされるか、変調される)場合、それらは、エンドエフェクタの単一電源側に伝達され得、エンドエフェクタのチャネルフレーム又はアンビルのいずれかの上で折り返し得る。それらが共通リターン経路に合流する前に、アンビル及びチャネルの接点にフィルタが組み込まれていれば、両経路によって表される組織インピーダンスは差異化されることができる。これは、垂直方向の組織圧縮対横方向の組織圧縮の測定を提供し得る。この方法はまた、フィルタの配置及び金属リターン経路の位置に応じて近位及び遠位の組織圧縮も提供し得る。周波数発生器及び信号プロセッサは、(外科用ステープラ内に既に存在し得る)回路基板又はサブ基板の上の1つ又は2つ以上のチップ上に配置され得る。 Using one or more of the techniques and features described herein, a single energizing electrode on an end effector staple cartridge or isolated knife can simultaneously perform multiple tissue compression measurements. Can be used to do. If two or more RF signals are superimposed, multiplexed (or nested, or modulated), they can be transmitted to the single power supply side of the end effector, which can be transmitted to the end effector. Can wrap over either the channel frame or the anvil. The tissue impedance represented by both paths can be differentiated if filters are incorporated at the anvil and channel contacts before they merge into the common return path. This may provide a measurement of vertical tissue compression vs. lateral tissue compression. This method may also provide proximal and distal tissue compression depending on the placement of the filter and the location of the metal return pathway. The frequency generator and signal processor may be located on one or more chips on a circuit board or sub-board (which may already be present in the surgical stapler).
一態様では、本開示は、様々な検知システムで構成される器具150010(図25〜図30に関連して記載される)を提供する。したがって、簡潔かつ明快にするため、動作及び構造の詳細はここでは繰り返さない。一態様では、検出システムは、ナイフ加速度、インピーダンスの変化率、及び組織接触の変化率を監視するために、粘弾性/変化率検出システムを含む。一実施例では、ナイフ加速度の変化率は、組織タイプの測定として使用され得る。別の実施例では、インピーダンスの変化率は、パルスセンサで測定され得(can be measures)、圧縮率の測定として用いられ得る。最後に、組織接触の変化率は、ナイフ発射率に基づいて組織流動を測定するセンサで測定され得る。 In one aspect, the disclosure provides an instrument 150010 (described in connection with FIGS. 25-30) composed of various detection systems. Therefore, for the sake of brevity and clarity, the details of operation and structure are not repeated here. In one aspect, the detection system includes a viscoelasticity / rate of change detection system to monitor knife acceleration, rate of change in impedance, and rate of change in tissue contact. In one embodiment, the rate of change in knife acceleration can be used as a measure of tissue type. In another embodiment, the rate of change of impedance can be measured by a pulse sensor and can be used as a measure of compressibility. Finally, the rate of change in tissue contact can be measured by a sensor that measures tissue flow based on the knife firing rate.
検出されたパラメータの変化率、又は別の方法で規定される、組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するのにどのくらい時間が必要か、は、それ自体別個の測定であり、導出元の検出されたパラメータよりも貴重であり得る。測定を行う前に既定の時間を待つことなど、組織パラメータの測定を改良するために、本開示は、組織パラメータの変化率など、測定の微分係数を用いるための新規な技術を提供する。 The rate of change of the detected parameter, or otherwise defined, how long it takes for the tissue parameter to reach an asymptotic steady-state value, is itself a separate measurement and the detection of the derivation source. Can be more valuable than the parameters given. To improve the measurement of tissue parameters, such as waiting for a predetermined time before making the measurement, the present disclosure provides a novel technique for using the differential coefficients of the measurement, such as the rate of change of the tissue parameters.
単独で用いてステープル形成を劇的に改良できる単一の測定は存在しないという理解のもと、微分技術又は変化率測定は最も有用となる。それは、測定を有効なものにする複数の測定の組み合わせである。組織の間隙の場合、関連する間隙測定を行うために、ジョーが組織によってどのくらい覆われているかを知ることが役に立つ。インピーダンスの変化率測定は、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタのジョー部材間で把持される組織に加えられる力及び圧縮を関係付けるために、アンビルでのひずみ測定と組み合わされてよい。変化率測定は、組織圧縮はもとより、組織タイプも決定するために、体内外科用装置によって用いられ得る。胃組織及び肺組織は、ときに類似の厚さを有し、また肺組織が石灰化したときに類似の圧縮特性さえも有するが、器具は、間隙、圧縮、加えられた力、組織接触面積、及び圧縮の変化率又は間隙の変化率などの測定の組み合わせを用いることによって、これらの組織タイプを見分けることが可能であり得る。これらの測定のいずれかが単独で使用されたならば、体内外科用装置が組織タイプを見分けることは困難となり得る。圧縮の変化率はまた、組織が「正常」であるか否か、又は異常が存在するか否かを装置で判定可能にすることにも役に立ち得る。経過した時間だけでなく、センサ信号の変動も測定し、信号の微分係数を決定すると、体内外科用装置がその信号を測定することを可能にする別の測定が提供されるであろう。変化率情報はまた、いつ定常状態に達したのかを判定し、プロセスの次の工程に信号を送るためにも用いられ得る。例えば、アンビル及びステープルカートリッジなどのエンドエフェクタのジョー部材間で組織をクランプした後、組織圧縮が定常状態に達すると(例えば、約15秒)、装置の発射を開始するインジケータ又はトリガが使用可能にされ得る。 Derivative techniques or rate of change measurements are most useful, with the understanding that there is no single measurement that can be used alone to dramatically improve staple formation. It is a combination of measurements that make the measurements valid. For tissue gaps, it is useful to know how much the jaws are covered by the tissue to make the relevant gap measurements. Impedance rate of change measurements may be combined with strain measurements in anvils to relate the forces and compressions applied to the tissue gripped between the jaw members of end effectors such as anvils and staple cartridges. The rate of change measurement can be used by an in-vivo surgical device to determine tissue type as well as tissue compression. Gastric and lung tissue sometimes have similar thicknesses, and even similar compressive properties when lung tissue is calcified, but the device has gaps, compression, applied force, tissue contact area. , And a combination of measurements such as the rate of change in compression or the rate of change in the gap may be used to distinguish between these tissue types. If any of these measurements were used alone, it could be difficult for the internal surgical device to distinguish the tissue type. The rate of change in compression can also help to allow the device to determine if the tissue is "normal" or if anomalies are present. Measuring not only the elapsed time, but also the variation of the sensor signal and determining the differential coefficient of the signal will provide another measurement that allows the in-vivo surgical device to measure the signal. The rate of change information can also be used to determine when steady state is reached and signal the next step in the process. For example, after clamping tissue between jaw members of end effectors such as anvils and staple cartridges, when tissue compression reaches steady state (eg, about 15 seconds), an indicator or trigger is available to initiate the launch of the device. Can be done.
本明細書ではまた、外科用器具動作中の組織の安定特性、クリープ特性、及び粘弾性特性を決定するセンサデータの時間依存性評価のための方法、装置、及びシステムも提供する。図25に示されるステープラなどの外科用器具は、2〜3例を挙げると、ジョーの間隙の大きさ又は距離、発射電流、組織圧縮、組織によって覆われるジョーの量、アンビルひずみ、及びトリガ力などの動作パラメータを測定するために、多様なセンサを含むことができる。これらの検出された測定値は、外科用器具の自動制御のため、及びフィードバックを臨床医に提供するために重要である。 Also provided herein are methods, devices, and systems for time-dependent assessment of sensor data that determine the stability, creep, and viscoelastic properties of tissue during surgical instrument operation. Surgical instruments such as staplers shown in FIG. 25 include the size or distance of the jaw gap, firing current, tissue compression, amount of jaw covered by tissue, anvil strain, and triggering force, to name a few. Various sensors can be included to measure operating parameters such as. These detected measurements are important for automatic control of surgical instruments and for providing feedback to the clinician.
図30〜図49に関連して示される実施例は、間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビルひずみ対時間などの様々な導出されたパラメータを測定するために用いられ得る。モータ電流は、電池2308と直列に電流センサを用いて監視されてもよい。 The examples shown in connection with FIGS. 30-49 can be used to measure various derived parameters such as gap distance vs. time, tissue compression vs. time, and anvil strain vs. time. The motor current may be monitored using a current sensor in series with the battery 2308.
次に図44を参照する、再使用されてもされなくてもよい、モータ駆動の外科用切断及び締結器具151310が示されている。モータ駆動式の外科用切断及び締結器具151310は、図25〜図30に関連して記載されたモータ駆動式の外科用切断及び締結器具150010と同様に構築及び装備される。図44に示される実施例では、器具151310は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されたハンドルアセンブリ151314を備えるハウジング151312を含む。ハウジング151312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151600が動作可能に結合されている交換式シャフトアセンブリ151500に動作可能に取り付けられるように構成されている。モータ駆動式の外科用切断及び締結器具151310は、図25〜図30に関連して記載されたモータ駆動式の外科用切断及び締結器具150010と同様に構築及び装備されているので、簡潔かつ明瞭にするために、ここでは動作及び構造の詳細を繰り返さない。
A motor-driven surgical cutting and
図44に示されるハウジング151312は、外科用ステープルカートリッジ151304を内部に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151600を含む、交換式シャフトアセンブリ151500と接続されて示されている。ハウジング151312は、種々のサイズ及びタイプのステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、かつ種々のシャフト長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフトアセンブリと接続されて使用するように構成されてもよい。加えて、ハウジング151312はまた、様々な他の交換式シャフトアセンブリと共に効果的に用いられてもよく、そのような交換式シャフトアセンブリとしては、他のモーション及び形態のエネルギー、例えば、高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー及び/又はモーションを、様々な外科用途及び処置に関連して用いられるように適合されたエンドエフェクタ構成に印加するように構成されたアセンブリが挙げられる。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、任意の好適な締結具を利用して組織を締結することができる。例えば、内部に取り外し可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフトアセンブリのエンドエフェクタに取り外し可能に挿入及び/又は取り付けられ得る。
図44は、交換式シャフトアセンブリ151500が動作可能に連結された外科用器具151310を示す。図示の構成において、ハンドルハウジングは、臨床医に把持及び操作され得るピストルグリップ部分151319を形成する。ハンドルアセンブリ151314は、内部に複数の駆動システムを動作可能に支持し、これら駆動システムは、様々な制御運動を生成し、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この制御運動を適用するように構成されている。トリガ151332は、これらの制御運動の様々を制御するために、ピストルグリップと動作可能に関連付けられる。
FIG. 44 shows a
続けて図44を参照すると、交換式シャフトアセンブリ151500は、ステープルカートリッジ151304を内部に動作可能に支持するように構成された細長いチャネル151302を備える外科用エンドエフェクタ151600を含む。エンドエフェクタ151600は、細長いチャネル151302に対して枢動可能に支持されるアンビル151306を更に含んでもよい。
Subsequently referring to FIG. 44, the
本発明者らは、導出されたパラメータが、図44に例示される器具などの外科用器具を制御するために、導出されたパラメータの基礎となる検出されたパラメータよりも更に有用であり得ることを見出した。導出されたパラメータの非限定的な実施例には、検出されたパラメータの変化率(例えば、ジョー間隙距離)及び組織パラメータが漸近的な定常状態値に達するまでの経過時間(例えば、15秒)が挙げられる。変化率などの導出されたパラメータは、測定精度を劇的に向上させ、更に、他の形では検出されたパラメータから直接に明らかでない情報も提供することから、特に有用である。例えば、インピーダンス(すなわち、組織圧縮)変化率は、圧縮及び力を関係付けるためにアンビルでのひずみと組み合わされることができ、これにより、マイクロコントローラが、組織圧縮の量はもとより、組織タイプも決定することが可能になる。この実施例は一例に過ぎず、いずれの導出されたパラメータも、1つ又は2つ以上の検出されたパラメータと組み合わされて、組織タイプ(例えば、胃と肺)、組織の健康状態(石灰化と正常)、及び外科用装置の動作状態(例えば、クランプ完了)に関するより正確な情報を提供することができる。異なる組織は、独自の粘弾性特性及び独自の変化率を有し、したがって、これら及び本明細書に記載される他のパラメータは、外科処置を監視し、自動的に調節するための有用なしるしとなる。 We find that the derived parameters may be even more useful than the detected parameters underlying the derived parameters for controlling surgical instruments such as the instruments illustrated in FIG. I found. Non-limiting examples of derived parameters include the rate of change of the detected parameter (eg, jaw clearance distance) and the elapsed time for the tissue parameter to reach an asymptotic steady-state value (eg, 15 seconds). Can be mentioned. Derived parameters, such as the rate of change, are particularly useful because they dramatically improve measurement accuracy and also provide information that is not directly apparent from the parameters detected in other ways. For example, the rate of change in impedance (ie, tissue compression) can be combined with strain in the anvil to relate compression and force, which allows the microcontroller to determine the amount of tissue compression as well as the tissue type. It becomes possible to do. This example is only an example, and any derived parameter can be combined with one or more detected parameters for tissue type (eg, stomach and lung), tissue health (calcification). And normal), and more accurate information about the operating state of the surgical device (eg, clamp completion) can be provided. Different tissues have their own viscoelastic properties and their own rate of change, so these and other parameters described herein are useful signs for monitoring and automatically adjusting the surgical procedure. It becomes.
図46は、間隙距離を経時的に示す例示的なグラフであり、間隙とは、クランプされた組織が占めているジョー間の空間である。垂直(y)軸が距離であり、水平(x)軸が時間である。具体的には、図44及び図45を参照すると、間隙距離151340は、エンドエフェクタのアンビル151306と細長いチャネル151302との間の距離である。開いたジョー位置では、時間0において、アンビル151306と細長い部材との間の間隙151340は、その最大距離にある。間隙151340の幅は、組織をクランプする間など、アンビル151306が閉じるにつれて減少する。組織は非一様な弾力性を有するため、間隙距離変化率は変動し得る。例えば、ある組織タイプは、急速な圧縮を初期に示し、結果としてより速い変化率となり得る。しかしながら、組織が持続的に圧縮されると、組織の粘弾性特性により、組織がそれ以上圧縮できなくなるまで変化率が減少し得、それ以上圧縮できなくなると、間隙距離は実質的に一定のままになる。組織がエンドエフェクタ151340のアンビル151306とステープルカートリッジ151304との間で圧搾されると、間隙は時間の経過と共に減少する。例えば、磁界センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサなど、図31〜図43に関連して記載される1つ又は2つ以上のセンサは、図46にグラフで表されるように、アンビル151306とステープルカートリッジ151304との間の間隙距離「d」を時間「t」にわたって測定するように適合及び構成され得る。時間「t」にわたる間隙距離「d」の変化率は、図46に示される曲線の勾配であり、勾配=Δd/Δtである。
FIG. 46 is an exemplary graph showing the gap distance over time, where the gap is the space between the jaws occupied by the clamped tissue. The vertical (y) axis is distance and the horizontal (x) axis is time. Specifically, referring to FIGS. 44 and 45, the
図47は、エンドエフェクタのジョーの発射電流を示す例示的なグラフである。垂直(y)軸が電流であり、水平(x)軸が時間である。本明細書で論じられるように、図25に関連して図示して説明した外科用器具及び/又はそのマイクロコントローラは、組織のクランプ、切断、及び/又はステープル留めなどの様々な動作中に利用される電流を検出する電流センサを含み得る。例えば、組織の抵抗が増加すると、器具の電気モータは、組織をクランプ、切断、及び/又はステープル留めするために、より多くの電流が必要になり得る。同様に、抵抗が減少すると、電気モータは、組織をクランプ、切断、及び/又はステープル留めするために、より少ない電流が必要になり得る。結果として、発射電流は、組織の抵抗の近似として使用することができる。検出された電流は、単独で又はより好ましくは他の測定と組み合わせて使用して、標的組織に関するフィードバックを提供することができる。更に図47を参照すると、ステープル留めなどのいくつかの動作中、発射電流は最初、時間0において高いが、時間の経過と共に減少する。他の装置の動作中、増大する機械負荷に打ち勝つために、モータがより多くの電流を引き出す場合、電流は時間の経過と共に増加し得る。加えて、発射電流の変化率は、組織がある状態から別の状態に遷移中であることのインジケータとして使用することができる。したがって、発射電流及び、とりわけ、発射電流の変化率は、デバイス動作を監視するために使用することができる。ナイフが組織を切り進むと、発射電流は時間の経過と共に減少する。切断されている組織が、組織の特性又はナイフ151305(図45)の鋭さに起因してより多少の抵抗をもたらす場合、発射電流の変化率は変動し得る。切断条件が変動すると、モータによってなされる仕事は変動し、その結果、発射電流が時間の経過と共に変動する。電流センサは、図47にグラフで表されるように、ナイフ151305が発射している間の発射電流を経時的に測定するために用いられ得る。例えば、電流センサを用いてモータ電流を監視することができる。電流センサは、図47にグラフで表されるように、モータ発射電流「i」を時間「t」にわたって測定するように適合及び構成され得る。時間「t」にわたる発射電流「i」の変化率は、図47に示される曲線の勾配であり、勾配=Δi/Δtである。
FIG. 47 is an exemplary graph showing the firing current of the end effector jaws. The vertical (y) axis is the current and the horizontal (x) axis is the time. As discussed herein, the surgical instruments and / or their microcontrollers illustrated and described in connection with FIG. 25 are utilized during various operations such as tissue clamping, cutting, and / or stapling. It may include a current sensor that detects the current to be generated. For example, as the resistance of the tissue increases, the electric motor of the appliance may require more current to clamp, cut, and / or staple the tissue. Similarly, as resistance decreases, the electric motor may require less current to clamp, cut, and / or staple the tissue. As a result, the firing current can be used as an approximation of tissue resistance. The detected current can be used alone or more preferably in combination with other measurements to provide feedback on the target tissue. Further referring to FIG. 47, during some operations such as stapling, the firing current is initially high at
図48は、経時的なインピーダンスの例示的なグラフである。垂直(y)軸がインピーダンスであり、水平(x)軸が時間である。時間0においてインピーダンスは低いが、操作(例えば、クランプ及びステープル留め)をうけて組織の圧力が増加すると、時間と共に上昇する。エンドエフェクタ151340のアンビル151306とステープルカートリッジ151304との間の組織は、ナイフによって切り離される又はエンドエフェクタ151340のアンビル151306とステープルカートリッジ151304との間に位置する電極間でRFエネルギーを使用して封着されるため、変化率は経時的に変動する。例えば、組織が切断されるにつれ、電気インピーダンスは上昇し、組織がナイフによって完全に断絶されると無限大に達する。また、エンドエフェクタ151340が、RFエネルギー源に連結された電極を含む場合も、エンドエフェクタ151340のアンビル151306とステープルカートリッジ151304との間の組織を通してエネルギーが送達されると、組織の電気インピーダンスは上昇する。組織を通るエネルギーが組織内の水分を蒸発させることによって組織を乾燥させるので、電気インピーダンスは上昇する。最終的に、好適な量のエネルギーが組織に送達されると、インピーダンスは非常に高い値まで、又は組織が断絶される場合は無限大まで、上昇する。加えて、図48に示されるように、異なる組織は、圧縮率などの、組織を区別する固有の圧縮特性を有し得る。組織インピーダンスは、第1のジョー部材9014と第2のジョー部材9016との間に把持される組織を通して副治療的なRF電流を駆動することによって測定され得る。1つ又は2つ以上の電極は、アンビル151306及びステープルカートリッジ151304のいずれか又は両方の上に位置付けられ得る。アンビル151306とステープルカートリッジ151304との間にある組織の組織圧縮/インピーダンスは、図48にグラフで表されるように経時的に測定され得る。例えば、磁界センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサなど、図31〜図43に関連して記載されるセンサは、組織圧縮/インピーダンスを測定するように適合及び構成され得る。センサは、図48にグラフで表されるように、組織インピーダンス「Z」を時間「t」にわたって測定するように適合及び構成され得る。
FIG. 48 is an exemplary graph of impedance over time. The vertical (y) axis is impedance and the horizontal (x) axis is time. Impedance is low at
図49は、アンビル151306(図44、図45)のひずみの例示的なグラフである。垂直(y)軸がひずみであり、水平(x)軸が時間である。例えば、ステープル留め中のアンビル151306のひずみは、初期には大きいが、組織が定常状態に達してより小さい圧力をアンビル151306に及ぼすようになると、減少する。アンビル151306のひずみの変化率は、アンビル151306とステープルカートリッジ151304との間に把持された組織に加えられる圧力又はひずみを測定するようにアンビル151306及びステープルカートリッジ151304(図44、図45)のいずれか又は両方の上に位置付けられた圧力センサ又はひずみゲージによって測定され得る。アンビル151306のひずみは、図49にグラフで表されるように経時的に測定され得る。時間「t」にわたるひずみ「S」の変化率は、図49に示される曲線の勾配であり、勾配=ΔS/Δtである。
FIG. 49 is an exemplary graph of the strain of anvil 151306 (FIGS. 44, 45). The vertical (y) axis is strain and the horizontal (x) axis is time. For example, the strain on the
図50は、経時的なトリガ力の例示的なグラフである。垂直(y)軸がトリガ力であり、水平(x)軸が時間である。特定の実施例では、トリガ力は漸進的であり、臨床医に触覚フィードバックを提供する。したがって、時間0において、トリガ151320(図44)の圧力はその最低値にあり得、トリガ圧力は、動作(例えば、クランプ、切断、又はステープル留め)の完了まで増加し得る。トリガ力の変化率は、アンビル151306とステープルカートリッジ151304との間に把持された組織を通してナイフ151305(図45)を駆動するために必要な力を測定するように、器具151310(図44)のハンドル151319のトリガ151302上に位置付けられる圧力センサ又はひずみゲージによって測定され得る。トリガ力51332力は、図50にグラフで表されるように経時的に測定され得る。時間「t」にわたるひずみトリガ力「F」の変化率は、図50に示される曲線の勾配であり、勾配=ΔF/Δtである。
FIG. 50 is an exemplary graph of trigger force over time. The vertical (y) axis is the trigger force and the horizontal (x) axis is the time. In certain embodiments, the triggering force is gradual and provides tactile feedback to the clinician. Thus, at
例えば、胃組織及び肺組織は、これらの組織が類似の厚さを有し得、また肺組織が石灰化した場合に類似の圧縮特性を有し得るとしても、区別することができる。胃組織及び肺組織は、ジョー間隙距離、組織圧縮、加えられた力、組織接触面積、圧縮の変化率、及びジョー間隙の変化率を分析することによって見分けることができる。例えば、図51は、様々な組織に関する組織圧力「P」対組織変位のグラフを示している。垂直(y)軸が組織圧力であり、水平(x)軸が組織変位である。組織圧力が50〜100ポンド/平方インチ(psi)などの所定の閾値に達したとき、組織変位量、並びに閾値に到達する前の組織変位率を使用して、組織を区別することができる。例えば、血管組織は、結腸、肺、又は胃の組織よりも小さい組織変位及び速い変化率で既定の圧力閾値に到達する。加えて、血管組織の変化率(変位に対する組織圧力)は、閾値50〜100psiにおいてほぼ漸近的であるが、結腸、肺、及び胃の変化率は、閾値50〜100psiにおいて漸近的ではない。理解されるであろうが、例えば、1〜1000psi、より好ましくは10〜500psi、更により好ましくは50〜100psiなどの任意の圧力閾値が使用され得る。加えて、類似の粘弾性特性を有する組織タイプの更なる解決を提供するために、複数の閾値又は漸進的な閾値が使用され得る。 For example, gastric and lung tissues can be distinguished even if they may have similar thicknesses and may have similar compressive properties when the lung tissue is calcified. Gastric and lung tissues can be identified by analyzing jaw gap distance, tissue compression, applied force, tissue contact area, rate of change in compression, and rate of change in jaw gap. For example, FIG. 51 shows a graph of tissue pressure “P” vs. tissue displacement for various tissues. The vertical (y) axis is the tissue pressure and the horizontal (x) axis is the tissue displacement. When tissue pressure reaches a predetermined threshold, such as 50-100 pounds per square inch (psi), tissue displacement can be used as well as tissue displacement before reaching the threshold to distinguish tissue. For example, vascular tissue reaches a predetermined pressure threshold with less tissue displacement and faster rate of change than tissue in the colon, lung, or stomach. In addition, the rate of change of vascular tissue (tissue pressure with respect to displacement) is nearly asymmetric at a threshold of 50-100 psi, while the rate of change of colon, lung, and stomach is not asymmetric at a threshold of 50-100 psi. As will be appreciated, any pressure threshold can be used, for example 1 to 1000 psi, more preferably 10 to 500 psi, even more preferably 50 to 100 psi. In addition, multiple thresholds or gradual thresholds may be used to provide a further solution for tissue types with similar viscoelastic properties.
圧縮変化率はまた、組織が「正常」であるか否か、又は石灰化など、異常が存在するか否かをマイクロコントローラで判定することも可能にし得る。例えば、図52を参照すると、石灰化肺組織の圧縮は、正常な肺組織の圧縮とは異なる曲線に追従している。したがって、組織変位及び組織変位の変化率は、石灰化肺組織を診断し、及び/又はそれを正常な肺組織と区別するために使用することができる。 The rate of change in compression may also allow the microcontroller to determine if the tissue is "normal" or if there are anomalies such as calcification. For example, referring to FIG. 52, compression of calcified lung tissue follows a different curve than compression of normal lung tissue. Therefore, tissue displacement and rate of change in tissue displacement can be used to diagnose calcified lung tissue and / or distinguish it from normal lung tissue.
加えて、特定の検出された測定値は、追加の知覚入力から利益を受けることがある。例えば、ジョー間隙の場合、ジョーが組織によってどのくらい覆われているかを知れば、間隙測定をより有用かつ正確にすることができる。ジョーの小部分が組織によって覆われている場合、組織圧縮は、ジョー全体が組織で覆われている場合よりも小さいように見えることがある。したがって、ジョー被覆量は、組織圧縮及び他の検出されたパラメータを分析するとき、マイクロコントローラによって考慮され得る。 In addition, certain detected measurements may benefit from additional perceptual inputs. For example, in the case of jaw gaps, knowing how much the jaws are covered by tissue can make gap measurements more useful and accurate. If a small portion of the jaw is covered with tissue, the tissue compression may appear less than if the entire jaw is covered with tissue. Therefore, jaw coverage can be taken into account by the microcontroller when analyzing tissue compression and other detected parameters.
特定の状況では、経過時間もまた、重要なパラメータであり得る。検出されたパラメータと共に経過時間を測定すること及び微分係数パラメータ(例えば、変化率)は、更なる有用な情報をもたらす。例えば、設定期間(例えば、5秒)後にジョー間隙の変化率が一定のままである場合、このパラメータは漸近値に達している可能性がある。 In certain situations, elapsed time can also be an important parameter. Measuring elapsed time with the detected parameters and derivative parameters (eg, rate of change) provide additional useful information. For example, if the rate of change of the jaw gap remains constant after a set period (eg, 5 seconds), this parameter may have reached an asymptotic value.
変化率情報はまた、いつ定常状態に達したのかを判定し、プロセスの次の工程に信号を送るためにも有用である。例えば、クランプ中、組織圧縮が定常状態に達すると、例えば、設定期間後に有意な変化率が発生しないと、マイクロコントローラは、ステープル発射など、動作の次の工程を開始するよう臨床医に警告する信号をディスプレイに送信し得る。あるいは、マイクロコントローラは、定常状態に達したら、動作の次の工程(例えば、ステープル発射)を自動的に開始するように、プログラムされ得る。 The rate of change information is also useful for determining when steady state is reached and signaling the next step in the process. For example, when tissue compression reaches steady state during clamping, for example, if no significant rate of change occurs after a set period, the microcontroller warns the clinician to begin the next step of operation, such as staple firing. The signal can be sent to the display. Alternatively, the microcontroller may be programmed to automatically initiate the next step of operation (eg, staple firing) once steady state is reached.
同様に、インピーダンスの変化率は、アンビルのひずみと組み合わされて、力及び圧縮を関係付けることができる。変化率により、装置は、単に圧縮値を測定することが可能になるというよりはむしろ、組織タイプを決定することが可能になるであろう。例えば、胃及び肺は、ときに類似の厚さを有し、また肺が石灰化した場合に類似の圧縮特性さえも有する。 Similarly, the rate of change of impedance can be combined with the strain of the anvil to relate force and compression. The rate of change will allow the device to determine the tissue type rather than simply being able to measure the compression value. For example, the stomach and lungs sometimes have similar thicknesses, and even similar compressive properties when the lungs are calcified.
1つ又は2つ以上の検出されたパラメータと導出されたパラメータの組み合わせは、組織タイプ及び組織の健康状態のより信頼できかつ正確な評価をもたらし、より効果的な装置監視、制御、及び臨床医へのフィードバックを可能にする。 The combination of one or more detected and derived parameters provides a more reliable and accurate assessment of tissue type and tissue health, resulting in more effective device monitoring, control, and clinician. Allows feedback to.
図53は、第1のセンサ152008a及び第2のセンサ152008bを備えるエンドエフェクタ152000の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152000は、上述したエンドエフェクタ150300に類似している。エンドエフェクタ152000は、第2のジョー部材152004に枢動可能に連結された第1のジョー部材、すなわちアンビル152002を備える。第2のジョー部材152004は、ステープルカートリッジ152006を内部に受容するように構成されている。ステープルカートリッジ152006は、複数のステープル(図示せず)を備える。複数のステープルは、外科的動作の間にステープルカートリッジ152006から配備可能である。エンドエフェクタ152000は、第1のセンサ152008aを備える。第1のセンサ152008aは、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。例えば、一実施形態では、第1のセンサ152008aは、アンビル152002と第2のジョー部材152004との間の間隙152010を測定するように構成されている。第1のセンサ152008aは、例えば、第2のジョー部材152004及び/又はステープルカートリッジ152006に埋め込まれた磁石152012によって生成される磁界を検出するように構成されたホール効果センサを備えてもよい。別の実施例として、一実施形態では、第1のセンサ152008aは、第2のジョー部材152004によって、かつ/又はアンビル152002と第2のジョー部材152004との間にクランプされた組織によって、アンビル152002に対して及ぼされる1つ又は2つ以上の力を測定するように構成されている。
FIG. 53 shows an embodiment of an
エンドエフェクタ152000は、第2のセンサ152008bを備える。第2のセンサ152008bは、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。例えば、様々な実施形態では、第2のセンサ152008bは、クランプ状態の間のアンビル152002のひずみの大きさを測定するように構成されたひずみゲージを備えてもよい。ひずみゲージは、ひずみの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。様々な実施形態では、第1のセンサ152008a及び/又は第2のセンサ152008bは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又はエンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを備えてもよい。第1のセンサ152008a及び第2のセンサ152008bは、直列構成及び/又は並列構成で配置されてもよい。直列構成では、第2のセンサ152008bは、第1のセンサ152008aの出力に直接影響を与えるように構成されてもよい。並列構成では、第2のセンサ152008bは、第1のセンサ152008aの出力に間接的に影響を与えるように構成されてもよい。
The
一実施形態では、第1のセンサ152008aによって測定される1つ又は2つ以上のパラメータは、第2のセンサ152008bによって測定される1つ又は2つ以上のパラメータと関連している。例えば、一実施形態では、第1のセンサ152008aは、アンビル152002と第2のジョー部材152004との間の間隙152010を測定するように構成されている。間隙152010は、アンビル152002とステープルカートリッジ152006との間にクランプされた組織セクションの厚さ及び/又は圧縮性を表す。第1のセンサ152008aは、例えば、第2のジョー部材152004及び/又はステープルカートリッジ152006に連結された磁石152012によって生成される磁界を検出するように構成されたホール効果センサを含んでもよい。単一箇所での測定により、較正された組織のフルビットに関する圧縮された組織厚さは正確に説明されるが、部分的な組織挟み込みが、アンビル152002と第2のジョー部材152004との間に配置されている場合には、不正確な結果がもたらされることがある。部分的な組織挟み込みは、近位側部分の挟み込み又は遠位側部分の挟み込みのどちらでも、アンビル152002のクランプの幾何学形状を変化させる。
In one embodiment, the one or more parameters measured by the
いくつかの実施形態では、第2のセンサ152008bは、組織挟み込みのタイプ、例えば、完全な挟み込み、部分的な近位側挟み込み、及び/又は部分的な遠位側挟み込みを示す、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ている。第2のセンサ152008bの測定値は、近位又は遠位に位置付けられた部分的な挟み込みにおける真の圧縮された組織厚を正確に表すように、第1のセンサ152008aの測定値を調節するために使用されてもよい。例えば、一実施形態では、第2のセンサ152008bは、クランプ後状態の間のアンビルにおけるひずみの大きさを監視するように構成された、例えば、微小ひずみゲージなどのひずみゲージを備える。アンビル152002のひずみの大きさは、近位又は遠位に位置付けられた部分的な挟み込みにおける真の圧縮された組織厚を正確に表すように、第1のセンサ152008、例えばホール効果センサの出力を修正するために使用される。第1のセンサ152008a及び第2のセンサ152008bは、クランプ動作の間にリアルタイムで測定されてもよい。リアルタイム測定によって、時間ベースの情報を、例えば、一次プロセッサ(例えば、プロセッサ462(図12)、例えば)によって分析することが可能になると共に、組織性及びクランプの位置調整を認識して組織厚さ測定値を動的に調節するための1つ又は2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを選択するのに使用することが可能になる。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態では、第1のセンサ152008aの厚さ測定値は、エンドエフェクタ152000に連結された外科用器具150010の出力装置に提供されてもよい。例えば、一実施形態では、エンドエフェクタ152000は、ディスプレイ(例えば、ディスプレイ473(図12)、例えば)を備える外科用器具150010に連結されている。第1のセンサ152008aの測定値は、プロセッサ、例えば、一次プロセッサに提供される。一次プロセッサは、第2のセンサ152008bの測定値に基づいて第1のセンサ152008aの測定値を調節して、アンビル152002とステープルカートリッジ152006との間にクランプされた組織セクションの真の組織厚を反映させる。一次プロセッサは、調節された組織厚測定値、及び完全な又は部分的な挟み込みの表示を、ディスプレイに出力する。操作者は、表示された値に基づいて、ステープルカートリッジ152006内でステープルを配備するか否かを判断してもよい。
In some embodiments, the thickness measurement of the
いくつかの実施形態では、第1のセンサ152008a及び第2のセンサ152008bは、例えば、第1のセンサ152008aが患者の体内の治療部位に位置し、第2のセンサ152008bが患者の体外に位置しているなど、異なる環境に位置していてもよい。第2のセンサ152008bは、第1のセンサ152008aの出力を較正及び/又は修正するように構成されてもよい。第1のセンサ152008a及び/又は第2のセンサ152008bは、例えば、環境センサを含んでもよい。環境センサは、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、及び/又は任意の他の好適な環境センサを含んでもよい。
In some embodiments, the
図54は、第2のセンサ152008bからの入力に基づいて第1のセンサ152008aの測定値を調節するプロセス152020の一実施形態を示す論理図である。第1の信号152022aは、第1のセンサ152008aによって捕捉される。第1の信号152022aは、例えば、平滑化関数、ルックアップテーブル、及び/又は他の任意の好適な調整パラメータなど、1つ又は2つ以上の所定のパラメータに基づいて調整されてもよい。第2の信号152022bは、第2のセンサ152008bによって捕捉される。第2の信号152022bは、1つ又は2つ以上の所定の調整パラメータに基づいて調整されてもよい。第1の信号152022a及び第2の信号152022bは、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。プロセッサは、第2のセンサからの第2の信号152022bに基づいて、第1の信号152022aによって表されるような、第1のセンサ152008aの測定値を調節する。例えば、一実施形態では、第1のセンサ152008aはホール効果センサを含み、第2のセンサ152008bはひずみゲージを含む。第1のセンサ152008aの距離測定値を、第2のセンサ152008bによって測定されたひずみの大きさによって調節して、エンドエフェクタ152000における組織の挟み込みの充満度を判断する。調節された測定値は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 54 is a logical diagram showing an embodiment of
図55は、第2のセンサ152008bからの入力に基づいて第1のセンサ152008aのルックアップテーブルを決定するプロセス152030の一実施形態を示す論理図である。第1のセンサ152008aは、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを示す信号152022aを捕捉する。第1の信号152022aは、例えば、平滑化関数、ルックアップテーブル、及び/又は他の任意の好適な調整パラメータなど、1つ又は2つ以上の所定のパラメータに基づいて調整されてもよい。第2の信号152022bは、第2のセンサ152008bによって捕捉される。第2の信号152022bは、1つ又は2つ以上の所定の調整パラメータに基づいて調整されてもよい。第1の信号152022a及び第2の信号152022bは、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。プロセッサ2006は、第2の信号の値に基づいて、1つ又は2つ以上の利用可能なルックアップテーブル152034a、152034bからルックアップテーブルを選択する。選択されたルックアップテーブルは、第1の信号を、アンビル152002とステープルカートリッジ152006との間に位置する組織の厚さ測定値へと変換するために使用される。調節された測定値は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 55 is a logical diagram showing an embodiment of
図56は、第2のセンサ152008bからの入力に応答して第1のセンサ152008aを較正するプロセス152040の一実施形態を示す論理図である。第1のセンサ152008aは、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを示す信号152022aを捕捉するように構成されている。第1の信号152022aは、例えば、平滑化関数、ルックアップテーブル、及び/又は他の任意の好適な調整パラメータなど、1つ又は2つ以上の所定のパラメータに基づいて調整されてもよい。第2の信号152022bは、第2のセンサ152008bによって捕捉される。第2の信号152022bは、1つ又は2つ以上の所定の調整パラメータに基づいて調整されてもよい。第1の信号152022a及び第2の信号152022bは、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、第2の信号152022bに応答して第1の信号152022aを校正する(152042)。第1の信号152022aは、エンドエフェクタ152000における組織の挟み込みの充満度を反映するように較正される(152042)。較正された信号は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイ2026によって、操作者に表示される(152026)。
FIG. 56 is a logical diagram showing an embodiment of the
図57は、エンドエフェクタ152000のアンビル152002とステープルカートリッジ152006との間にクランプされた組織セクションの厚さを判定して表示するプロセス152050の一実施形態を示す論理図である。プロセス152050は、例えば、アンビル152002の遠位先端に位置するホール効果センサを通してホール効果電圧152052を取得することを含む。ホール効果電圧152052は、アナログ・デジタル変換器152054に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、ホール効果電圧152052信号の曲線入力を較正する(152056)。例えば、微小ひずみゲージなどのひずみゲージ152058は、例えば、クランプ動作の間にアンビル152002に及ぼされるひずみの大きさなど、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され(152060)、例えば一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、ひずみゲージ152058によって測定されたひずみに応答して、1つ又は2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧152052を調節して、アンビル152002及びステープルカートリッジ152006によってクランプされた組織の真の厚さ及びその挟み込みの充満度を反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 57 is a logical diagram illustrating an embodiment of the
いくつかの実施形態では、外科用器具は、ロードセル又はセンサ152082を更に備えることができる。負荷センサ152082は、例えば、上述したシャフトアセンブリ150200内に、又はやはり上述したハウジング150012内に配置することができる。図58は、エンドエフェクタ152000のアンビル152002とステープルカートリッジ152006との間にクランプされた組織セクションの厚さを判定して表示するプロセス152070の一実施形態を示す論理図である。プロセスは、例えば、アンビル152002の遠位先端に位置するホール効果センサを通してホール効果電圧152072を取得することを含む。ホール効果電圧152072は、アナログ・デジタル変換器152074に提供され、デジタル信号に変換される。デジタル信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、ホール効果電圧152072信号の曲線入力を較正する(152076)。例えば、微小ひずみゲージなどのひずみゲージ152078は、例えば、クランプ動作の間にアンビル152002に及ぼされるひずみの大きさなど、エンドエフェクタ152000の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定されたひずみは、デジタル信号に変換され(152080)、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。負荷センサ152082は、ステープルカートリッジ152006に対するアンビル152002のクランプ力を測定する。測定されたクランプ力は、デジタル信号に変換され(152084)、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、ひずみゲージ152078によって測定されたひずみ及び負荷センサ152082によって測定されたクランプ力に応答して、1つ又は2つ以上のアルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを使用してホール効果電圧152072を調節し、アンビル152002及びステープルカートリッジ152006によってクランプされた組織の真の厚さ及びその挟み込みの充満度を反映させる。調節された厚さは、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
In some embodiments, the surgical instrument may further comprise a load cell or sensor 152802. The
図59は、調節されたホール効果厚さ測定値152092と無修正のホール効果厚さ測定値152094との比較を示すグラフ152090である。単一のセンサでは遠位側/近位側の部分挟み込みを補償することはできず、その結果として不正確な厚さ測定値がもたらされるので、図59に示されるように、無修正のホール効果厚さ測定値152094は、より厚い組織の測定値を示す。調節された厚さ測定値152092は、例えば、図57に示されるプロセス152050によって生成される。調節されたホール効果厚さ測定値152092は、例えば、ひずみゲージなどの1つ又は2つ以上の追加のセンサからの入力に基づいて較正される。調節されたホール効果厚さ152092は、アンビル152002とステープルカートリッジ152006との間に位置する組織の真の厚さを反映する。
FIG. 59 is a
図60は、第1のセンサ152108a及び第2のセンサ152108bを備えるエンドエフェクタ152100の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152100は、図53に示されるエンドエフェクタ152000と類似している。エンドエフェクタ152100は、第2のジョー部材152104に枢動可能に連結された、第1のジョー部材、すなわちアンビル152102を備える。第2のジョー部材152104は、ステープルカートリッジ152106を内部に受容するように構成されている。エンドエフェクタ152100は、アンビル152102に連結された第1のセンサ152108aを備える。第1のセンサ152108aは、例えば、アンビル152102とステープルカートリッジ152106との間の間隙152110など、エンドエフェクタ152100の1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。間隙152110は、例えば、アンビル152102とステープルカートリッジ152106との間にクランプされた組織の厚さに対応してもよい。第1のセンサ152108aは、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを含んでもよい。例えば、様々な実施形態では、第1のセンサ152108aは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 60 shows an embodiment of an
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ152100は、第2のセンサ152108bを備える。第2のセンサ152108bは、第2のジョー部材152104及び/又はステープルカートリッジ152106に連結される。第2のセンサ152108bは、エンドエフェクタ152100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ている。例えば、いくつかの実施形態では、第2のセンサ152108bは、例えば、第2のジョー部材152104に連結されたステープルカートリッジ152106の色、ステープルカートリッジ152106の長さ、エンドエフェクタ152100のクランプ状態、エンドエフェクタ152100及び/若しくはステープルカートリッジ152106の使用回数/残りの使用回数、並びに/又は他の任意の好適な器具状態など、1つ又は2つ以上の器具状態を検出するように構成されている。第2のセンサ152108bは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は他の任意の好適なセンサなど、1つ又は2つ以上の器具状態を検出する任意の好適なセンサを含んでよい。
In some embodiments, the
エンドエフェクタ152100は、図54〜57に示されるプロセスのいずれかと併せて使用されてもよい。例えば、一実施形態では、第2のセンサ152108bからの入力を使用して、第1のセンサ152108aの入力を較正してもよい。第2のセンサ152108bは、例えば、ステープルカートリッジ152106の色及び/又は長さなど、ステープルカートリッジ152106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てもよい。ステープルカートリッジ152106の色及び/又は長さなどの検出されたパラメータは、例えば、カートリッジデッキの高さ、ステープルカートリッジで使用可能/最適な組織の厚さ、及び/又はステープルカートリッジ152106内におけるステープルのパターンなど、カートリッジの1つ又は2つ以上の特性に対応してもよい。ステープルカートリッジ152106の既知のパラメータを使用して、第1のセンサ152108aによって提供される厚さ測定値を調節してもよい。例えば、ステープルカートリッジ152106がより高いデッキ高さを有する場合、第1のセンサ152108aによって提供される厚さ測定値は、追加のデッキ高さを補償するために低減されてもよい。調節された厚さは、例えば、外科用器具150010に連結されたディスプレイ2026を介して操作者に表示されてもよい。
The
図61は、第1のセンサ152158及び複数の第2のセンサ152160a、152160bを備えるエンドエフェクタ152150の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152150は、第1のジョー部材、すなわちアンビル152152と、第2のジョー部材152154とを備える。第2のジョー部材152154は、ステープルカートリッジ152156を受容するように構成されている。アンビル152152は、アンビル152152とステープルカートリッジ152156との間に組織をクランプするために、第2のジョー部材152154に対して枢動可能に動くことができる。アンビルは、第1のセンサ152158を備える。第1のセンサ152158は、例えば、アンビル152152とステープルカートリッジ152156との間の間隙152110など、エンドエフェクタ152150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ている。間隙152110は、例えば、アンビル152152とステープルカートリッジ152156との間にクランプされた組織の厚さに対応してもよい。第1のセンサ152158は、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを含んでもよい。例えば、様々な実施形態では、第1のセンサ152158は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 61 shows an embodiment of an
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ152150は、複数の二次センサ152160a、152160bを備える。二次センサ152160a、152160bは、エンドエフェクタ152150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ている。例えば、いくつかの実施形態では、二次センサ152160a、152160bは、クランプ処置の間にアンビル152152に及ぼされるひずみの大きさを測定するように構成されている。様々な実施形態では、二次センサ152160a、152160bは、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを備えてもよい。二次センサ152160a、152160bは、アンビル152152の異なる位置における1つ又は2つ以上の同一のパラメータ、アンビル152152上の同一の位置における異なるパラメータ、及び/又はアンビル152152上の異なる位置における異なるパラメータを測定するように構成されてもよい。
In some embodiments, the
図62は、複数の二次センサ152160a、152160bに応答して第1のセンサ152158の測定値を調節するプロセス152170の一実施形態を示す論理図である。一実施形態では、ホール効果電圧は、例えば、ホール効果センサによって得られる(152172)。ホール効果電圧は、アナログ・デジタル変換器によって変換される(152174)。変換されたホール効果電圧信号は、較正される(152176)。較正された曲線は、アンビル152152とステープルカートリッジ152156との間に位置する組織セクションの厚さを表す。複数の二次測定値は、例えば、複数のひずみゲージなど、複数の二次センサによって得られる(152178a、152178b)。ひずみゲージの入力は、例えば、複数の電子μひずみ変換回路によって、1つ又は2つ以上のデジタル信号に変換される(152180a、152180b)。較正されたホール効果電圧及び複数の二次測定値は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、例えば、アルゴリズムの適用及び/又は1つ又は2つ以上のルックアップテーブルの利用によって、二次測定値を利用してホール効果電圧を調節する(152182)。調節されたホール効果電圧は、アンビル152152とステープルカートリッジ152156によってクランプされた組織の真の厚さ及びその挟み込みの充満度を表す。調節された厚さは、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 62 is a logical diagram showing an embodiment of the
図63は、第1のセンサ152158及び複数の二次センサ152160a、152160bからの信号を、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサが受信可能なデジタル信号に変換するように構成された、回路152190の一実施形態を示す。回路152190は、アナログ・デジタル変換器152194を備える。いくつかの実施形態では、アナログ・デジタル変換器152194は、4チャネル18ビットのアナログ・デジタル変換器を含む。アナログ・デジタル変換器152194は、1つ又は2つ以上の入力をアナログ信号からデジタル信号に変換する、任意の好適な数のチャネル及び/又はビットを備えてもよいことが、当業者には認識されるであろう。回路152190は、例えば、ホール効果センサなどの第1のセンサ152158からの入力を受け入れるように構成された、1つ又は2つ以上のレベルシフト抵抗器152196を備える。レベルシフト抵抗器152196は、第1のセンサからの入力を調節して、入力に応じて値を、より高い電圧へ、又はより低い電圧へとシフトさせる。レベルシフト抵抗器152196は、第1のセンサ152158からのレベルシフトされた入力をアナログ・デジタル変換器に提供する。
FIG. 63 is an embodiment of
いくつかの実施形態では、複数の二次センサ152160a、152160bは、回路152190内の複数のブリッジ152192a、152192bに連結されている。複数のブリッジ152192a、152192bは、複数の二次センサ152160a、152160bからの入力のフィルタリングを提供してもよい。入力信号をフィルタリングした後、複数のブリッジ152192a、152192bは、複数の二次センサ152160a、152160bからの入力をアナログ・デジタル変換器152194に提供する。いくつかの実施形態では、1つ又は2つ以上のレベルシフト抵抗器に連結されたスイッチ152198は、アナログ・デジタル変換器152194に連結されてもよい。スイッチ152198は、例えば、ホール効果センサからの入力などの入力信号の1つ又は2つ以上を較正するように構成されている。スイッチ152198は、例えばホール効果センサの入力を較正するなど、1つ又は2つ以上のレベルシフト信号を提供してセンサの1つ又は2つ以上の入力を調節するように係合されてもよい。いくつかの実施形態では、調節は必須ではなく、レベルシフト抵抗器を切り離すためにスイッチ152198は開位置のままにされる。スイッチ152198は、アナログ・デジタル変換器152194に連結されている。アナログ・デジタル変換器152194は、例えば、一次プロセッサなどの1つ又は2つ以上のプロセッサに出力を提供する。一次プロセッサは、アナログ・デジタル変換器152194からの入力に基づいて、エンドエフェクタ152150の1つ又は2つ以上のパラメータを計算する。例えば、一実施形態では、一次プロセッサは、1つ又は2つ以上のセンサ152158、152160a、152160bからの入力に基づいて、アンビル152152とステープルカートリッジ152156との間に位置する組織の厚さを計算する。
In some embodiments, the plurality of
図64は、複数のセンサ152208a〜152208dを備えるエンドエフェクタ152200の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152200は、第2のジョー部材152204に枢動可能に連結されているアンビル152202を備える。第2のジョー部材152204は、ステープルカートリッジ152206を内部に受容するように構成されている。アンビル152202は、その上に複数のセンサ152208a〜152208dを備える。複数のセンサ152208a〜152208dは、エンドエフェクタ152200(例えば、アンビル152202など)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ている。複数のセンサ152208a〜152208dは、1つ又は2つ以上の同一のセンサ及び/又は異なるセンサを含んでもよい。複数のセンサ152208a〜152208dは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、一実施形態では、複数のセンサ152208a〜152208dは複数のひずみゲージを含んでもよい。
FIG. 64 shows an embodiment of the
一実施形態では、複数のセンサ152208a〜152208dにより、堅牢な組織厚検知プロセスを実現することが可能になる。アンビル152202の長さに沿って様々なパラメータを検出することによって、複数のセンサ152208a〜152208dは、外科用器具150010などの外科用器具が、挟み込み、例えば、部分的な又は完全な挟み込みに関係なく、ジョー内における組織厚を計算することを可能にする。いくつかの実施形態では、複数のセンサ152208a〜152208dは、複数のひずみゲージを備える。複数のひずみゲージは、アンビル152202上の様々な地点においてひずみを測定するように構成されている。アンビル152202上の様々な地点それぞれにおけるひずみの大きさ及び/又は勾配は、アンビル152202とステープルカートリッジ152206との間の組織の厚さを判定するために使用され得る。複数のひずみゲージは、組織の厚さ、組織配置、及び/又は物質の特性を判断するため、クランプの力学に基づいて、大きさ及び/又は勾配の最大差を最適化するように構成されてもよい。クランプ中の複数のセンサ152208a〜152208dの時間ベースの監視によって、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサが、アルゴリズム及びルックアップテーブルを利用して、組織特性及びクランプ位置を認識し、エンドエフェクタ152200、及び/又はアンビル152202とステープルカートリッジ152206との間にクランプされた組織を動的に調節することが可能になる。
In one embodiment, the plurality of sensors 152208a-152208d makes it possible to realize a robust tissue thickness detection process. By detecting various parameters along the length of the
図65は、複数のセンサ152208a〜152208dに基づいて1つ又は2つ以上の組織の特性を判断するプロセス152220の一実施形態を示す論理図である。一実施形態では、複数のセンサ152208a〜152208dは、エンドエフェクタ152200の1つ又は2つ以上のパラメータを示す複数の信号を生成する(152222a〜152222d)。複数の生成された信号は、デジタル信号に変換され(152224a〜152224d)、プロセッサに提供される。例えば、複数のひずみゲージを含む一実施形態では、複数の電子μひずみ(微小ひずみ)変換回路が、ひずみゲージ信号をデジタル信号に変換する(152224a〜152224d)。デジタル信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、複数の信号に基づいて、1つ又は2つ以上の組織特性を判断する(152226)。プロセッサは、アルゴリズム及び/又はルックアップテーブルを適用することによって、1つ又は2つ以上の組織特性を判断してもよい。1つ又は2つ以上の組織特性は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 65 is a logical diagram showing an embodiment of
図66は、第2のジョー部材3254に連結された複数のセンサ152260a〜152260dを備えるエンドエフェクタ152250の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152250は、第2のジョー部材152254に枢動可能に連結されたアンビル152252を備える。アンビル152252は、例えば、組織セクション152264などの1つ又は2つ以上の物質をそれらの間にクランプするために、第2のジョー部材152254に対して移動可能である。第2のジョー部材152254は、ステープルカートリッジ152256を受容するように構成されている。第1のセンサ152258は、アンビル152252に連結されている。第1のセンサは、例えば、アンビル152252とステープルカートリッジ152256との間の間隙152110など、エンドエフェクタ152150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ている。間隙152110は、例えば、アンビル152252とステープルカートリッジ152256との間にクランプされた組織の厚さに対応してもよい。第1のセンサ152258は、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを含んでもよい。例えば、様々な実施形態では、第1のセンサ152258は、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 66 shows an embodiment of an
複数の二次センサ152260a〜152260dは、第2のジョー部材152254に連結されている。複数の二次センサ152260a〜152260dは、第2のジョー部材152254及び/又はステープルカートリッジ152256と一体的に形成されてもよい。例えば、一実施形態では、複数の二次センサ152260a〜152260dは、ステープルカートリッジ152256の外側列上に配設される(図67を参照のこと)。複数の二次センサ152260a〜152260dは、エンドエフェクタ152250、及び/又はアンビル152252とステープルカートリッジ152256との間にクランプされた組織セクション152264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ている。複数の二次センサ152260a〜152260dは、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサ、あるいはそれらの組み合わせなど、エンドエフェクタ152250及び/又は組織セクション152264の1つ又は2つ以上のパラメータを検出する、任意の好適なセンサを含んでもよい。複数の二次センサ152260a〜152260dは、同一のセンサ及び/又は異なるセンサを含んでもよい。
The plurality of secondary sensors 152260a to 152260d are connected to the
いくつかの実施形態では、複数の二次センサ152260a〜152260dは、二重目的センサ及び組織安定化要素を含む。複数の二次センサ152260a〜152260dは、例えば、クランプ動作中など、複数の二次センサ152260a〜152260dが組織セクション152264と係合されたときに安定化された組織状態を作り出すように構成された、電極及び/又は検知形状を備える。いくつかの実施形態では、複数の二次センサ152260a〜152260dのうち1つ又は2つ以上が、非検知型の組織安定化要素と置き換えられてもよい。二次センサ152260a〜152260dは、クランプ、ステープル留め、及び/又は他の治療プロセスの間の組織フロー、ステープル形成、及び/又は他の組織状態を制御することによって、安定化された組織状態を作り出す。
In some embodiments, the plurality of secondary sensors 152260a-152260d include a dual purpose sensor and a tissue stabilizing element. The plurality of secondary sensors 152260a to 152260d are configured to create a stabilized tissue state when the plurality of secondary sensors 152260a to 152260d are engaged with the
図67は、内部に一体的に形成された複数のセンサ152272a〜152272hを備えるステープルカートリッジ152270の一実施形態を示す。ステープルカートリッジ152270は、ステープルを内部に格納するための複数の穴を包含する複数の列を備える。外側列152278の穴のうち1つ又は2つ以上が、複数のセンサ152272a〜152272hのうち1つと置き換えられる。センサワイヤ152276bに連結されたセンサ152272fを示すため、切欠き部分が示されている。センサワイヤ152276a、152276bは、複数のセンサ152272a〜152272hを、例えば、外科用器具150010などの外科用器具の1つ又は2つ以上の回路に連結する複数のワイヤを含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数のセンサ152272a〜152272hのうち1つ又は2つ以上は、組織安定化を提供するように構成された電極及び/又は検知形状を有する二重目的センサ及び組織安定化要素を含む。いくつかの実施形態では、複数のセンサ152272a〜152272hは、複数の組織安定化要素と置き換えられてもよい及び/又は共同設置されてもよい。組織安定化は、例えば、クランプ及び/又はステープル留めプロセスの間の、組織フロー及び/又はステープル形成を制御することによって提供されてもよい。複数のセンサ152272a〜152272hは、外科用器具150010の1つ又は2つ以上の回路に信号を提供して、ステープル留め性能及び/又は組織厚検知のフィードバックを向上させる。
FIG. 67 shows an embodiment of a
図68は、例えば、図66に示されるエンドエフェクタ152250などのエンドエフェクタ内でクランプされた組織セクション152264の1つ又は2つ以上のパラメータを決定するプロセス152280の一実施形態を示す論理図である。一実施形態では、第1のセンサ152258は、エンドエフェクタ152250、及び/又はアンビル152252とステープルカートリッジ152256との間に位置する組織セクション152264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ている。第1の信号は、第1のセンサ152258によって生成される(152282)。第1の信号は、第1のセンサ152258によって検出された1つ又は2つ以上のパラメータを示す。1つ又は2つ以上の二次センサ152260は、エンドエフェクタ152250及び/又は組織セクション152264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ている。二次センサ152260は、第1のセンサ152258と同じパラメータ、追加のパラメータ、又は異なるパラメータを検出するように構成されてもよい。二次信号152284は、二次センサ152260によって生成される。二次信号152284は、二次センサ152260によって検出される1つ又は2つ以上のパラメータを示す。第1の信号及び二次信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。プロセッサは、二次センサ152260によって生成される入力に基づいて、第1のセンサ152258によって生成される第1の信号を調節する(152286)。調節された信号は、例えば、組織セクション152264の真の厚さ及び挟み込みの充満度を示してもよい。調節された信号は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 68 is a logical diagram illustrating an embodiment of the
図69は、複複数の冗長センサ152308a、152308bを備えるエンドエフェクタ152300の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152300は、第2のジョー部材152304に枢動可能に連結された第1のジョー部材、すなわちアンビル152302を備える。第2のジョー部材152304は、ステープルカートリッジ152306を内部に受容するように構成されている。アンビル152302は、アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に、例えば、組織セクションなどの物質を把持するために、ステープルカートリッジ152306に対して移動可能である。複数のセンサ152308a、152308bは、アンビルに連結されている。複数のセンサ152308a、152308bは、エンドエフェクタ152300、及び/又はアンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に位置する組織セクションの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ている。いくつかの実施形態では、複数のセンサ152308a、152308bは、アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間の間隙152310を検出するように構成されている。間隙152310は、例えば、アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に位置する組織の厚さに対応してもよい。複数のセンサ152308a、152308bは、例えば、第2のジョー部材152304に連結された磁石152312によって生成される磁界を検出することによって、間隙152310を検出してもよい。
FIG. 69 shows an embodiment of the
いくつかの実施形態では、複数のセンサ152308a、152308bは、冗長センサを含む。冗長センサは、エンドエフェクタ152300、及び/又はアンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に位置する組織セクションの同じ特性を検出するように構成されている。冗長センサは、例えば、アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間の間隙152310を検出するように構成されたホール効果センサを含んでもよい。冗長センサは、例えば、一次プロセッサ2006などのプロセッサが複数の入力を評価して最も信頼性の高い入力を判断することを可能にする、1つ又は2つ以上のパラメータを表す信号を提供する。いくつかの実施形態では、冗長センサは、ノイズ、疑似信号、及び/又はドリフトを低減するために使用される。冗長センサはそれぞれ、クランプの間にリアルタイムで測定されて、時間ベースの情報を分析し、アルゴリズム及び/又はルックアップテーブルが、組織特性及びクランプの位置付けを動的に認識することを可能にしてもよい。アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に位置する組織セクションの真の組織厚及び挟み込みを識別するために、冗長センサのうち1つ又は2つ以上の入力が調節及び/又は選択されてもよい。
In some embodiments, the plurality of
図70は、例えば、図69に示される複数のセンサ152308a、152308bなどの複数の冗長センサからの最も信頼性の高い出力を選択するプロセス152320の一実施形態を示す論理図である。一実施形態では、第1の信号は、第1のセンサ152308aによって生成される。第1の信号は、アナログ・デジタル変換器によって変換される(152322a)。1つ又は2つ以上の追加信号が、1つ又は2つ以上の冗長センサ152308bによって生成される。1つ又は2つ以上の追加信号は、アナログ・デジタル変換器によって変換される(152322b)。変換された信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、冗長入力を評価して、最も信頼性の高い出力を判断する(152324)。最も信頼性の高い出力は、例えば、アルゴリズム、ルックアップテーブル、追加センサからの入力、及び/又は器具状態など、1つ又は2つ以上のパラメータに基づいて選択されてもよい。最も信頼性の高い出力を選択した後、プロセッサは、例えば、アンビル152302とステープルカートリッジ152306との間に位置する組織セクションの真の厚さ及び挟み込みを反映するように、1つ又は2つ以上の追加センサに基づいて出力を調節してもよい。調節された最も信頼性の高い出力は、例えば、外科用器具150010に埋め込まれたディスプレイによって操作者に表示される(152026)。
FIG. 70 is a logical diagram illustrating an embodiment of
図71は、疑似信号を制限又は排除するための固有のサンプリング速度を有するセンサ152358を備えるエンドエフェクタ152350の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152350は、第2のジョー部材152354に枢動可能に連結された第1のジョー部材、すなわちアンビル152352を備える。第2のジョー部材152354は、ステープルカートリッジ152356を内部に受容するように構成されている。ステープルカートリッジ152356は、アンビル152352とステープルカートリッジ152356との間に位置する組織セクションに送達されてもよい複数のステープルを収容している。センサ152358は、アンビル152352に連結されている。センサ152358は、例えば、アンビル152352とステープルカートリッジ152356との間の間隙152364など、エンドエフェクタ152350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ている。間隙152364は、例えば、組織セクションなどの物質の厚さ、及び/又はアンビル152352とステープルカートリッジ152356との間に位置する物質の挟み込みの充満度に対応してもよい。センサ152358は、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサなどの、エンドエフェクタ152350の1つ又は2つ以上のパラメータを検出する任意の好適なセンサを含んでもよい。
FIG. 71 shows an embodiment of an
一実施形態では、センサ152358は、第2のジョー部材152354及び/又はステープルカートリッジ152356に連結された電磁波源152360によって生成される磁界を検出するように構成された磁気センサを含む。電磁波源152360は、センサ152358によって検出される磁界を生成する。検出された磁界の強度は、例えば、アンビル152352とステープルカートリッジ152356との間に位置する組織の厚さ及び/又は挟み込みの充満度に対応してもよい。いくつかの実施形態では、電磁波源152360は、既知の周波数(例えば1MHzなど)で信号を生成する。他の実施形態では、電磁波源152360によって生成される信号は、例えば、第2のジョー部材152354内に設置されたステープルカートリッジ152356のタイプ、1つ又は2つ以上の追加センサ、アルゴリズム、及び/又は1つ又は2つ以上のパラメータに基づいて、調節可能であってもよい。
In one embodiment, the
一実施形態では、信号プロセッサ152362は、エンドエフェクタ152350(例えば、アンビル152352など)に連結されている。信号プロセッサ152362は、センサ152358によって生成される信号を処理して、疑似信号を排除し、センサ152358からの入力を昇圧するように構成されている。いくつかの実施形態では、信号プロセッサ152362は、例えば、外科用器具150010のハンドル150014内など、エンドエフェクタ152350とは別個に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、信号プロセッサ152362は、例えば、一次プロセッサなどの一般プロセッサと一体的に形成され、かつ/又はそれによって実行されるアルゴリズムを含む。信号プロセッサ152362は、電磁波源152360によって生成される信号の周波数と実質的に等しい周波数で、センサ152358からの信号を処理するように構成されている。例えば、一実施形態では、電磁波源152360は1MHzの周波数で信号を生成する。信号は、センサ152358によって検出される。センサ152358は、検出された磁界を示す信号を生成し、この信号は信号プロセッサ152362に提供される。信号は、1MHzの周波数で信号プロセッサ152362によって処理されて、疑似信号が排除される。処理された信号は、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサに提供される。一次プロセッサは、受信した信号を、例えば、アンビル152352とステープルカートリッジ152356との間の間隙152364など、エンドエフェクタ152350の1つ又は2つ以上のパラメータに相関させる。
In one embodiment, the
図72は、例えば、図71に示されるエンドエフェクタ152350などのエンドエフェクタのアンビルとステープルカートリッジとの間に位置する組織セクションの厚さ測定値を生成するプロセス152370の一実施形態を示す論理図である。プロセス152370の一実施形態では、信号は、変調された電磁波源152360によって生成される(152372)。生成された信号は、例えば1MHzの信号を含んでもよい。磁気センサ152358は、電磁波源152360によって生成された信号を検出する(152374)ように構成されている。磁気センサ152358は、検出された磁界を示す信号を生成し、その信号を信号プロセッサ152362に提供する。信号プロセッサ152362は、信号を処理して(152376)、ノイズの除去、疑似信号の除去、及び/又は信号の昇圧を行う。処理された信号は、デジタル信号に変換する(152378)ためにアナログ・デジタル変換器に提供される。デジタル信号は、例えば、較正曲線入力アルゴリズム及び/又はルックアップテーブルの適用によって較正されてもよい(152380)。信号の処理152376、変換152378、及び較正152380は、1つ又は2つ以上の回路によって行われてもよい。較正された信号は、例えば、外科用器具150010と一体的に形成されたディスプレイによってユーザに表示される(152026)。
FIG. 72 is a logical diagram illustrating an embodiment of a
図73及び図74は、異なるタイプのステープルカートリッジ152406を識別するセンサ152408を備えるエンドエフェクタ152400の一実施形態を示す。エンドエフェクタ152400は、第2のジョー部材又は細長いチャネル152404に枢動可能に連結された第1のジョー部材又はアンビル152402を備える。細長いチャネル152404は、ステープルカートリッジ152406を内部に動作可能に支持するように構成されている。エンドエフェクタ152400は、近位領域に位置するセンサ152408を更に備える。センサ152408は、光センサ、磁気センサ、電気センサ、又は任意の他の好適なセンサのいずれかであり得る。 73 and 74 show an embodiment of an end effector 152400 with a sensor 152408 that identifies different types of staple cartridges 152406. The end effector 152400 comprises a first jaw member or anvil 152402 pivotally coupled to a second jaw member or elongated channel 152404. The elongated channel 152404 is configured to operably support the staple cartridge 152406 internally. The end effector 152400 further comprises a sensor 152408 located in the proximal region. The sensor 152408 can be either an optical sensor, a magnetic sensor, an electrical sensor, or any other suitable sensor.
センサ152408は、ステープルカートリッジ152406の特性を検出し、それによってステープルカートリッジ152406のタイプを識別するように動作可能であり得る。図74は、センサ152408が光エミッタ及び検出器152410である実施例を示す。色がステープルカートリッジ152406のタイプを識別するように、ステープルカートリッジ152406の本体は、異なる色であってもよい。光エミッタ及び検出器152410は、ステープルカートリッジ152406本体の色のデータを得るように動作可能であり得る。例示される実施例では、光エミッタ/検出器152410は、等しい強度の赤色、緑色、及び青色スペクトルの反射光を受光することによって、白色152412を検出することができる。光エミッタ及び検出器152410は、緑色及び青色スペクトルの非常にわずかな反射光を受光すると共に、より高強度の赤色スペクトルの光を受光することによって、赤色152414を検出することができる。 The sensor 152408 may be capable of detecting the characteristics of the staple cartridge 152406 and thereby identifying the type of staple cartridge 152406. FIG. 74 shows an embodiment in which the sensor 152408 is a light emitter and detector 152410. The body of the staple cartridge 152406 may be of a different color so that the color identifies the type of staple cartridge 152406. The light emitter and detector 152410 may be operational to obtain color data for the staple cartridge 152406 body. In an exemplary embodiment, the light emitter / detector 152410 can detect white 152412 by receiving reflected light of equal intensity red, green, and blue spectra. The light emitter and detector 152410 can detect red 152414 by receiving very little reflected light in the green and blue spectra and by receiving light in a higher intensity red spectrum.
代替的に又は追加的に、光エミッタ及び検出器152410、又は別の好適なセンサ152408は、ステープルカートリッジ152406上の他の何らかの記号又は印のデータを得て識別することができる。記号又は印は、バーコード、形若しくは文字、色別の模様、又は任意の他の好適な印のいずれか1つであることができる。センサ152408によって読み取られた情報は、例えばマイクロコントローラ(例えば、マイクロコントローラ461(図12)、例えば)など、外科用装置150010のマイクロコントローラに通信され得る。マイクロコントローラは、ステープルカートリッジ152406に関する情報を器具の操作者に通信するように構成され得る。例えば、識別されたステープルカートリッジ152406は、所与の用途に適切でないことがあり、そのような場合、器具の操作者に通知することができ、かつ/又は器具の機能が不適切である。かかる例では、マイクロコントローラは、所望により、外科用器具の機能を使用不能にするように構成され得る。代替的に又は追加的に、マイクロコントローラは、例えば、ステープルカートリッジ152406の長さなど、識別されたステープルカートリッジ152406のタイプのパラメータ、又は高さ及び長さなどのステープルに関する情報を、外科用器具150010の操作者に通知するように構成され得る。
Alternatively or additionally, the light emitter and detector 152410, or another suitable sensor 152408, can obtain and identify data of some other symbol or mark on the staple cartridge 152406. The symbol or mark can be any one of barcodes, shapes or letters, color-coded patterns, or any other suitable mark. The information read by the sensor 152408 may be communicated to a microcontroller of
図75は、エンドエフェクタのジョー部材153434に固定的に取り付けられるように構成されたセグメント化フレキシブル回路153430の一態様を示す。セグメント化フレキシブル回路153430は、局所的な組織存在検出を提供するために個々にアドレス可能なセンサを含む遠位セグメント153432a及び側部セグメント153432b、153432cを備える。セグメント153432a、153432b、153432cは、セグメント153432a、153432b、153432cのそれぞれの内部に位置する個々のセンサに基づいて組織を検出するために、また組織パラメータを測定するために、個々にアドレス可能である。セグメント化フレキシブル回路153430のセグメント153432a、153432b、153432cは、ジョー部材153434に装着され、また、導電性素子153436を介して電気回路などのエネルギー源に電気的に連結される。ホール効果センサ153438又は任意の好適な磁気センサが、ジョー部材153434の遠位端に位置する。ホール効果センサ153438は、図77に詳細に示されるように組織間隙とも呼ぶことができる、ジョー部材153434によって画定された開口の測定値を提供するために、磁石と共に動作する。セグメント化フレキシブル回路153430は、エンドエフェクタ内の組織厚、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織位置を測定するために用いられ得る。
FIG. 75 shows an aspect of the segmented
図76は、エンドエフェクタのジョー部材153444に装着されるように構成されたセグメント化フレキシブル回路153440の一態様を示す。セグメント化フレキシブル回路153440は、組織制御のために個々にアドレス可能なセンサを含む遠位セグメント153442aと、側部セグメント153442b、153442cとを備える。セグメント153442a、153442b、153442cは、組織を処置するために、またセグメント153442a、153442b、153442のそれぞれの内部に位置する個々のセンサを読み取るために、個々にアドレス可能である。セグメント化フレキシブル回路153440のセグメント153442a、153442b、153442cは、ジョー部材153444に装着され、また、導電性素子153446を介してエネルギー源に電気的に連結される。ホール効果センサ153448、又は他の好適な磁気センサが、ジョー部材153444の遠位端に設けられている。ホール効果センサ153448は、図77に詳細に示されるようにエンドエフェクタのジョー部材153444によって画定された開口、つまり組織間隙の測定値を提供するために、磁石と共に動作する。加えて、複数の側部非対称型温度センサ153450a、153450bが、セグメント化フレキシブル回路153440上に又は形式上それと一体的に装着されて、組織温度フィードバックを制御回路に提供する。セグメント化フレキシブル回路153440は、エンドエフェクタ内の組織厚、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織位置を測定するために用いられ得る。
FIG. 76 shows one aspect of the segmented
図77は、組織間隙GTを測定するように構成されたエンドエフェクタ153460の一態様を示す。エンドエフェクタ153460は、ジョー部材153462とジョー部材153444とを備える。図76に記載されるフレキシブル回路153440は、ジョー部材153444に装着されている。フレキシブル回路153440は、組織間隙GTを測定するために、ジョー部材153462に装着された磁石153464と共に動作するホール効果センサ153448を備える。この技術は、ジョー部材153444とジョー部材153462との間に画定された開口を測定するために用いられてもよい。ジョー部材153462は、ステープルカートリッジであってもよい。
Figure 77 shows an embodiment of an end effector 153 460 configured to measure tissue gap G T. The
図78は、セグメント化フレキシブル回路153468を備えるエンドエフェクタ153470の一態様を示す。エンドエフェクタ153470は、ジョー部材153472及びステープルカートリッジ153474を備える。セグメント化フレキシブル回路153468は、ジョー部材153472に装着されている。セグメント1〜5の内部に配設されたセンサのそれぞれは、ジョー部材153472とステープルカートリッジ153474との間に位置付けられた組織の存在を検出し、組織ゾーン1〜5を表すように構成されている。図78に示される構成では、エンドエフェクタ153470は、ジョー部材153472とステープルカートリッジ153474との間に組織を受容する又は把持する準備ができている開放位置で示されている。セグメント化フレキシブル回路153468は、エンドエフェクタ153470内の組織厚、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織位置を測定するために用いられ得る。
FIG. 78 shows one aspect of an
図79は、ジョー部材153472が、ジョー部材153472、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に組織153476をクランプしている、図78に示されるエンドエフェクタ153470を示す。図79に示されるように、組織153476は、セグメント1〜3の間に位置決めされており、組織ゾーン1〜3を表す。したがって、組織153476は、セグメント1〜3内のセンサによって検出され、組織の不在(空)は、部分153469においてセグメント4〜5によって検出される。特定のセグメント1〜3及び4〜5内に位置付けられた組織153476の存在及び不在に関する情報は、それぞれ、例えば、インターフェース回路を介して本明細書に記載される制御回路に伝達される。制御回路は、セグメント1〜3内に位置する組織を検出するように構成されている。セグメント1〜5は、ある特定のセグメント1〜5内に位置する組織の組織パラメータを測定するための任意の好適な温度、力/圧力、及び/又はホール効果磁気センサと、ある特定のセグメント1〜5内に位置する組織にエネルギーを送達するための電極とを収容してもよいことが理解されよう。セグメント化フレキシブル回路153468は、エンドエフェクタ153470内の組織厚、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織位置を測定するために用いられ得る。
FIG. 79 shows the
図80は、本開示による、外科用器具又はシステムと共に使用することができる絶対位置決めシステム153100の図である。絶対位置決めシステム153100は、本開示の少なくとも1つの態様による、センサ機構153102を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム153100用のセンサ機構153102は、変位部材153111の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材153111は、切断器具又はナイフ(例えば、切断器具、Iビーム、及び/又はIビーム153514(図82))に連結された長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材153111は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る、切断器具又はナイフに連結された発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材153111は、発射バー又はIビームを表し、これらのそれぞれは、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。
FIG. 80 is a diagram of an
したがって、本明細書で使用する場合、変位部材という用語は、概して、本明細書に記載される外科用器具又はシステムの任意の移動可能な部材、例えば、駆動部材、発射部材、発射バー、切断器具、ナイフ、及び/若しくはIビーム、又は変位させることができる任意の要素などを指すために使用される。したがって、絶対位置決めシステム153100は、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の変位を追跡することによって、切断器具Iビーム153514(図82)の変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材153111は、変位を測定するのに好適な任意のセンサに連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはIビーム、又はこれらの組み合わせは、任意の好適な変位センサに連結され得る。変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。変位センサは、線形可変差動変圧器(線形variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気検知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気検知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又は固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
Thus, as used herein, the term displacement member generally refers to any movable member of the surgical instrument or system described herein, such as a drive member, launch member, launch bar, cutting. Used to refer to instruments, knives, and / or I-beams, or any element that can be displaced. Therefore, the
電気モータ153120は、ギヤアセンブリ153114と動作可能にインターフェースする回転式シャフトシャフト153116を含んでもよく、ギヤアセンブリ153114は、変位部材153111上の駆動歯の組又はラックと噛合係合して装着される。センサ素子153126は、センサ素子153126の1回転が、変位部材153111のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギヤアセンブリ153114に動作可能に連結されてもよい。ギヤリング及びセンサ153118の構成は、ラック・アンド・ピニオン構成によってリニアーアクチュエータに、又は平歯車若しくは他の接続によってロータリーアクチュエータに接続され得る。電源153129は、絶対位置決めシステム153100に電力を供給し、出力インジケータ153128は、絶対位置決めシステム153100の出力を表示することができる。
The
位置センサ153112に関連付けられたセンサ素子153126の1回転は、変位部材153111の長手方向変位d1に対応し、d1は、変位部材153111に連結されたセンサ素子153126の1回転後に、変位部材153111が点「a」から点「b」まで移動する長手方向の距離である。センサ機構153102は、位置センサ153112が変位部材153111のフルストロークに対して1回又は2回以上の回転を完了する結果をもたらすギヤ減速機を介して接続されてもよい。位置センサ153112は、変位部材153111のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
One rotation of the sensor element 153126 associated with the
位置センサ153112の1回を超える回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ153122a〜153122n(ここでnは1より大きい整数である)が、単独で用いられても、又はギヤ減速機と共に用いられてもよい。スイッチ153122a〜153122nの状態はコントローラ153110にフィードバックされ、コントローラ153110は論理を適用して、変位部材153111の長手方向変位d1+d2+...dnに対応する固有の位置信号を決定する。位置センサ153112の出力153124は、コントローラ153110に提供される。センサ機構153102の位置センサ153112は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、ポテンショメータなどのアナログ回転センサ、アナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。コントローラ153110は、マスターコントローラ内に収容されてもよく、又は本開示による外科用器具又はシステムのツール装着部分ハウジング内に収容されてもよい。
A series of switches 153122a to 153122n (where n is an integer greater than 1) may be used alone or gear deceleration to provide a unique position signal for more than one rotation of the
絶対位置決めシステム153100は、モータ153120が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推論する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、リセット(ゼロ又はホーム)位置への変位部材153111の後退又は前進なしに、外科用器具又はシステムの電源投入時点で、変位部材153111の絶対位置を提供する。
The
コントローラ153110は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、コントローラ153110は、プロセッサ153108及びメモリ153106を含む。電気モータ153120は、ギヤボックス及び関節運動又はナイフシステムに対する機械的連結部を有するブラシ付きDCモータであってもよい。一態様では、モータドライバ153110は、Allegro Microsystems,Inc.から入手可能なA3941であってもよい。絶対位置決めシステム153100で使用するために、他のモータドライバが容易に代用されてもよい。
コントローラ153110は、変位部材153111及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密な制御を提供するようにプログラムされてもよい。コントローラ153110は、コントローラ153110のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
絶対位置決めシステム153100は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれらを実装するようにプログラムされてもよい。電源153129は、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のパルス幅変調(PWM)が挙げられる。位置センサ153112によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理的パラメータを測定するために、他のセンサ(複数可)153118が設けられてもよい。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステム153100はデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステム153100の出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステム153100は、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
The
モータドライバ153110は、Allegro Microsystems,Inc.から入手可能なA3941であってもよい。A3941ドライバ153110は、ブラシ付きDCモータなどの誘導負荷を目的として具体的に設計された外部Nチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ153110は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧に提供し、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、NチャネルMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を提供するために用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。絶対位置決めシステム153100で使用するために、他のモータドライバが容易に代用されてもよい。
図81は、本開示の少なくとも1つの態様による、磁気回転絶対位置決めシステムを備える、絶対位置決めシステム153100’用の位置センサ153200図である。絶対位置決めシステム153100’は、多くの点で絶対位置決めシステム153100と類似している。位置センサ153200は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ153200は、コントローラ153110とインターフェースして絶対位置決めシステム153100’を提供する。位置センサ153200は、低電圧及び低出力構成要素であり、例えば、ナイフ駆動ギヤ及び/又は閉鎖駆動ギヤなどの変位部材に関連付けられた回転要素上に位置付られた磁石の上方に位置する位置センサ153200の領域153230内に4つのホール効果素子153228A、153228B、153228C、153228Dを含み、それにより、発射部材及び/又は閉鎖部材の変位が精密に追跡され得る。高解像度ADC153232及びスマート電力管理コントローラ153238もまた、チップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照操作のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、1桁毎の方法とボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)でも知られる、CORDIC(座標回転デジタルコンピュータの略)プロセッサ153236が設けられている。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、SPIインターフェース153234などの標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ153110に伝送される。位置センサ153200は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ153200は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。
FIG. 81 is a
ホール効果素子153228A、153228B、153228C、153228Dは、回転磁石の真上に配置されている。ホール効果は、周知の効果であり、便宜上、本明細書では詳細に説明されないが、一般に、ホール効果は、電気導体内の電流とと、その電流に垂直な磁場に直交して、電気導体にかかる電圧差(ホール電圧)を生成する。ホール係数は、誘導電場と、電流密度に印加磁場を掛けたものとの比として定義される。その値は、電流を構成する電荷キャリアの種類、個数、及び特性に依存するので、ホール係数は、導体を作る材料の特徴を示す。AS5055位置センサ153200において、ホール効果素子153228A、153228B、153228C、153228Dは、磁石の絶対位置を、磁石の1回転にわたる角度で示す電圧信号を発生させることが可能である。この角度値は固有の位置信号であり、CORDICプロセッサ153236によって計算され、レジスタ又はメモリ内にAS5055位置センサ153200にオンボードで記憶される。一回転にわたる磁石の位置を示す角度値は、様々な技術で、例えば、電源投入時に、又はコントローラ153110によって要求されたときに、コントローラ153110に与えられる。
The
AS5055位置センサ153200は、コントローラ153110に接続されているときは、動作するために少数の外部構成要素のみを必要とする。単一の電源を使用する単純な用途には、6本のワイヤ、すなわち電力用に2本のワイヤ、及びコントローラ153110とのSPIインターフェース153234用に4本のワイヤ153240が必要とされる。割込みをコントローラ153110に送信して、新たな有効な角度が読み込まれ得ることを通知するために、7番目の接続が加えられてもよい。電源投入時に、AS5055位置センサ153200は、1回の角度測定を含むすべての電源投入シーケンスを実施する。このサイクルの完了は、INT出力153242として示され、角度値は、内部レジスタに記憶される。この出力が設定されると、AS5055位置センサ153200は一時停止してスリープモードに移る。コントローラ153110は、SPIインターフェース153234を介してAS5055位置センサ153200からの角度値を読み取ることによって、INT出力153242におけるINT要求に応答することができる。角度値がコントローラ153110によって読み取られると、INT出力153242は再びクリアされる。また、コントローラ153110によるSPIインターフェース153234によって「角度読取り」コマンドを位置センサ153200に送信すると、チップが自動的に電源投入され、別の角度測定が開始される。コントローラ153110が角度値の読み取りを完了すると、直ちに、INT出力153242がクリアされ、新たな結果が角度レジスタに記憶される。角度測定の完了は、再び、INT出力153242及びステータスレジスタの対応するフラグを設定することによって示される。
The
AS5055位置センサ153200の測定原理により、単一の角度測定のみが、各電源投入シーケンス後のごく短い時間で(約600μs)実施される。1つの角度の測定が完了すると、直ちに、AS5055位置センサ153200は一時停止して電源オフ状態に移行する。デジタル平均化による角度値のオンチップフィルタリングは、複数回の角度測定を必要とし、その結果、電源投入時間がより長くなり、低電力用途には望ましくないので、このオンチップフィルタリングは実施されない。角度のジッターは、コントローラ153110内でいくつかの角度サンプルを平均化することによって低減され得る。例えば、4つのサンプルを平均化すると、ジッターは、6dB(50%)低減する。
Due to the measurement principle of the
図82は、本開示の少なくとも1つの態様による、エンドエフェクタ153502内に把持された組織153526に対するIビーム153514の発射ストロークを示す、エンドエフェクタ153502の断面図である。エンドエフェクタ153502は、本開示による外科用器具又はシステムのいずれかと共に動作するように構成されている。エンドエフェクタ153502は、アンビル153516及び細長いチャネル153503を備え、ステープルカートリッジ153518が細長いチャネル153503内に位置付られている。発射バー153520は、エンドエフェクタ153502の長手方向軸線153515に沿って遠位及び近位に並進可能である。エンドエフェクタ153502が関節運動していないとき、エンドエフェクタ153502は、器具のシャフトと一直線になっている。切刃153509を含むIビーム153514は、発射バー153520の遠位部分に示されている。楔形スレッド153513は、ステープルカートリッジ153518内に位置付けられている。Iビーム153514が遠位に並進すると、切刃153509は、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間に位置付られた組織153526に接触し、それを切断することができる。また、Iビーム153514は、楔形スレッド153513に接触し、それを遠位に押し、楔形スレッド153513をステープルドライバ153511に接触させる。ステープルドライバ153511はステープル153505内に押し上げられ、これによりステープル153505は組織を通って、ステープル153505を成形するアンビル153516内に画定されたポケット153507内へと前進することができる。
FIG. 82 is a cross-sectional view of the
例示的なIビーム153514の発射ストロークは、エンドエフェクタ153502と並べられてチャート153529によって図示されている。例示的な組織153526もまた、エンドエフェクタ153502と並べられて示されている。発射部材ストロークは、ストローク開始位置153527及びストローク終了位置153528を含み得る。Iビーム153514の発射ストロークの間、Iビーム153514は、ストローク開始位置153527からストローク終了位置153528まで遠位に前進させられ得る。Iビーム153514は、ストローク開始位置153527の1つの例示的な場所に示されている。Iビーム153514の発射部材ストロークチャート153529は、5つの発射部材ストローク領域153517、153519、153521、153523、153525を例示する。第1の発射ストローク領域153517では、Iビーム153514は、遠位に前進し始め得る。第1の発射ストローク領域153517では、Iビーム153514は、楔形スレッド153513に接触し、それを遠位に移動させ始め得る。しかしながら、第1の領域にある間、切刃153509は、組織に接触しない場合があり、楔形スレッド153513は、ステープルドライバ153511に接触しない場合がある。静止摩擦が克服された後、第1の領域153517内のIビーム153514を駆動する力は、実質的に一定であり得る。
The firing stroke of an exemplary I-
第2の発射部材ストローク領域153519では、切刃153509は、組織153526に接触してこれを切断し始め得る。また、楔形スレッド153513は、ステープル153505を駆動するためにステープルドライバ153511に接触し始め得る。Iビーム153514を駆動する力は、上昇し始め得る。図示のように、最初に遭遇する組織は、アンビル153516がステープルカートリッジ153518に対して枢動する方式ため、圧縮され得る及び/又はより薄くなり得る。第3の発射部材ストローク領域153521では、切刃153509は、組織153526と連続的に接触してこれを切断することができ、楔形スレッド153513は、ステープルドライバ153511に繰り返し接触することができる。Iビーム153514を駆動する力は、第3の領域153521内で横ばい状態に達し得る。第4の発射ストローク領域153523によって、Iビーム153514を駆動する力は、低下し始め得る。例えば、第4の発射領域153523に対応するエンドエフェクタ153502の部分内の組織は、アンビル153516の枢動点により近い組織よりも圧縮されない場合があり、切断するために必要な力が少なくて済む。また、切刃153509及び楔形スレッド153513は、第4の領域153523にある間に組織153526の端に到達し得る。Iビーム153514が第5の領域153525に到達すると、組織153526は、完全に切り離され得る。楔形スレッド153513は、組織の端又はその近くで1つ又は2つ以上のステープルドライバ153511に接触し得る。Iビーム153514を第5の領域153525を通して前進させる力は、低減され得、いくつかの実施例では、第1の領域153517内でIビーム153514を駆動する力と同様であり得る。発射部材のストロークの終わりに、Iビーム153514は、ストローク終了位置153528に到達し得る。図82の発射部材ストローク領域153517、153519、153521、153523、153525の位置は、単なる一例である。いくつかの実施例では、異なる領域は、例えば、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間の組織の位置に基づいて、エンドエフェクタの長手方向軸線153515に沿った異なる位置で開始してもよい。
In the second launch
上述のように、かつここで図80〜図82を参照すると、エンドエフェクタ153502内に捕捉された組織をステープル留め及び/又は切開するために、外科用器具のマスターコントローラ内に位置付けられた電気モータ153120を利用することで、Iビーム153514を含むシャフトアセンブリの発射システムを、シャフトアセンブリのエンドエフェクタ153502に対して前進及び/又は後退させることができる。Iビーム153514は、所望の速度で又は所望の速度範囲内で前進又は後退させられ得る。コントローラ153110は、Iビーム153514の速度を制御するように構成され得る。コントローラ153110は、例えば、電圧及び/若しくは電流などの、電気モータ153120に供給される電力の様々なパラメータ、並びに/又は電気モータ153120の他の動作パラメータ若しくは外部からの影響に基づいて、Iビーム153514の速度を予測するように構成され得る。コントローラ153110は、電気モータ153120に供給される電流及び/若しくは電圧の以前の値、並びに/又は、速度、加速度、及び/若しくは位置のようなシステムの以前の状態に基づいて、Iビーム153514の現在の速度を予測するように構成され得る。コントローラ153110は、本明細書に記載される絶対位置決めセンサシステムを利用して、Iビーム153514の速度を検知するように構成され得る。コントローラは、Iビーム153514の予測速度と、Iビーム153514の検知速度とを比較して、電気モータ153120への電力を、Iビーム153514の速度を増加させるために増加させるべきか否か、かつ/又はIビーム153514の速度を低下させるために減少させるべきか否かを決定するように構成され得る。
As mentioned above, and here with reference to FIGS. 80-82, an electric motor positioned within the master controller of the surgical instrument to staple and / or incis the tissue trapped within the
Iビーム153514に作用する力は、様々な技術を使用して決定され得る。Iビーム153514の力は、モータ153120の電流を測定することによって決定され得、モータ153120の電流は、遠位に前進するときにIビーム153514が受ける負荷に基づく。Iビーム153514の力は、駆動部材、発射部材、Iビーム153514、発射バー上、及び/又は切刃153509の近位端上にひずみゲージを配置することによって決定され得る。Iビーム153514の力は、所定の経過期間T1後にモータ153120の現在の設定速度に基づく予測速度で移動するIビーム153514の実際の位置を監視し、Iビーム153514の実際の位置を、期間T1終了時におけるモータ153120の現在の設定速度に基づくIビーム153514の予測位置と比較することによって決定されてもよい。したがって、Iビーム153514の実際の位置が、Iビーム153514の予測される位置よりも小さい場合、Iビーム153514に加わる力は、公称力よりも大きい。逆に、Iビーム153514の実際の位置が、Iビーム153514の予測される位置よりも大きい場合、Iビーム153514に加わる力は、公称力よりも小さい。Iビーム153514の実際の位置と予測される位置との差は、公称力からのIビーム153514に加わる力の偏差に比例する。
The force acting on the I-
閉鎖管及び発射部材の閉ループ制御技術の説明を始める前に、図83について簡単に説明する。図83は、閉鎖フェーズ中に厚い組織及び薄い組織に対して閉鎖するために閉鎖部材に加えられる力を示す2つの閉鎖力(FTC)プロット153606、153608のグラフ153600、並びに発射フェーズ中に厚い組織及び薄い組織を通して発射するために発射部材に加えられる力を示す2つの発射力(FTF)プロット153622、153624のグラフ153601である。図83を参照すると、グラフ153600は、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間に把持された組織に対してエンドエフェクタ153502を閉鎖するために、閉鎖ストローク中に厚い組織及び薄い組織に加えられた力の例を示し、閉鎖力は、時間の関数としてプロットされている。閉鎖力プロット153606、153608は、2つの軸上にプロットされている。縦軸153602は、ニュートン(N)単位のエンドエフェクタ153502の閉鎖力(FTC)を示す。横軸153604は、秒単位で時間を示し、説明を明確にするために、t0〜t13でラベル付けされている。第1の閉鎖力プロット153606は、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間に把持された組織に対してエンドエフェクタ153502を閉鎖するために、閉鎖ストローク中に厚い組織に加えられる力の例であり、第2のプロット153608は、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間に把持された組織に対してエンドエフェクタ153502を閉鎖するために、閉鎖ストローク中に薄い組織に加えられる力の例である。第1の閉鎖力プロット153606及び第2の閉鎖力プロット153608は、閉鎖ストローク(閉鎖)、待機期間(待機)、及び発射ストローク(発射)の3つのフェーズに分割される。閉鎖ストローク中、閉鎖管は、閉鎖モータによる閉鎖ストロークの作動に応答して、アンビル153516を、例えば、ステープルカートリッジ153518に対して移動させるために、遠位(方向「DD」)に並進される。他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖モータの作動に応答して、ステープルカートリッジ153518をアンビル153516に対して移動させることを伴い、他の例では、閉鎖ストロークは、閉鎖モータの作動に応答して、ステープルカートリッジ153518及びアンビル153516を移動させることを伴う。第1の閉鎖力プロット153606を参照すると、閉鎖ストローク中の閉鎖力153610は、0から最大力F1まで、時間t0〜t1で増加する。第2の閉鎖力グラフ153608を参照すると、閉鎖ストローク中の閉鎖力153616は、0から最大力F3まで、時間t0〜t1で増加する。最大力F1とF3との間の相対差は、薄い組織に対する厚い組織に必要な閉鎖力の差に起因するものであり、薄い組織に対して、厚い組織上でアンビルを閉鎖するためにより大きな力が必要とされる。
Before starting the description of the closed loop control technique of the closed tube and the launching member, FIG. 83 will be briefly described. FIG. 83 shows two closure force (FTC) plots 153606,
第1の閉鎖力プロット153606及び第2の閉鎖力プロット153608は、エンドエフェクタ153502内の閉鎖力が、時間(t1)で終了する初期クランプ期間中に増加することを示す。閉鎖力は、時間(t1)で最大力(F1、F3)に到達する。初期把持期間は、例えば、約1秒であり得る。待機期間が、発射ストロークを開始する前に適用され得る。待機期間は、エンドエフェクタ153502によって圧縮された組織からの流体排出を可能にし、これは、圧縮された組織の厚さを減少させ、アンビル153516とステープルカートリッジ153518との間の間隙をより小さいものとし、待機期間終了時の閉鎖力を低下させる。第1の閉鎖力プロット153606を参照すると、t1〜t4の待機期間中にF1からF2への閉鎖力153612のわずかな低下が存在する。同様に、第2の閉鎖力プロット153608を参照すると、閉鎖力153618は、t1〜t4の待機期間中にF3からF4にわずかに低下する。いくつかの実施例では、約10秒〜約20秒の範囲から選択される待機期間(t1〜t4)が典型的に用いられる。第1の閉鎖力プロット153606及び第2の閉鎖力プロット153608の実施例では、約15秒の期間が用いられる。待機期間の後は、発射ストロークであり、これは典型的には、例えば、約3秒から、例えば、約5秒までの範囲から選択される期間で持続する。閉鎖力は、Iビーム153514が発射ストロークによってエンドエフェクタに対して前進される際に減少する。第1及び第2の閉鎖力プロット153606、153608の閉鎖力153614、153620によってそれぞれ示されるように、閉鎖管に及ぼされた閉鎖力153614、153620は、およそ時間t4からおよそ時間t5までで急激に低下する。時間t4は、Iビーム153514がアンビル153516内に連結し、閉鎖負荷を受け始める瞬間を表す。したがって、閉鎖力は、第1の発射力プロット153622及び第2の発射力プロット153624によって示されるように発射力が増加する際に減少する。
The first
図83はまた、本開示による外科用器具又はシステムの発射ストローク中にIビーム153514を前進させるために加えられた力をプロットした第1の発射力プロット153622及び第2の発射力プロット153624のグラフ153601を示す。発射力プロット153622、153624は、2つの軸上にプロットされている。縦軸153626は、発射ストローク中にIビーム153514を前進させるために加えられる、ニュートン(N)単位の発射力を示す。Iビーム153514は、ナイフ又は切断要素を前進させ、発射ストローク中にドライバにステープルを配備させるように構成されている。横軸153605は、上のグラフ153600の横軸153604と同じ時間スケールで時間を秒単位で示す。
FIG. 83 is also a graph of a first
上記のように、閉鎖管力は、時間t4からおよそ時間t5までで急激に低下し、これは、Iビーム153514がアンビル153516内に連結して負荷を受け始め、かつ、第1の発射力プロット153622及び第2の発射力プロット153624によって示されるように発射力が増加するにつれて閉鎖力が減少する瞬間を表す。Iビーム153514は、時間t4におけるストローク開始位置から、薄い組織では発射力プロット153624のt8〜t9、及び厚い組織では発射力プロット153622のt13のストローク終了位置まで、前進させられる。Iビーム153514が発射ストローク中に遠位に前進させられると、閉鎖アセンブリは、ステープルカートリッジ153518及びアンビル153516の制御を発射アセンブリに引き渡す。これにより、発射力を増加させ、閉鎖力を減少させる。
As described above, closure tube force rapidly decreases in the time t 4 to approximately time t 5, which is started under load by I-beam 153,514 is coupled to the anvil 153 516, and, first firing It represents the moment when the closing force decreases as the firing force increases, as shown by the
厚い組織の発射力プロット153622では、発射期間(発射)中のプロット153622は、3つの別個のセグメントに分割される。第1のセグメント153628は、t4における0からt5の直前のピーク力F1’まで増加するときの発射力を示す。第1のセグメント153628は、Iビーム153514が組織に接触するまでIビーム153514が閉鎖ランプの頂部から遠位に前進する、発射ストロークの初期フェーズ中の発射力である。第2のセグメント153630は、Iビーム153514が遠位に前進してステープルを配備し、組織を切断する、発射ストロークの第2のフェーズ中の発射力を示す。発射ストロークの第2のフェーズ中、発射力は、およそt12においてF1’からF2’まで低下する。第3のセグメント153632は、Iビーム153514が組織を離れて、組織が存在しないゾーン内のストローク終了まで前進する、発射ストロークの第3かつ最終のフェーズ中の発射力を示す。発射ストロークの第3のフェーズ中、発射力は、F2’から、Iビーム153514がストローク終了に到達するおよそt13におけるゼロ(0)まで低下する。要約すると、発射ストローク中、発射力は、Iビーム153514が組織ゾーンに入るときに劇的に上昇し、ステープル留め及び切断動作中に組織ゾーン内で徐々に減少し、Iビーム153514が組織ゾーンを出て、ストローク終了時の組織が存在しないゾーンに入るときに劇的に低下する。
In the thick tissue firing
薄い組織の発射力プロット153624は、厚い組織の発射力プロット153622と同様のパターンに従う。したがって、発射ストロークの第1のフェーズ中、発射力153634は、およそt5において0からF3’まで劇的に増加する。発射ストロークの第2のフェーズ中、発射力153636は、F3’から、およそt8におけるF4’まで徐々に低下する。発射ストロークの最終フェーズ中、発射力153638は、t8〜t9においてF4’から0まで劇的に低下する。
The thin tissue firing
Iビーム153514がアンビル153516内に連結し、負荷を受け始め、かつ、第1の発射力プロット153622及び第2の発射力プロット153624に示されるように、発射力が増加するにつれて閉鎖力が減少する瞬間を表す、時間t4からおよそ時間t5までの閉鎖力の急峻な低下を克服するために、閉鎖管は、Iビーム153514などの発射部材が遠位に前進させられている間に、遠位に前進させられてもよい。閉鎖管は、アンビル153516に閉鎖力を加える伝達要素として表される。本明細書に記載されるように、制御回路は、モータ設定値をモータ制御部に適用し、モータ制御部は、モータ制御信号をモータに印加して伝達要素を駆動し、閉鎖管を遠位に前進させて、アンビル153516に閉鎖力を加える。モータの出力シャフトに連結されたトルクセンサは、閉鎖管に加えられる力を測定するために使用され得る。他の態様では、閉鎖力は、ひずみゲージ、ロードセル、又は他の好適な力センサで測定され得る。
The I-
図84は、本開示の少なくとも1つの態様による、発射部材(例えば、Iビーム153514)が遠位に前進してクランプアーム(例えば、アンビル153516)内に連結したときに、閉鎖部材(例えば、閉鎖管)の漸進的閉鎖を提供して、閉鎖部材に加わる閉鎖力負荷を所望の速度で低下させ、発射部材に加わる発射力負荷を減少させるように構成された、制御システム153950の図である。一態様では、制御システム153950は、ネスト化されたPIDフィードバックコントローラとして実装されてもよい。PIDコントローラは、所望の設定値と測定されたプロセス変数との間の差として誤差値を連続的に計算するための制御ループフィードバック機構(コントローラ)であり、比例、積分、及び微分項(それぞれP、I、及びDで示される場合がある)に基づいて補正を適用する。ネスト化されたPIDコントローラフィードバック制御システム153950は、一次(外側)フィードバックループ153954内の一次コントローラ153952と、二次(内側)フィードバックループ153956内の二次コントローラ153955とを含む。一次コントローラ153952は、図84に示されるようなPIDコントローラ153972であってもよく、二次コントローラ153955もまた、図85に示されるようなPIDコントローラ153972であってもよい。一次コントローラ153952は一次プロセス153958を制御し、二次コントローラ153955は二次プロセス153960を制御する。一次プロセス153958の出力153966(出力)は、第1のアナログ加算器153962によって一次設定値SP1から減算される。第1のアナログ加算器153962は、一次コントローラ153952に印加される単一の和出力信号を生成する。一次コントローラ153952の出力は、二次設定値SP2である。二次プロセス153960の出力153968は、第2のアナログ加算器153964によって二次設定値SP2から減算される。
FIG. 84 shows a closing member (eg, closure) according to at least one aspect of the present disclosure, when the launching member (eg, I-beam 153514) advances distally and connects into a clamp arm (eg, anvil 153516). FIG. 5 is a diagram of a control system 153950 configured to provide gradual closure of a tube) to reduce the closing force load applied to the closing member at a desired rate and reduce the firing force load applied to the launching member. In one aspect, the control system 153950 may be implemented as a nested PID feedback controller. The PID controller is a control loop feedback mechanism (controller) for continuously calculating the error value as the difference between the desired set value and the measured process variable, and is a proportional, integral, and derivative term (P, respectively). , I, and D). The nested PID controller feedback control system 153950 includes a
閉鎖管の変位を制御する状況においては、制御システム153950は、一次設定値SP1が所望の閉鎖力値であり、一次コントローラ153952が、閉鎖モータの出力に連結されたトルクセンサから閉鎖力を受信して閉鎖モータの設定値SP2のモータ速度を決定するように構成されるように、構成されてもよい。他の態様では、閉鎖力は、ひずみゲージ、ロードセル、又は他の好適な力センサで測定され得る。閉鎖モータ速度設定値SP2は、二次コントローラ153955によって決定される閉鎖管の実際の速度と比較される。閉鎖管の実際の速度は、位置センサを用いて閉鎖管の変位を比較し、タイマー/カウンタを用いて経過時間を測定することによって測定され得る。リニアエンコーダ又は回転エンコーダなどの他の技術を用いて、閉鎖管の変位を測定することができる。二次プロセス153960の出力153968は、閉鎖管の実際の速度である。この閉鎖管速度出力153968は、閉鎖管に作用する力を決定する一次プロセス153958に提供され、測定された閉鎖力を一次設定値SP1から減算する加算器153962にフィードバックされる。一次設定値SP1は、上限閾値又は下限閾値であってもよい。加算器153962の出力に基づいて、一次コントローラ153952は、本明細書に記載されるように閉鎖管モータの速度及び方向を制御する。二次コントローラ153955は、二次プロセス153960によって測定された閉鎖管の実際の速度、並びに実際の発射力と発射力の上限閾値及び下限閾値との比較に基づく二次設定値SP2に基づいて、閉鎖モータの速度を制御する。
In the situation of controlling the displacement of the closing tube, the control system 153950 has a primary set value SP 1 of the desired closing force value and the
図85は、本開示の少なくとも1つの態様による、PIDフィードバック制御システム153970を示す。一次コントローラ153952若しくは二次コントローラ153955、又はその両方は、PIDコントローラ153972として実装されてもよい。一態様では、PIDコントローラ153972は、比例要素153974(P)、積分要素153976(I)、及び微分要素153978(D)を含んでもよい。P要素153974、I要素153976、D要素153978の出力は、制御変数u(t)をプロセス153980に提供するアナログ加算器153986によって加算される。プロセス153980の出力は、プロセス変数y(t)である。アナログ加算器153984は、所望の設定値r(t)と測定されたプロセス変数y(t)との間の差を計算する。PIDコントローラ153972は、所望の設定値r(t)(例えば、閉鎖力閾値)と測定されたプロセス変数y(t)(例えば、閉鎖管の速度及び方向)との間の差として誤差値e(t)(例えば、閉鎖力閾値と測定された閉鎖力との差)を連続的に計算し、それぞれ比例要素153974(P)、積分要素153976(I)、及び微分要素153978(D)によって計算された比例、積分、及び微分項に基づいて補正を適用する。PIDコントローラ153972は、制御変数u(t)(例えば、閉鎖管の速度及び方向)を調節することによって、経時的な誤差e(t)を最小限に抑えることを試みる。
FIG. 85 shows a PID
PIDアルゴリズムによると、「P」要素153974は、誤差の現在値を説明する。例えば、誤差が大きくかつ正である場合、制御出力も大きくかつ正となる。本開示によれば、誤差項e(t)は、閉鎖管の所望の閉鎖力と測定された閉鎖力との間で異なる。「I」要素153976は、誤差の過去値を説明する。例えば、電流出力が十分に強くない場合、誤差の積分は経時的に蓄積し、コントローラは、より強い動作を適用することによって応答する。「D」要素153978は、その現在の変化率に基づいて、可能な誤差の将来動向を説明する。例えば、上記のPの例に戻ると、大きい正の制御出力が誤差をゼロに近付けることに成功すると、それはまた、プロセスを近い将来の大きな負の誤差に至る経路上に置く。この場合、微分は負になり、Dモジュールは、このオーバーシュートを防止するために動作の強さを低下させる。
According to the PID algorithm, the "P"
他の変数及び設定値は、フィードバック制御システム153950、153970に従って監視及び制御されてもよいことが理解されよう。例えば、本明細書に記載される適応型閉鎖部材速度制御アルゴリズムは、とりわけ、発射部材ストローク位置、発射部材負荷、切断要素の変位、切断要素の速度、閉鎖管ストローク位置、閉鎖管負荷のパラメータのうちの少なくとも2つを測定することができる。
It will be appreciated that other variables and settings may be monitored and controlled according to the
図86は、本開示の少なくとも1つの態様による、閉鎖部材の速度を決定するための制御プログラム又は論理構成のプロセス153990を図示する論理フロー図である。本開示による外科用器具又はシステムの制御回路は、閉鎖部材の実際の閉鎖力を決定する(153992)ように構成されている。制御回路は、実際の閉鎖力を閾値閉鎖力と比較し(153994)、この比較に基づいて閉鎖部材を変位させるために、設定値速度を決定する(153996)。制御回路は、設定値速度に基づいて、閉鎖部材の実際の速度を制御する(153998)。
FIG. 86 is a logical flow
ここで図84及び図85も参照すると、一態様では、制御回路は、比例、積分、及び微分(PID)フィードバック制御システム153950、153970を備える。PIDフィードバック制御システム153950、153970は、一次PIDフィードバックループ153954及び二次PIDフィードバックループ153956を備える。一次フィードバックループ153954は、閉鎖部材の実際の閉鎖力と閾値閉鎖力SP1との間の第1の誤差を決定し、第1の誤差に基づいて、閉鎖部材速度設定値SP2を設定する。二次フィードバックループ153956は、閉鎖部材の実際の速度と閉鎖部材の設定値速度との間の第2の誤差を決定し、第2の誤差に基づいて、閉鎖部材速度を設定する。
Also with reference to FIGS. 84 and 85, in one aspect, the control circuit comprises proportional, integral, and derivative (PID)
一態様では、閾値閉鎖力SP1は、上側閾値及び下側閾値を含む。設定値速度SP2は、実際の閉鎖力が下側閾値未満であるときに、閉鎖部材を遠位に前進させるように構成され、設定値速度は、実際の閉鎖力が下側閾値よりも大きいときに、閉鎖部材を近位に後退させるように構成されている。一態様では、設定値速度は、実際の閉鎖力が上側閾値と下側閾値との間にあるときに、閉鎖部材を定位置に保持するように構成されている。 In one aspect, the threshold closing force SP 1 includes an upper threshold and a lower threshold. The set value velocity SP 2 is configured to advance the closing member distally when the actual closing force is less than the lower threshold, and the set value velocity is such that the actual closing force is greater than the lower threshold. Occasionally, the closing member is configured to retract proximally. In one aspect, the set value velocity is configured to hold the closing member in place when the actual closing force is between the upper and lower thresholds.
一態様では、制御システムは、制御回路に結合された力センサ(例えば、センサ472、474、476(図12)のいずれか)を更に備える。力センサは、閉鎖力を測定するように構成されている。一態様では、力センサは、閉鎖部材に連結されたモータの出力シャフトに連結されたトルクセンサを含む。一態様では、力センサは、閉鎖部材に連結されたひずみゲージを含む。一態様では、力センサは、閉鎖部材に連結されたロードセルを含む。一態様では、制御システムは、閉鎖部材に連結された位置センサを含み、位置センサは、閉鎖部材の位置を測定するように構成されている。
In one aspect, the control system further comprises a force sensor coupled to the control circuit (eg, any of
一態様では、制御システムは、閉鎖部材に連結するように構成された第1のモータを備え、制御回路は、発射ストロークの少なくとも一部分の間に閉鎖部材を前進させるように構成されている。 In one aspect, the control system comprises a first motor configured to connect to the closure member, and the control circuit is configured to advance the closure member during at least a portion of the firing stroke.
本明細書に記載される機能又はプロセス153990は、本明細書に記載される処理回路のいずれかによって実行されてもよい。電動外科用器具の態様は、本明細書に開示される具体的な詳細を伴わずに実施されてもよい。いくつかの態様は、詳細ではなくブロック図として示されている。
The function or
本開示の一部は、コンピュータメモリに格納されたデータ上で動作する命令として、表されてもよい。アルゴリズムとは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、記憶、伝達、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をとることができる物理量の操作を指す。これらの信号は、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字と称され得る。これらの及び類似の用語は、適切な物理量に関連付けられてもよく、またこれらの量に適用される好都合な標識であるに過ぎない。 A part of the present disclosure may be expressed as an instruction that operates on data stored in computer memory. An algorithm refers to a self-consistent sequence of steps that leads to a desired result, and a "step" is in the form of an electrical or magnetic signal that can be stored, transmitted, coupled, compared and otherwise manipulated. Refers to the manipulation of physical quantities that can be done. These signals can be referred to as bits, values, elements, symbols, letters, terms, numbers. These and similar terms may be associated with appropriate physical quantities and are only convenient labels applied to these quantities.
一般に、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができる。結果として、「電気回路」は、少なくとも1つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス(例えば、汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び/若しくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたプロセッサ)を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)電気回路、及び/又は、通信デバイス(例えばモデム、通信スイッチ、又は光学電気機器)を形成する電気回路を含む。これらの態様はアナログ形態若しくはデジタル形態、又はこれらの組み合わせで実装することができる。 In general, the various aspects described herein, which can be implemented individually and / or collectively by a wide range of hardware, software, firmware, or any combination thereof, of various types of "electricity". It can be considered to consist of a "circuit". As a result, an "electric circuit" is composed of an electric circuit having at least one individual electric circuit, an electric circuit having at least one integrated circuit, an electric circuit having at least one application-specific integrated circuit, and a computer program. It forms electrical circuits and memory devices that form general purpose computing devices (eg, general purpose computers or processors composed of computer programs that at least partially execute the processes and / or devices described herein). For example, it includes an electric circuit (in the form of a random access memory) and / or an electric circuit forming a communication device (for example, a modem, a communication switch, or an optical electric device). These embodiments can be implemented in analog or digital form, or a combination thereof.
前述の説明は、1つ以上の機能及び/又は動作を含み得る、ブロック図、フローチャート、及び/又は実施例の使用による、装置及び/又はプロセスの態様を説明している。このようなブロック図、フローチャート、又は実施例における各機能及び/又は動作は、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は実質上これらの任意の組み合わせにより、個別に、かつ/又は集合的に実装することができる。一態様では、本明細書で記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、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)、回路、レジスタ及び/又はソフトウェア構成要素(例えばプログラム、サブルーチン、論理並びに/又はハードウェア及びソフトウェア構成要素の組み合わせ)、論理ゲート、又は他の一体化フォーマットにより実装されてもよい。その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される形態のいくつかの態様は、1台又は2台以上のコンピュータ上で稼働する1つ又は2つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台又は2台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、1つ又は2つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして(例えば、1つ又は2つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実装することができ、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが、当業者には理解されよう。 The above description describes aspects of an apparatus and / or process by use of block diagrams, flowcharts, and / or embodiments that may include one or more functions and / or operations. Each function and / or operation in such a block diagram, flowchart, or embodiment is implemented individually and / or collectively by a wide range of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. be able to. In one aspect, some parts of the subject matter described herein are application-specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), digital signal processors (DSPs), programmable logic devices (PLDs), It may be implemented by circuits, registers and / or software components (eg, a combination of programs, subroutines, logic and / or hardware and software components), logic gates, or other integrated formats. Some aspects of the embodiments disclosed herein, all or part of them, are as one or more computer programs running on one or more computers (eg, for example. As one or more programs running on one or more computer systems (as one or more programs) running on one or more processors (eg, one) Or as one or more programs running on more than one microprocessor), as firmware, or as virtually any combination thereof, can be implemented equivalently in an integrated circuit and also. It will be appreciated by those skilled in the art that designing circuits and / or writing software and / or firmware code is within the skill of those skilled in the art in light of the present disclosure.
開示される主題のメカニズムは、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される特定の種類の信号搬送媒体に関係なく用いられる。信号搬送媒体の例としては以下:記録可能型の媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、デジタルテープ、コンピュータメモリなど、並びに伝送型の媒体、例えば、デジタル及び/又はアナログ通信媒体(例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク(例えば、送信機、受信機、送信論理、受信論理など)が挙げられる。 The disclosed subject matter mechanisms can be distributed as program products in a variety of forms, and exemplary aspects of the subject matter described herein are specifics used to make the actual distribution. It is used regardless of the type of signal carrier. Examples of signal transport media include: recordable media such as floppy disks, hard disk drives, compact discs (CDs), digital video discs (DVDs), digital tapes, computer memories, and transmission media such as transmission media. , Digital and / or analog communication media (eg, fiber optic cables, waveguides, wired communication links, wireless communication links (eg, transmitters, receivers, transmission logic, reception logic, etc.).
これらの態様の前述の説明は、記載及び説明を目的として提示されている。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。これら態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様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、選択され記載されるものである。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。 The above description of these embodiments is presented for the purpose of description and description. It is not intended to be inclusive or limited to the exact form disclosed. In view of the above teachings, modifications or modifications are possible. These embodiments are selected and described to illustrate the principles and practical applications, thereby making various embodiments available to those skilled in the art, along with various modifications, as suitable for the particular application conceived. Is to be done. The claims presented with this specification are intended to define the overall scope.
状況認識
状況認識は、データベース及び/又は器具から受信したデータから外科的処置に関連する情報を判定又は推論するための、外科用システムのいくつかの態様の能力である。情報は、実施されている処置の種類、操作される組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科的処置に関連するコンテキスト情報を用いて、外科用システムは、例えば、当該システムに接続されているモジュール式装置(例えば、ロボットアーム及び/又はロボット外科用ツール)を制御する方法を改善し、かつ、外科的処置の過程において外科医にコンテキスト化された情報又は提案を提供することができる。
Situational awareness Situational awareness is the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information related to a surgical procedure from data received from databases and / or instruments. The information can include the type of treatment being performed, the type of tissue being manipulated, or the body cavity being treated. With contextual information related to the surgical procedure, the surgical system improves, for example, how to control modular devices (eg, robotic arms and / or robotic surgical tools) connected to the system. And it is possible to provide the surgeon with contextualized information or suggestions in the course of the surgical procedure.
ここで図87を参照すると、例えば、外科用ハブ106又は206などのハブの状況認識を示すタイムライン5200が示されている。タイムライン5200は例示的な外科処置、及び外科用ハブ106、206が、外科処置の各工程でデータソースから受信したデータから導き出すことができるコンテキスト情報である。タイムライン5200は、手術室を設置することから開始し、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除手術の過程において、看護師、外科医、及び他の医療関係者によって取られるであろう典型的な工程を示す。
Here, with reference to FIG. 87, a
状況認識外科用ハブ106、206は、外科処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ106、206とペアリングされたモジュール式装置を使用する度に生成されるデータを含むデータをデータソースから受信する。外科用ハブ106、206は、ペアリングされたモジュール式装置及び他のデータソースからこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が実施されているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推論(すなわち、コンテキスト情報)を継続的に導出することができる。外科用ハブ106、206の状況認識システムは、例えば、レポートを生成するために処置に関するデータを記録する、医療関係者によって取られている工程を検証する、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを(例えば、ディスプレイスクリーンを介して)提供する、コンテキストに基づいてモジュール式装置を調節する(例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置の視界(FOV)を調節する、又は超音波外科用器具若しくはRF電気外科用器具のエネルギーレベルを変更するなど)、及び上記の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。
Situation Aware
この例示的な処置における第1の工程5202として、病院職員は、病院のEMRデータベースから患者のEMRを読み出す。EMRにおける選択された患者データに基づいて、外科用ハブ106、206は、実行される処置が胸郭処置であることを判定する。
As a first step 5202 in this exemplary procedure, the hospital staff reads the patient's EMR from the hospital's EMR database. Based on selected patient data in the EMR,
第2の工程5204では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ106、206は、スキャンされた用品を様々な種類の処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせ(mix of supplies)が胸郭処置に対応することを確認する。更に、外科用ハブ106、206はまた、処置が楔形処置ではないと判定することができる(入来する用品が、胸郭楔形処置に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸郭楔形処置に対応していないかのいずれかであるため)。
In the
第3の工程5206では、医療関係者は、外科用ハブ106、206に通信可能に接続されたスキャナを介して患者のバンドをスキャンする。続いて、外科用ハブ106、206は、スキャンされたデータに基づいて患者の識別情報を確認することができる。
In step 5206, the healthcare professional scans the patient's band via a scanner communicatively connected to the
第4の工程5208では、医療スタッフが補助装置をオンにする。利用される補助装置は、外科処置の種類及び外科医によって使用される技術に従って変わり得るが、この例示的な場合では、これらとしては、排煙器、吸入器、及び医療用撮像装置が挙げられる。起動されると、モジュール式装置である補助装置は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式装置の特定の近傍内に位置する外科用ハブ106、206と自動的にペアリングすることができる。続いて、外科用ハブ106、206は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式装置の種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ106、206は、ペアリングされたモジュール式装置のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がVATS手術であると判定する。患者のEMRからのデータの組み合わせ、手術に用いられる医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式装置の種類に基づいて、外科用ハブ106、206は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推論することができる。外科用ハブ106、206が、何の特定の処置が実施されているかを知ると、続いて外科用ハブ106、206は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出して、次に接続されたデータソース(例えば、モジュール式装置及び患者監視装置)からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推論することができる。
In
第5の工程5210では、職員は、EKG電極及び他の患者監視装置を患者に取り付ける。EKG電極及び他の患者監視装置は、外科用ハブ106、206とペアリングすることができる。外科用ハブ106、206が患者監視装置からデータの受信を開始すると、外科用ハブ106、206は患者が手術室にいることを確認する。
In the
第6の工程5212では、医療関係者は患者に麻酔を誘発する。外科用ハブ106、206は、例えば、EKGデータ、血圧データ、ベンチレータデータ、又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式装置及び/又は患者監視装置からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推論することができる。第6の工程5212が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部分が開始する。
In step 5212, the healthcare professional induces anesthesia in the patient.
第7の工程5214では、操作されている患者の肺が虚脱される(換気が対側肺に切り替えられる間に)。外科用ハブ106、206は、例えば、患者の肺が虚脱されたことをベンチレータデータから推論することができる。外科用ハブ106、206は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程(事前にアクセス又は読み出すことができる)と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推論して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第1の手術工程であると判定することができる。
In step 5214, the operated patient's lungs are collapsed (while ventilation is switched to the contralateral lungs).
第8の工程5216では、医療用撮像装置(例えば、スコープ)が挿入され、医療用撮像装置からのビデオ映像が開始される。外科用ハブ106、206は、医療用撮像装置への接続を通じて医療用撮像装置データ(すなわち、ビデオ又は画像データ)を受信する。医療用撮像装置データを受信すると、外科用ハブ106、206は、外科処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ106、206は、実施されている特定の処置が、肺葉切除とは対照的に区域切除術であると判定することができる(処置の第2の工程5204で受信したデータに基づいて、楔形処置は外科用ハブ106、206によって既に割り引かれていることに留意されたい)。医療用撮像装置124(図2)からのデータは、患者の解剖学的構造の可視化に関して配向されている医療用撮像装置の角度を判定することによる、用いられている(すなわち、起動されており、外科用ハブ106、206とペアリングされている)数又は医療用撮像装置を監視することによる、及び用いられている可視化装置の種類を監視することによる、ことを含む多くの異なる方法の中から実施されている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定するために用いられ得る。例えば、VATS肺葉切除術を実施するための1つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置し、一方、VATS区域切除術を実施するための1つの技術は、カメラを、区域裂に対して前肋間位置に配置する。例えば、パターン認識又は機械学習技術を使用して、状況認識システムは、患者の解剖学的構造の可視化に基づいて、医療用撮像装置の位置を認識するように訓練され得る。別の例として、VATS肺葉切除術を実施するための1つの技術は単一の医療用撮像装置を利用するが、VATS区域切除術を実施するための別の技術は複数のカメラを利用する。更に別の例として、VATS区域切除術を実施するための1つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源(可視化システムの一部として外科用ハブに通信可能に連結され得る)を使用し、これはVATS肺葉切除術では使用されない。医療用撮像装置からのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ106、206は、実行中の特定の種類の外科処置、及び/又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。
In the
第9の工程5218で、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ106、206は、エネルギー器具が発射されていることを示すRF又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推論することができる。外科用ハブ106、206は、受信されたデータを外科処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点(すなわち、上述された処置の工程が完了した後)で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。特定の例では、エネルギー器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられたエネルギーツールであり得る。
In step 5218, the surgical team initiates the procedure incision step. Infer that the
第10の工程5220で、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ106、206は、器具が発射されていることを示す外科用ステープル留め及び切断器具からのデータを受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推論することができる。前工程と同様に、外科用ハブ106、206は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推論を導出することができる。特定の例では、外科用器具は、ロボット外科システムのロボットアームに装着された外科用ツールであり得る。
In
第11の工程5222では、処置の区域切除部分が実施される。外科用ハブ106、206は、そのカートリッジからのデータを含む外科用ステープル留め及び切断器具からのデータに基づいて、外科医が実質組織を切除していると推論することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されるステープルのサイズ又は種類に対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されているため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び/又は切除されている組織の種類を示すことができる。この場合、発射されるステープルの種類は実質組織(又は他の同様の組織種)に用いられ、これにより、外科用ハブ106、206は、処置の区域切除部分が実行されていると推論することができる。
In
続いて第12の工程5224で、結節切開工程が実行される。外科用ハブ106、206は、RF又は超音波器具が発射されていることを示す発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏出試験を実施していると推論することができる。この特定の処置の場合、実質組織が切除された後に用いられるRF又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、この結節切開工程により外科用ハブ106、206がこの推論を行うことが可能となる。異なる器具が特定の作業に対してより良好に適合するため、外科医は、処置中の特定の工程に応じて、定期的に外科用ステープル留め/切断器具と外科用エネルギー(すなわち、RF又は超音波)器具との間で交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め/切断器具及び外科用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実施中であるかを示すことができる。更に、特定の例では、外科処置中の1つ又は2つ以上の工程にロボットツールを使用することができ、かつ/又は外科処置中の1つ又は2つ以上の工程にハンドヘルド外科用器具を使用することができる。外科医(複数可)は、例えば、ロボットツールとハンドヘルド外科用器具とを順に交代させることができ、かつ/又は、装置を同時に使用することができる。第12の工程5224が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。
Subsequently, in the twelfth step 5224, a nodule incision step is performed.
第13の工程5226で、患者の麻酔が逆転される。外科用ハブ106、206は、例えば、ベンチレータデータに基づいて(すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める)、患者が麻酔から覚醒しつつあると推論することができる。
In step 5226, the patient's anesthesia is reversed.
最後に、第14の工程5228は、医療関係者が患者から様々な患者監視装置を除去することである。したがって、外科用ハブ106、206は、ハブがEKG、BP、及び患者監視装置からの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推論することができる。この例示的な処置の説明から分かるように、外科用ハブ106、206と通信可能に連結された各種データソースから受信されたデータに基づいて、外科用ハブ106、206は、所与の外科処置の各工程が発生しているときを判定又は推論することができる。
Finally, the
状況認識については、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/611,341号で更に説明されている。特定の例では、例えば本明細書で開示される様々なロボット外科システムを含むロボット外科システムの動作は、その状況認識、及び/若しくはその構成要素からのフィードバックに基づいて、並びに/又はクラウド104からの情報に基づいて、ハブ106、206によって制御され得る。
Situational awareness is further described in US Provisional Patent Application No. 62 / 611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed December 28, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. In certain examples, the behavior of a robotic surgical system, including, for example, the various robotic surgical systems disclosed herein, is based on its situational awareness and / or feedback from its components, and / or from the
組織分布の不規則性
典型的には、外科用ステープル留め処置では、ユーザーはエンドエフェクタのジョーを組織の周囲に配置して、組織をクランプ及びステープル留めする。場合によっては、外科用ステープル留め器具のジョーの間にクランプされた組織の大部分は、ジョー間の間隙の一部分に集中し得る一方で、間隙の残りの部分は、占有されていないままであるか、又はわずかに占有される。外科用ステープル留め器具のジョーの間に位置付けられた組織の分布の不規則性は、ステープル留めの結果の一貫性を低減させ得る。例えば、不規則な組織分布は、クランプされた組織の一部における過剰な組織圧縮、及びクランプされた組織の他の部分における不十分な組織圧縮の原因となり、これらは、操作される組織に悪影響を及ぼし得る。例えば、組織の過剰な圧縮は、組織壊死をもたらし得、特定の処置では、ステープルラインの破損をもたらし得る。不十分な組織圧縮もまた、ステープルの配備及び形成に悪影響を及ぼし、ステープル留めされた組織が不適切に漏出又は治癒する原因となり得る。
Irregularity of Tissue Distribution Typically, in surgical stapling procedures, the user places end effector jaws around the tissue to clamp and staple the tissue. In some cases, most of the tissue clamped between the jaws of the surgical stapler can be concentrated in one part of the gap between the jaws, while the rest of the gap remains unoccupied. Or slightly occupied. The irregular distribution of tissue located between the jaws of the surgical stapler can reduce the consistency of the stapled result. For example, irregular tissue distribution causes excessive tissue compression in some parts of the clamped tissue and inadequate tissue compression in other parts of the clamped tissue, which adversely affect the tissue being manipulated. Can exert. For example, excessive compression of tissue can result in tissue necrosis and, with certain treatments, staple line breakage. Inadequate tissue compression can also adversely affect the deployment and formation of staples, causing improper leakage or healing of stapled tissue.
本開示の態様は、エンドエフェクタの第1のジョーと第2のジョーとの間にクランプされた組織をステープル留めするように構成されたエンドエフェクタを備える、外科用ステープル留め器具を提示する。外科用ステープル留め器具は、エンドエフェクタ内で、第1のジョーと第2のジョーとの間のいくつかの所定ゾーンに関して、組織分布の不規則性を検知及び示すように構成されている。外科用ステープル留め器具は、所定ゾーンの間の組織の量及び位置の不規則性を検知及び示すように更に構成されている。 Aspects of the present disclosure present a surgical staple fastening device comprising an end effector configured to staple the tissue clamped between the first and second jaws of the end effector. Surgical staple fasteners are configured to detect and indicate irregularities in tissue distribution within an end effector with respect to some predetermined zone between a first jaw and a second jaw. Surgical staples are further configured to detect and indicate irregularities in the amount and location of tissue between predetermined zones.
一態様では、外科用ステープル留め器具は、組織の不規則性が検出される状況において、組織の最も適切な位置及び配置に関するフィードバックを提供するように構成される。 In one aspect, the surgical stapler is configured to provide feedback on the most appropriate position and placement of tissue in situations where tissue irregularities are detected.
所定ゾーンにおける組織インピーダンスの絶対測定は、エンドエフェクタが浸漬される環境の影響を著しく受け得る。例えば、血液などの流体に浸漬されたエンドエフェクタは、例えば、血液に浸漬されていないエンドエフェクタとは異なる組織インピーダンス測定値をもたらす。また、以前にステープル留めされた組織の周囲をクランプしたエンドエフェクタは、ステープル留めされていない組織の周囲をクランプしたエンドエフェクタとは異なる組織インピーダンス測定値をもたらす。本開示は、異なる所定ゾーンにおける組織分布を評価するときに、これら異なる所定ゾーンにおける組織インピーダンス測定値を相互に比較して評価することによって、このような不一致に対処する。 Absolute measurements of tissue impedance in a given zone can be significantly affected by the environment in which the end effector is immersed. For example, an end effector immersed in a fluid such as blood results in a different tissue impedance measurement than, for example, an end effector not immersed in blood. Also, an end effector that clamps around a previously stapled tissue results in a different tissue impedance measurement than an end effector that clamps around a non-stapled tissue. The present disclosure addresses such discrepancies by comparing and evaluating tissue impedance measurements in these different predetermined zones when assessing the tissue distribution in different predetermined zones.
一態様では、外科用ステープル留め器具のジョーの間にクランプされた組織の不規則性は、所定ゾーンにおいて異なる組織圧縮をもたらす。本開示の態様は、所定ゾーンのそれぞれにおけるエンドエフェクタのジョー間のインピーダンスを測定することによって、所定ゾーン間の組織圧縮の不規則性を検知及び示すように構成された組織分布評価回路を含む、外科用ステープル留め器具を提示する。 In one aspect, the irregularity of the tissue clamped between the jaws of the surgical stapler results in different tissue compression in a given zone. Aspects of the present disclosure include a tissue distribution evaluation circuit configured to detect and indicate irregularities in tissue compression between predetermined zones by measuring the impedance between the jaws of the end effectors in each of the predetermined zones. Present a surgical staple fastening device.
一態様では、外科用ステープル留め器具の組織分布評価回路は、組織インピーダンスを測定して、クランプされた組織の位置及び量を評価するように構成された1つ又は2つ以上の組織接触回路を、所定ゾーンのそれぞれに備える。 In one aspect, the tissue distribution evaluation circuit of the surgical staple fastening instrument comprises one or more tissue contact circuits configured to measure tissue impedance and evaluate the position and amount of clamped tissue. , Prepare for each of the predetermined zones.
簡潔にするために、本開示の実施形態のうちの1つ又は2つ以上は、特定のタイプの外科用器具に関連して説明される。しかしながら、これは限定的なものとして解釈されるべきではない。本開示の実施形態は、例えば、線形外科用ステープル留め器具、湾曲した外科用ステープル留め器具、及び/又は円形ステープル留め器具などの様々なタイプの外科用ステープル留め器具に適用可能である。本開示の実施形態はまた、例えば、超音波又は高周波(RF)エネルギーなどの治療エネルギーを組織に印加する外科用器具にも同様に適用可能である。 For brevity, one or more of the embodiments of the present disclosure will be described in the context of a particular type of surgical instrument. However, this should not be construed as limiting. The embodiments of the present disclosure are applicable to various types of surgical staples such as linear surgical staples, curved surgical staples, and / or circular staples. The embodiments of the present disclosure are also similarly applicable to surgical instruments that apply therapeutic energy, such as ultrasound or radio frequency (RF) energy, to tissue.
図88を参照すると、湾曲した外科用ステープル留め器具のシャフト25004から延在するエンドエフェクタ25002が示されている。エンドエフェクタ25002は、アンビル25007を画定する第1のジョー25006と、ステープルカートリッジ25009を含む第2のジョー25008とを含む。ステープルカートリッジ25009及びアンビル25007は、断面平面において円弧状の形状を有する。ステープルカートリッジ25009は、エンドエフェクタ25002の残りの部分から取り外され、ガイド部分内に摺動可能に装着されたカートリッジホルダ内に装着される。アンビルを支持するアーム250010は、ガイド部分の一端に堅く接続され、シャフト25004によって画定される長手方向軸線Lに平行に延びている。
With reference to FIG. 88, an
組織は、ステープルカートリッジ25009をアンビル25007に向かって遠位に移動させることによって、アンビル25007とステープルカートリッジ25009との間にクランプされる。特定の態様では、アンビル25007は、ステープルカートリッジ25009に向かって近位に移動して、それらの間に組織をクランプする。他の態様では、アンビル及びステープルカートリッジは、互いに対して移動して、それらの間に組織をクランプする。図88に示すように、アンビル25007及びステープルカートリッジ25009は、長手方向軸線Lに垂直なステープル留め平面を画定する。ステープルは、ステープルカートリッジ25009から、ステープルカートリッジ25009とアンビル25007との間にクランプされた組織内に、湾曲した列で配備される。
Tissue is clamped between the
再び図88を参照すると、3つの組織分布評価ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)は、アンビル25007の湾曲した長さに沿って画定される。3つのゾーンのそれぞれは、アンビル25007の湾曲した長さの一部分に沿って延在する。組織インピーダンスは、アンビル25007とステープルカートリッジ25009との間の組織分布の不規則性を評価するために、3つのゾーンのそれぞれにおいて測定される。ゾーン1は、本明細書ではクロッチゾーンとも称され、アーム25010の最も近くにある内側ゾーンである。一方、ゾーン3は外側ゾーンであり、ゾーン1よりもアーム25010から離れている。ゾーン2は、ゾーン1とゾーン3との間に延在する中間ゾーンである。ゾーン1及びゾーン3はそれぞれ、アンビル25007の湾曲した長さの約1/4に沿って延在する。これに対して、ゾーン2は、ゾーン1とゾーン3との間に、アンビルの湾曲した長さの約2/1に沿って延在する。
With reference to FIG. 88 again, the three tissue distribution evaluation zones (
図89は、図88のエンドエフェクタの部分断面図であり、3つの組織分布評価ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)においてそのジョーの間に組織を把持して示されている。図90は、エンドエフェクタ25002の組織分布評価ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)と多くの点で類似している組織分布評価ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)を含む外科用ステープル留め及び切断器具のエンドエフェクタ25020の斜視図を示す。
FIG. 89 is a partial cross-sectional view of the end effector of FIG. 88, showing tissue gripped between its jaws in three tissue distribution evaluation zones (
図88の実施形態では、アンビル25007は、3つのゾーン(ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)に分割された組織接触面25012を有する。3つのゾーンにおける組織インピーダンス測定値は、エンドエフェクタ25002内の組織分布を表す。様々な態様では、ゾーンの数は3つ超えであっても、又は3つ未満であってもよい。一実施例では、外科用ステープル留め器具は、図103に示すように、4つのゾーンを含んでもよい。別の実施例では、外科用ステープル留め器具は、図104に示すように、8つのゾーンを含んでもよい。ゾーンのサイズは、同じか、又は少なくとも実質的に同じであり得る。あるいは、図88に示すように、ゾーンのサイズは変化してもよい。
In the embodiment of FIG. 88, the
ゾーンの好適な数、サイズ、及び位置は、外科用器具の種類に応じて選択されてもよい。例えば、線形外科用ステープル留め器具は、シャフトに最も近い内側又は近位ゾーンと、シャフトから最も遠い外側又は遠位ゾーンと、内側ゾーンと外側ゾーンとの間の1つ又は2つ以上の中間ゾーンとを含んでもよい。 The preferred number, size, and location of zones may be selected depending on the type of surgical instrument. For example, linear surgical staple fasteners are one or more intermediate zones between the medial or proximal zone closest to the shaft, the lateral or distal zone farthest from the shaft, and the medial and lateral zones. And may be included.
図88の実施形態の3つのゾーンは、アンビル25007の組織接触面25012に対して画定される。しかしながら、他の実施形態では、組織分布評価ゾーンは、ステープルカートリッジの組織接触面に対して画定されてもよい。換言すれば、ステープルカートリッジの組織接触面は、エンドエフェクタ内の組織分布を評価する目的で、所定ゾーンに分割され得る。
The three zones of the embodiment of FIG. 88 are defined with respect to the
図88の実施形態の3つのゾーンのそれぞれは、所定ゾーンに存在する組織部分のインピーダンスを測定するように構成された1つ又は2つ以上の組織接触回路を備える。例示的な組織接触回路を図24に示す。所定ゾーンでアンビル25007及びステープルカートリッジ25009と接触する組織「T」は、アンビル25007及びステープルカートリッジ25009上の所定ゾーンに提供された一対の対向するプレート「P1、P2」との接触を同時に確立することによって、普通は開いている所定ゾーンにおける検知回路「SC」を閉じる。
Each of the three zones of the embodiment of FIG. 88 comprises one or more tissue contact circuits configured to measure the impedance of a tissue portion present in a predetermined zone. An exemplary tissue contact circuit is shown in FIG. The tissue "T" in contact with the
本明細書に開示される接触回路のいずれかは、限定されるものではないが、普通は開いている検知回路を、組織と接触しているときに閉じる、ジョーの内側表面に載設された電気接点を含み得る。 Any of the contact circuits disclosed herein are mounted on the inner surface of a jaw that closes, but is not limited to, a normally open detection circuit when in contact with tissue. May include electrical contacts.
接触回路はまた、センサに加えられる力の量を判定する検知力変換器を含んでもよく、このセンサに印加される力の量は、組織「T」に印加される力の量と同じであると仮定することができる。組織「T」に印加されるこのような力は、次いで、組織の圧縮量に変換され得る。力センサは、組織「T」が受ける圧縮量を測定し、組織「T」に加えられた力に関する情報を外科医に提供する。 The contact circuit may also include a sensing force transducer that determines the amount of force applied to the sensor, the amount of force applied to this sensor being the same as the amount of force applied to the tissue "T". Can be assumed. Such a force applied to the tissue "T" can then be converted into a compression amount of the tissue. The force sensor measures the amount of compression received by the tissue "T" and provides the surgeon with information about the force applied to the tissue "T".
上述のように、過剰な組織圧縮は、操作される組織「T」に悪影響を及ぼし得る。例えば、組織「T」の過剰な圧縮は、組織壊死をもたらし、特定の処置では、ステープルラインの破損をもたらし得る。組織「T」に加えられた圧力に関する情報により、外科医は、組織「T」に過剰な圧力が加えられていないことをより良好に判定することができる。 As mentioned above, excessive tissue compression can adversely affect the tissue "T" being manipulated. For example, excessive compression of tissue "T" can result in tissue necrosis and, with certain treatments, staple line breakage. The information about the pressure applied to the tissue "T" allows the surgeon to better determine that the tissue "T" is not under excessive pressure.
接触回路の力変換器としては、限定されるものではないが、圧電素子、ピエゾ抵抗素子、金属膜又は半導体ひずみゲージ、誘導圧力センサ、静電容量式圧力センサ、及び、抵抗素子上のワイパーアームを駆動するためにブルドン管、カプセル又又はベローズを使用する電位差圧変換器が挙げられ得る。 The force converter of the contact circuit is not limited, but is limited to a piezoelectric element, a piezo resistance element, a metal film or semiconductor strain gauge, an induction pressure sensor, a capacitance type pressure sensor, and a wiper arm on the resistance element. A potential differential pressure converter that uses a Bourdon tube, capsule or bellows to drive the
様々な態様では、エンドエフェクタ25002内の所定ゾーンは、エンドエフェクタ25002の少なくとも1つのジョー部材に固定的に取り付けられるように構成された1つ又は2つ以上のセグメント化フレキシブル回路を備えてもよい。好適なセグメント化フレキシブル回路の例は、本開示の図75に関連して説明される。組織インピーダンスを測定するために、セグメント化フレキシブル回路は、所定ゾーンのそれぞれにおいて、治療レベル未満の電気信号を組織に通過させる。
In various embodiments, the predetermined zone within the
図91〜図96は、エンドエフェクタ25002内の3つの組織分布例(T1、T2、T3)を示す。図91〜図93のエンドエフェクタ25002の真っ直ぐな断面図は、3つの実施例のそれぞれによるエンドエフェクタ25002内の3つのゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3)の間の組織の初期分布を示す。図94〜図96のエンドエフェクタの真っ直ぐな断面図は、アンビル25007の組織接触面とステープルカートリッジ25009との間の検知接触回路を閉鎖するための初期圧縮を受けている3つの実施例の組織を示す。
FIGS. 91 to 96 show three examples of tissue distribution (T1, T2, T3) in the
上述のように、所定ゾーンにおいて組織「T」とアンビル25007の組織接触面とステープルカートリッジ25009との間の接触を確立すると、当該所定ゾーンの検知回路が閉じる。検知回路が閉じると、電流が、図89に示されるように、所定ゾーンおける組織「T」、及び検知回路を通過する。所定ゾーンにおける組織「T」のインピーダンスは、次式から計算することができる。
As described above, when the contact between the tissue "T" and the tissue contact surface of the
図89に示すように、隣接するプレート(p)の間に絶縁要素25014を配置して、隣接する検知回路を分離することができる。図89には3つの検知回路が示されているが、検知回路の数は3つと異なっていてもよい。様々な実施例において、エンドエフェクタは、「n」個の所定ゾーンに対応する「n」個の検知回路を含んでもよく、ここで「n」は、数字の3以上の整数である。
As shown in FIG. 89, the insulating
図97は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具のエンドエフェクタ25002内の組織分布の不規則性を識別するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス25030の論理フロー図を示す。一態様では、プロセス25030は、制御回路500(図13)によって実行される。別の態様では、プロセス25030は、組み合わせ論理回路510(図14)によって実行され得る。更に別の態様では、プロセス25030は、順序論理回路520(図15)によって実行され得る。
FIG. 97 shows a logical flow diagram of
プロセス25030は、エンドエフェクタ25002内の所定ゾーン(例えばゾーン1、ゾーン2、及びゾーン3)に対応する検知回路アセンブリ25471のセンサ回路からセンサ信号を受信し(25032)、受信したセンサ信号に基づいて、そのようなゾーンにおける組織部分の組織インピーダンスZ組織を決定する(25034)ことを含む。図98は、組織実施例T1、T2、T3にそれぞれ対応する組織インピーダンスZ組織曲線25001、25003、25005を示す。
プロセス25030は、条件付きステップ25036、25038を更に含む。内側ゾーン(例えば、ゾーン1)及び外側ゾーン(例えば、ゾーン3)の組織インピーダンスの平均が、中間ゾーン(例えば、ゾーン2)の組織インピーダンスよりも大きいと判定された場合、次に、組織分布は不適切であると見なされ、図92、図95、図98、図100の実施例によって示されるように、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ25002を再配置するための命令が与えられる(25040)。特定の例では、解放サイクル中、把持された組織は最小閾値まで解放されるだけであり、その後、組織がエンドエフェクタ25002から滑り出ることがないように再度クランプされる。
しかしながら、外側ゾーン(例えば、ゾーン1)及び内側ゾーン(例えば、ゾーン3)の組織インピーダンスの平均が、中間ゾーン(例えば、ゾーン2)の組織インピーダンス以下であり、内側ゾーンの組織インピーダンスが外側ゾーンの組織インピーダンス以下である場合、次に、組織分布は適切であると見なされ、図91、図94、図98、図99の実施例によって示されるように、所定の閉鎖力(Force-To-Close、FTC)閾値速度を維持しながら、エンドエフェクタの閉鎖を継続する(25042)。 However, the average tissue impedance of the outer zone (eg, zone 1) and the inner zone (eg, zone 3) is less than or equal to the tissue impedance of the intermediate zone (eg, zone 2), and the tissue impedance of the inner zone is that of the outer zone. If it is below the tissue impedance, then the tissue distribution is considered appropriate and a predetermined closing force (Force-To-Close), as shown by the examples in FIGS. 91, 94, 98 and 99. , FTC) Continue to close the end effector while maintaining the threshold velocity (25042).
しかしながら、外側ゾーン(例えば、ゾーン1)及び内側ゾーン(例えば、ゾーン3)の組織インピーダンスの平均が、中間ゾーン(例えば、ゾーン2)の組織インピーダンス以下であり、内側ゾーンの組織インピーダンスが外側ゾーンの組織インピーダンスよりも大きい場合、次に、組織分布は適切であると見なされるが、図93、図96、図98、図101の実施例によって示されるように、FTC閾値速度はより遅い速度まで低減される(25044)。 However, the average tissue impedance of the outer zone (eg, zone 1) and the inner zone (eg, zone 3) is less than or equal to the tissue impedance of the intermediate zone (eg, zone 2), and the tissue impedance of the inner zone is that of the outer zone. If greater than the tissue impedance, then the tissue distribution is considered appropriate, but the FTC threshold rate is reduced to a slower rate, as shown by the examples in FIGS. 93, 96, 98, 101. Is done (25044).
図102は、図97のプロセスを実行するために使用することができる制御システム25470の論理図を示す。制御システム25470は、多くの点で制御システム470(図12)に類似している。加えて、制御システム25470は、「n」個の検知回路S1〜Snを含む検知回路アセンブリ25471を含み、ここで、「n」は2を超える整数である。検知回路S1〜Snは、上述のように、エンドエフェクタ内の所定ゾーンを画定する。
FIG. 102 shows a logical diagram of the
様々な実施例では、検知回路アセンブリ25471は、「n」個の連続式センサを含み、ここで、「n」は2を超える整数である。連続式センサは、上述のように、エンドエフェクタ内の所定ゾーンを画定する。
In various embodiments, the
様々な実施例では、検知回路S1〜Snは、インピーダンス測定値を使用して組織の圧縮を示すセンサ信号を提供するように構成され得る。連続式センサS1〜Snは、十分な組織がエンドエフェクタ25002内に延在しているかどうかを通知するために使用され得る。加えて、エンドエフェクタ25002内の組織分布を決定するために組織クリープ速度を評価する際に、FTCセンサを使用することができる。
In various embodiments, the detection circuit S 1 to S n may be configured to provide a sensor signal indicative of compression of the tissue using impedance measurements. Continuous sensor S 1 to S n are sufficient tissue may be used to notify whether extends within the
様々な態様では、検知回路S1〜Snは、エンドエフェクタ25002によって把持された組織を通して治療レベル未満のRF電流を駆動することによって組織インピーダンスを測定するように構成され得る。1つ又は2つ以上の電極は、エンドエフェクタ25002の一方又は両方のジョーの上に位置付けられ得る。把持された組織の組織圧縮/インピーダンスは、経時的に測定されてもよい。
In various embodiments, the detection circuit S 1 to S n may be configured to measure tissue impedance by driving the RF currents below therapeutic levels through tissue grasped by the
様々な態様では、磁界センサ、ひずみゲージ、圧力センサ、力センサ、例えば渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光センサ、及び/又は任意の他の好適なセンサなどの様々なセンサは、エンドエフェクタ内の所定ゾーンの組織圧縮/インピーダンスを測定するように適合及び構成され得る。 In various embodiments, various sensors such as magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistance sensors, capacitance sensors, optical sensors, and / or any other suitable sensor. Can be adapted and configured to measure tissue compression / impedance of a given zone within an end effector.
様々な態様では、エンドエフェクタ25002の外側ゾーンよりも内側ゾーンにおいてより多くの組織が検知される場合、閉鎖システム前進速度はマイクロコントローラ461によって変更される。内側ゾーン内の組織がエンドエフェクタ25002内で外側にクリープするのを可能にすることによって組織分布を改善するために、閉鎖速度は減速される。
In various aspects, if more tissue is detected in the inner zone than in the outer zone of the
様々な態様では、閉鎖間隙が変化する際のインピーダンスの変化の監視を用いて、組織特性及び配置を同様に通知してもよい。 In various embodiments, monitoring of changes in impedance as the closed gap changes may be used to similarly inform tissue properties and arrangements.
図99は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具のエンドエフェクタ25002の例示的な発射に関する、エンドエフェクタFTC25402及び閉鎖速度25404対(verse)時間25406を示すグラフ25400を示す。グラフ25400の以下の説明では、図91、図94、図97もまた参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図91、図94、図97に関連して上述した概念を実証することを目的としており、いかなる方法においても制限するものとして解釈されるべきではない。
FIG. 99 shows a
エンドエフェクタ25002の発射は、図91、図94に示されるように、FTC曲線25408及び対応する速度曲線25408’によって表されることができ、これら曲線は、発射の過程におけるFTC及び閉鎖速度の経時的な変化をそれぞれ示す。発射は、例えば、図97に示すプロセス25030を実行する制御回路を備える外科用器具のエンドエフェクタ25002の発射を表すことができる。エンドエフェクタ25002の発射が開始されると、プロセッサ462は、モータ482を制御して、アンビル25007をその開放位置から駆動し始め、アンビル25007の閉鎖速度を、特定の閉鎖速度でプラトーに達する(25418)まで急上昇させる(25416)。アンビル25007が閉じると、FTCは、特定の時間にピークに達する(25412)まで増加する(25410)。ピーク(25412)から、FTCは、組織「T1」が完全にクランプされるまで減少し(25414)、この時点で、プロセッサ462はモータ482を制御してアンビル25007の閉鎖を停止させ、閉鎖速度はゼロまで降下する(25420)。
The launch of the
図91、図94の発射は、したがって、エンドエフェクタ25002の発射を表し、ジョー25006とジョー25008との間の組織分布は許容可能限界内にある。換言すれば、図91、図94の発射は、ジョー閉鎖の過程において、全ての制御パラメータ内に留まる。したがって、プロセッサ462はアンビル25007を一時停止せず、アンビル25007の閉鎖速度を調節するか、又はジョー閉鎖の過程の間の任意の他の修正動作を行う。
The launches of FIGS. 91 and 94 therefore represent the launch of the
図14は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具のエンドエフェクタ25007の例示的な発射に関する、エンドエフェクタFTC25402及び閉鎖速度25404対(verse)時間25406を示すグラフ25422を示す。グラフ25422の以下の説明では、図92、図95、図97もまた参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図92、図95、図97に関連して上述した概念を実証することを目的としており、いかなる方法においても制限するものとして解釈されるべきではない。
FIG. 14 shows a
エンドエフェクタ25002の発射は、図92、図95、図97に示されるように、FTC曲線25424及び対応する速度曲線25424’によって表されることができ、これら曲線は、発射の過程におけるFTC及び閉鎖速度の経時的な変化をそれぞれ示す。図92、図95の発射は、例えば、図97に示すプロセス25030を実行する制御回路を備える外科用器具のエンドエフェクタ25007の発射を表すことができる。エンドエフェクタ25007の発射が開始されると、プロセッサ462は、モータ482を制御して、アンビル25007をその開放位置から駆動し始め、アンビル25007の閉鎖速度を、特定の閉鎖速度に達するまで急上昇させる(25432)。アンビル25012が閉じると、FTCは、特定の時間にピークに達する(25428)まで増加する(25426)。この場合、プロセッサ462は、図92、図95に示されるように、ジョー25006とジョー2008との間の組織分布が第3のゾーンに向かって歪められていることを示す、検知回路アセンブリ25471からの入力を受信する。
The launch of the
これに応答して、プロセス25030に概説されるように、プロセッサ462は、外科用器具のエンドエフェクタ25007の操作者に、ディスプレイ473を介して、内部の組織「T2」を再調整するためにジョー25006、25008を開くように指示する。したがって、閉鎖速度は負の閉鎖速度に達するまで低下し(25434)、例えば、ジョー25006、25008内で組織「T2」が再調整されることを容易に可能にするためにジョー25006、25008が開放されていることを示す。次いで、閉鎖速度はゼロに戻り(25436)、ジョー25006、25008は停止する。それに対応して、ジョー25006、25008が組織「T2」から解放されると、FTCはゼロまで減少する(25430)。
In response, as outlined in
図101は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用器具のエンドエフェクタ25002の例示的な発射に関する、エンドエフェクタFTC25402及び閉鎖速度25404対(verse)時間25406を示すグラフ25438を示す。7番目のグラフ25438の以下の説明では、図93、図96、図97もまた参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図93、図96、図97に関連して上述した概念を実証することを目的としており、いかなる方法においても制限するものとして解釈されるべきではない。
FIG. 101 shows a
エンドエフェクタ25002の発射は、図93、図96、図97に示されるように、FTC曲線21440及び対応する速度曲線25440’によって表されることができ、これら曲線は、発射の過程におけるFTC及び閉鎖速度の経時的な変化をそれぞれ示す。図93、図96の発射は、例えば、図11に示すプロセス25030を実行する制御回路を備える外科用器具のエンドエフェクタ25002を表すことができる。エンドエフェクタ25002の発射が開始されると、プロセッサ462は、モータ482を制御して、アンビル25007をその開放位置から駆動し始め、アンビル25007の閉鎖速度を第1の閉鎖速度v1まで急上昇させる(25450)。アンビル25007が閉じると、FTCは、時間t1まで増加する(21442)。時間t1において、制御回路21002は、図93、図96に示されるように、組織分布がゾーン1に向かって歪められていると判定する。これに応答して、プロセス25030によって示されるように、プロセッサ462はモータ482の速度を調節して、組織「T3」がゾーン2及び/又はゾーン3に向かって外向きにクリープするのに十分な時間を与えることができる。
The launch of the
図103は、本開示の少なくとも1つの態様による、図104〜図114に関連して説明されるセンタリングツール及び技術の利益を用いてステープルライン6003の中心に置かれた外科用器具6002の図6000を示す。図104〜図114の以下の記載において使用されるとき、ステープルラインは、複数列の互い違いのステープルを含んでもよく、典型的には、限定することなく、2列又は3列の互い違いのステープルを含む。ステープルラインは、図104〜図108に関連して記載される二重ステープル留め技術(double-stapling technique)を使用して形成された二重ステープルライン6004であってもよく、又は、図109〜図114に関連して記載される線状横切開技術(linear transection technique)を使用して形成された直線ステープルライン6052であってもよい。本明細書に記載されるセンタリングツール及び技術を使用して、解剖学的構造の一部分に位置する器具6002を、ステープルライン6003、又は解剖学的構造の別の部分に位置する別の器具のいずれかと、視線の恩恵を受けずに位置合わせすることができる。センタリングツール及び技術は、器具6002の現在の位置合わせを前の動作に隣接して表示することを含む。センタリングツールは、例えば、オーバーラップステープル留め技術(overlapping stapling technique)とも呼ばれる二重ステープル留め技術を用いる腹腔鏡下直腸手術中に有用である。例示の実施例では、腹腔鏡下直腸外科手術中、円形ステープラ6002は骨盤腔6008内の患者の直腸6006内に位置付けられ、腹腔鏡は腹腔内に位置付けられる。
FIG. 103 shows FIG. 6000 of a
腹腔鏡下直腸手術中、結腸は、切除されて長さ「l」を有するステープルライン6003によって封止される。二重ステープル留め技術は、円形ステープラ6002を使用して端部吻合を形成するものであり、腹腔鏡下直腸手術において現在広く使用されている。円形ステープラ6002を使用して吻合を首尾良く形成するために、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010は、ステープルライン6003の中心「l/2」を通って穿刺する前に、及び/又は組織を完全にクランプした後に円形ステープラ6002を発射してステープル重なり部分6012を切断し、吻合を形成する前に、ステープルライン6003横横切開の中心「l/2」と位置合わせされるべきである。アンビルトロカール6010とステープルライン6003横切開の中心とが位置ずれすると、吻合不全が生じる確率が高くなり得る。この技術は、超音波器具、電気外科用器具、複合式の超音波/電気外科用器具、及び/又は複合式の外科用ステープラ/電気外科用器具の組み合わせに適用されてもよい。ここで、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010をステープルライン6003の中心「l/2」に位置合わせするためのいくつかの技術について記載する。
During laparoscopic rectal surgery, the colon is excised and sealed with
一態様では、図104〜図106に記載されるように、また図1〜図11も参照すると、外科用ハブ106、206を含むインタラクティブ外科システム100環境との相互作用を示すために、本開示は、腹腔鏡下直腸手術の大腸直腸横切開において二重ステープル留め技術を使用して二重ステープルライン6004の重なり部分を検出するための機器及び方法を提供する。二重ステープルライン6004の重なり部分が検出され、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010の現在位置が、外科用ハブ206に連結された外科用ハブディスプレイ215に表示される。外科用ハブディスプレイ215は、二重ステープルライン6004の中心に位置する二重ステープルライン6004の重なり部分に対する円形ステープラ6002カートリッジの位置合わせを表示する。外科用ハブディスプレイ215は、オーバーラップしている二重ステープルライン6004領域の周囲を中心とする円形画像を表示して、二重ステープルライン6004の重なり部分が円形ステープラ6002のナイフの内側に含まれ、したがって、円形発射後に取り除かれることを確実にする。ディスプレイを使用して、外科医は、アンビルトロカール6010を二重ステープルライン6004の中心と位置合わせした後、二重ステープルライン6004の中心を穿刺し、かつ/又は組織を完全にクランプし、その後円形ステープラ6002を発射してステープル重なり部分6012を切断し、吻合を形成する。
In one aspect, as set forth in FIGS. 104-106 and also with reference to FIGS. 1-11, the present disclosure is made to show interaction with an interactive
図104〜図108は、本開示の少なくとも1つの態様による、二重ステープル留め技術によって作り出された二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012に、円形ステープラ6022のアンビルトロカール6010を位置合わせするプロセスを示す。ステープル重なり部分6012は、二重ステープル留め技術によって形成された二重ステープルライン6004の中心にある。円形ステープラ60022は、二重ステープルライン6004の下方の結腸6020内に挿入され、腹腔鏡6014は、二重ステープルライン6004の上方の腹部を通して挿入される。腹腔鏡6014及び非接触センサ6022を使用して、二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を決定する。腹腔鏡6014は、二重ステープルライン6004の画像を生成するための画像センサを含む。画像センサの画像は、撮像モジュール238を介して外科用ハブ206に送信される。センサ6022は、誘導性又は容量性金属検知技術を使用して金属ステープルを検出する信号6024を生成する。信号6024は、ステープル重なり部分6004に対するアンビルトロカール6010の位置に基づいて変化する。センタリングツール6030は、二重ステープルライン6004の画像6038と、外科用ハブディスプレイ215上のステープル重なり部分6012の画像6040を中心とした二重ステープルライン6004の画像6038の周囲を囲む標的位置合わせリング6032とを提示する。センタリングツール6030はまた、円形ステープラ6002のアンビルナイフの投影された切断経路6034を提示する。位置合わせプロセスは、二重ステープルライン6004の画像6038と、円形ステープラ6002の円形ナイフによって切り取られる、ステープル重なり部分6012の画像6040を中心とした二重ステープルライン6004の画像6038の周囲を囲む標的位置合わせリング6032とを表示することを含む。また、ステープル重なり部分6012の画像6040に対する十字線6036(X)の画像も表示される。
104-108 show the process of aligning the
図104は、二重ステープル留め技術によって作り出された二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012と位置合わせされていない円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010を示す。二重ステープルライン6004は、長さ「l」を有し、ステープル重なり部分6012は、二重ステープルライン6004の中程の「l/2」の位置に位置する。図104に示されるように、円形ステープラ6002は、結腸6020部分に挿入され、二重ステープルライン6004横切開の真下に位置付けられる。腹腔鏡6014は、二重ステープルライン6004横切開の上方に位置付けられて、腹腔鏡6014の視野6016内の二重ステープルライン6004及びステープル重なり部分6012の画像を、外科用ハブディスプレイ215に送る。ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置は、円形ステープラ6002上に位置するセンサ6022によって検出される。センサ6022はまた、ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を、外科用ハブディスプレイ215に提供する。
FIG. 104 shows the
図104に示すように、アンビルトロカール6010の投影された経路6018は、破線に沿ってXによってマークされた位置に示されている。図104に示されるように、アンビルトロカール6010の投影された経路6018は、ステープル重なり部分6012と位置合わせされていない。ステープル重なり部分6012から外れた点で、二重ステープルライン6044を通してアンビルトロカール6010を穿刺することにより、吻合不全につながる可能性がある。図106に記載されるアンビルトロカール6010センタリングツール6030を使用して、外科医は、センタリングツール6030によって表示された画像を使用して、アンビルトロカール6010をステープルオーバラップ部分6012と位置合わせすることができる。例えば、一実装形態では、センサ6022は誘導センサである。ステープルオーバーラップ部分6012は、二重ステープルライン6004の横方向部分の残りの部分よりも多くの金属を含むので、信号6024は、センサ6022がステープル重なり部分6012と位置合わせされて当該部分に近接しているときに、最大となる。センサ6022は、ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を示す信号を外科用ハブ206に提供する。出力信号は、外科用ハブディスプレイ215に表示されるステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置の可視化に変換される。
As shown in FIG. 104, the projected
図105に示されるように、アンビルトロカール6010は、二重ステープル留め技術によって作り出された二重ステープルライン6004の中心において、ステープル重なり部分6012と位置合わせされる。外科医は、ここで、二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012を通してアンビルトロカール6010を穿刺し、かつ/又は組織を完全にクランプすることができ、その後、円形ステープラ6002を発射してステープル重なり部分6012を切り取り、吻合を形成する。
As shown in FIG. 105, the
図106は、外科用ハブディスプレイ215に表示されたセンタリングツール6030を示し、このセンタリングツールは、二重ステープル留め(double-staling)技術によって形成された二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012の表示を提供する。図中、アンビルトロカール6010は、図104に示されるように、二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012と位置合わせされていない。センタリングツール6030は、腹腔鏡6014から受信した、二重ステープルライン6004の画像6038及びステープル重なり部分6012の画像6040を、外科用ハブディスプレイ215に提示する。ステープル重なり部分6012の画像6040を中心とした標的位置合わせリング6032は、投影された切断経路6034が標的位置合わせリング6032と位置合わせされたときに、ステープル重なり部分6012が確実に円形ステープラ6002ナイフの投影された切断経路6034の円周の内側に位置するように、二重ステープルライン6004の画像6038の周囲を囲む。十字線6036(X)は、ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を表す。十字線6036(X)は、アンビルトロカール6010がその現在位置から前進された場合に穿刺することになる、二重ステープルライン6004を通る点を示す。
FIG. 106 shows the centering
図106に示されるように、アンビルトロカール6010は、ステープル重なり部分6012の画像6040によって指定された所望の穿通位置と位置合わせされてない。アンビルトロカール6010をステープル重なり部分6012と位置合わせするために、外科医は、投影された切断経路6034が標的位置合わせリング6032と重なり合い、十字線6036(X)がステープル重なり部分6012の画像6040の中心になるまで、円形ステープラ6002を操作する。位置合わせが完了すると、外科医は、二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012を通してアンビルトロカール6010を穿刺し、かつ/又は組織を完全にクランプした後、円形ステープラ6002を発射してステープル重なり部分6012を切り取り、吻合を形成する。
As shown in FIG. 106, the
上述のように、センサ6022は、ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を検出するように構成されている。したがって、外科用ハブディスプレイ215に提示される十字線6036(X)の位置は、外科用ステープラセンサ6022によって決定される。別の態様では、センサ6022は腹腔鏡6014上に配置されてもよく、その場合、センサ6022は、アンビルトロカール6010の先端を検出するように構成される。他の態様では、センサ6022は、円形ステープラ6022又は腹腔鏡6014のいずれか、あるいは両方に配置されて、ステープル重なり部分6012に対するアンビルトロカール6010の位置を決定し、外科用ハブ206を介して外科用ハブディスプレイ215にその情報を提供してもよい。
As described above, the
図107及び図108は、本開示の少なくとも1つの態様による、センタリングツール6030の前の画像6042及び後の画像6043を示す。図107は、外科用ハブディスプレイ215に提示されたテープル重なり部分6040の画像6040の上の、二重ステープルライン6004の画像6038の周囲を囲む標的位置合わせリング6032と位置合わせされる前の、アンビルトロカール6010及び円形ナイフの投影された切断経路6034の画像を示す。図108は、外科用ハブディスプレイ215に提示されたテープル重なり部分6040の画像6040の上の、二重ステープルライン6004の画像6038の周囲を囲む標的位置合わせリング6032と位置合わせされた後の、アンビルトロカール6010及び円形ナイフの投影された切断経路6034の画像を示す。アンビルトロカール6010の現在位置は、図107に示されるように、ステープル重なり部分6040の画像6040の中心の左下に位置付けられた十字線6036(X)によってマーキングされている。図108に示されるように、外科医が、投影された経路6046に沿ってアンビルトロカール6010を移動させると、投影された切断経路6034は、標的位置合わせリング6032と整列する。標的位置合わせリング6032は、例えば、二重ステープルライン6004の中心に対するアンビルトロカール6010の現在位置の上に重ねられた、グレーアウトした位置合わせ円として表示されてもよい。画像は、どの方向に移動すべきかについての指示マークを含んでもよい。標的位置合わせリング6032は、許容可能限界内の所定の中心距離内に位置するときに、太字で、色を変えて、又はハイライトで示されてもよい。
107 and 108 show an
別の態様では、センサ6022は、大腸直腸横切開内の直線ステープルラインの始点及び終点を検出し、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010の現在位置の場所を提供するように構成されてもよい。別の態様では、本開示は、直線ステープルライン(これは均一な縫合端皮膚変形を形成することがある)を中心とする円形ステープラ6002を提示し、かつアンビルトロカール6010の現在の位置を提供する、外科用ハブディスプレイ215を提供する。外科医は、これにより、アンビルトロカール6010を所望通りに中心に置く又は位置合わせし、その後、穿刺し、かつ/又は円形ステープラ6002の発射に先立って組織を完全にクランプすることができる。
In another aspect, the
別の態様では、図109〜図111に記載されるように、また図1〜図11も参照すると、線形ステープル留め技術を用いる腹腔鏡下直腸手術大腸直腸横切開では、直線ステープルライン6052の始点及び終点が検出され、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010の現在位置が、外科用ハブ206に連結された外科用ハブディスプレイ215に表示される。外科用ハブディスプレイ215は、二重ステープルライン6004(これは均一な縫合端皮膚変形を形成することがある)を中心とする円形画像を表示し、アンビルトロカール6002の現在の位置が表示され、これにより外科医は、アンビルトロカール6010を中心に置き又は位置合わせし、その後、直線ステープルライン6052を通して穿刺し、かつ/又は組織を完全にクランプした後、円形ステープラ6002を発射して直線ステープルライン6052の中心6050を切り取り、吻合を形成することができる。
In another aspect, as set forth in FIGS. 109-111, and also with reference to FIGS. 11-11, laparoscopic rectal surgery using linear staple fastening techniques In colonic rectal incisions, the starting point of the
図109〜図112は、本開示の少なくとも1つの態様による、線形ステープル留め技術によって作り出された直線ステープルライン6052の中心6050に、円形ステープラ6022のアンビルトロカール6010を位置合わせするプロセスを示す。図109及び図110は、直線ステープルライン6052の中心6050に対するアンビルトロカール6010の位置を決定するための、円形ステープラ6022上に位置する腹腔鏡6014及びセンサ6022を示す。アンビルトロカール6010及びセンサ6022は、直線ステープルライン6052の下方の結腸6020内に挿入され、腹腔鏡6014は、直線ステープルライン6052の上方の腹部を通して挿入される。
FIGS. 109-112 show the process of aligning the
図109は、直線ステープルライン6052の中心6050と位置合わせされていないアンビルトロカール6010を示し、図110は、直線ステープルライン6052の中心6050位置合わせされているアンビルトロカール6010を示す。センサ6022は、直線ステープルライン6052の中心6050を検出して、アンビルトロカール6010をステープルライン6052の中心と位置合わせするために使用される。一態様では、直線ステープルライン6052の中心6050は、直線ステープルライン6052の一端が検出されるまで円形ステープラ6002を移動させることによって位置特定されてもよい。端部は、センサ6022の経路内にステープルが存在しなくなった場合に検出されてもよい。端部の一方に達すると、円形ステープラ6002は、反対側の端部が検出されるまで直線ステープルライン6053に沿って移動される。直線ステープルライン6052の長さ「l」は、測定によって、又はセンサ6022によって個々のステープルを計数することによって決定される。直線ステープルライン6052の長さが決定されると、直線ステープルライン6052の中心6050は、長さを2で割ることによって(「l/2」)決定することができる。
FIG. 109 shows an
図111は、外科用ハブディスプレイ215に表示されたセンタリングツール6054を示し、このセンタリングツールは、直線ステープルライン6052の表示を提供する。図中、アンビルトロカール6010は、図109に示されるように、二重ステープルライン6004のステープル重なり部分6012と位置合わせされていない。外科用ハブディスプレイ215は、直線ステープルライン6052の腹腔鏡視野6016の標準的なレチクル視野6056、及び結腸6020の一部分を提示する。外科用ハブディスプレイ215はまた、直線ステープルラインの画像中心の周囲を囲む標的リング6062、並びにアンビルトロカール及び円形ナイフの投影された切断経路6064を提示する。十字線6066は、直線ステープルライン6052の中心6050に対するアンビルトロカール6010の位置を表す。十字線6036(X)は、アンビルトロカール6010がその現在位置から前進された場合に穿刺することになる、直線ステープルライン6052を通る点を示す。
FIG. 111 shows a centering
図111に示されるように、アンビルトロカール6010は、標的リング6062と投影された切断経路6064との間のオフセットによって指定された所望の穿通位置と位置合わせされてない。アンビルトロカール6010を直線ステープルライン6052の中心6050と位置合わせするために、外科医は、投影された切断経路6064が標的位置合わせリング6062と重なり合い、十字線6066がステープル重なり部分6012の画像6040の中心になるまで、円形ステープラ6002を操作する。位置合わせが完了すると、外科医は、アンビルトロカール6010を直線ステープルライン6052の中心6050に穿通させ、かつ/又は組織を完全にクランプした後、円形ステープラ6002を発射してステープル重なり部分6012を切り取り、吻合を形成する。
As shown in FIG. 111, the
一態様では、本開示は、線状横切開技術、及び円形ステープラ6022のアンビルトロカール6010が直線ステープルライン6052に沿って適切に中心合わせされたかのように位置付けられた位置合わせリング又はブレットを使用して、直線ステープルライン6052の画像を表示するための機器及び方法を提供する。機器は、直線ステープルライン6052の中心6050に対するアンビルトロカール6010の現在位置の上に重ねられた、グレーアウトした位置合わせリングを表示する。画像は、アンビルトロカール6010がどの方向に移動すべきかを指示することによって位置合わせプロセスを支援するための指示マークを含んでもよい。標的位置合わせリング6032は、許容可能限界内の所定の中心距離内に位置するときに、太字で、色を変えて示されてもよく、又はハイライトされて示されてもよい。
In one aspect, the present disclosure uses a linear transverse incision technique and an alignment ring or bullet positioned as if the
ここで図109〜図112を参照すると、図112は、本開示の少なくとも1つの態様による、外科用ハブディスプレイ215に表示された、腹腔鏡6014を通して見た手術の直線ステープルライン6052横切開の標準的なレチクル視野6080の画像6080である。標準的なレチクル図6080では、標準的なレチクル視野6056内の直線ステープルライン6052を見ることは困難である。更に、直線ステープルラインの中心6050に対するアンビルトロカール6010の位置合わせ及び導入を補助するための位置合わせ補助は存在しない。この図は、円形ステープラが適切に中心に置かれたかどうかを示す位置合わせ円又は位置合わせマークを示しておらず、また、投影されたトロカール経路を示していない。この図では、背景画像との対比がないため、ステープルを見ることも困難である。
Referring now to FIGS. 109-112, FIG. 112 is a standard for a
ここで図109〜図113を参照すると、図113は、本開示の少なくとも1つの態様による、円形ステープラ6002のアンビルトロカール6010及び円形ナイフが、直線ステープルライン6052の中心6050に対して位置合わせされる前の、図112に示される手術部位のレーザーを利用したレチクル視野6072の画像6082である。レーザーを利用したレチクル視野6072は、アンビルトロカール6010の配置を支援するためにアンビルトロカール6010の投影された経路を示す、今のところ直線ステープルライン6052の中心の左下に位置付けられている位置合わせマーク又は十字線6066(X)を提供する。アンビルトロカール6010の十字線6066によってマークされた投影された経路に加えて、画像6082は、直線ステープルライン6052のステープルを背景と対照してより視認可能にするために、それらを対比色で表示する。直線ステープルライン6052がハイライト表示され、直線ステープルライン6052の中心6050の上にブルズアイターゲット6070が表示される。画像6082は、レーザーを利用したレチクル視野6072の外側に、状態警告ボックス6068、提案ボックス6074、標的リング6062、及び、十字線6066によってマークされた、直線ステープルライン6052の中心6050に対するアンビルトロカール6010の現在の位置合わせ位置を表示する。図113に示すように、状態警告ボックス6068は、トロカールが「位置ずれしている」ことを示し、提案ボックス6074は、「トロカールをステープルラインの中心に向けて調節する」ように提示する。
With reference to FIGS. 109-113, FIG. 113 shows that the
ここで図109〜図114を参照すると、図114は、本開示の少なくとも1つの態様による、アンビルトロカール6010及び円形ステープラ6002の円形ナイフが直線ステープルライン6052の中心6050に位置合わせされた後の、図113に示される手術部位のレーザーを利用したレチクル視野6072の画像6084である。レーザーを利用したレチクル視野6072は、アンビルトロカール6010の配置を支援するためにアンビルトロカール6010の投影された経路を示す、今のところ直線ステープルライン6052の中心の左下に位置付けられている位置合わせマーク又は十字線6066(X)を提供する。アンビルトロカール6010の十字線6066によってマークされた投影された経路に加えて、画像6082は、直線ステープルライン6052のステープルを背景と対照してより視認可能にするために、それらを対比色で表示する。直線ステープルライン6052がハイライト表示され、直線ステープルライン6052の中心6050の上にブルズアイターゲット6070が表示される。画像6082は、レーザーを利用したレチクル視野6072の外側に、状態警告ボックス6068、提案ボックス6074、標的リング6062、及び、十字線6066によってマークされた、直線ステープルライン6052の中心6050に対するアンビルトロカール6010の現在の位置合わせ位置を表示する。図113に示すように、状態警告ボックス6068は、トロカールが「位置ずれしている」ことを示し、提案ボックス6074は、「トロカールをステープルラインの中心に向けて調節する」ように提示する。
With reference to FIGS. 109-114, FIG. 114 shows, according to at least one aspect of the present disclosure, after the circular knives of the
図114は、アンビルトロカール6010及び円形ナイフがステープルライン6052の中心に位置合わせされた後の、図113に示される手術部位のレーザーを利用した図である。この図では、レーザーを利用したレチクルの視野6072の内側で、位置合わせマークの十字線6066(X)は、ステープルライン6052の中心及びハイライトされたブルズアイターゲットの上に位置付けられており、トロカールがステープルラインの中心に位置合わせされていることを示している。レーザーを利用したレチクルの視野6072の外側で、状態警告ボックスは、トロカールが「位置合わせ」されたことを示しており、提案は「トロカールの導入を進める」である。
FIG. 114 is a view using a laser at the surgical site shown in FIG. 113 after the
ここで図115〜図119を参照すると、ステープル留めの結果に影響を及ぼし得るのは組織の量及び位置だけでなく、組織の性質、種類、又は状態もまた、ステープル留めの結果に影響を及ぼし得る。例えば、不規則な組織分布はまた、例えば、回腸嚢肛門吻合術としても知られるJパウチ法、及び端端吻合術などの、以前にステープル留めされた組織をステープル留めすることを伴う状況においても顕在化する。ステープルカートリッジのエンドエフェクタ内の以前にステープル留めされた組織の配置及び分布が不十分であると、以前に発射されたステープルラインが、エンドエフェクタ内の別のゾーンではなく1つのゾーン内に集中する場合があり、これは、そのような処置の結果に悪影響を及ぼす。 With reference to FIGS. 115-119, it is not only the amount and location of the tissue that can affect the stapled result, but also the nature, type, or condition of the tissue that affects the stapled result. obtain. For example, irregular tissue distribution is also present in situations involving previously stapled tissue, such as the J-pouch method, also known as ileal sac anal anastomosis, and end-to-end anastomosis. It becomes apparent. Inadequate placement and distribution of previously stapled tissue within the end effector of a staple cartridge causes previously fired staple lines to concentrate within one zone rather than another zone within the end effector. In some cases, this adversely affects the outcome of such treatment.
本開示の態様は、エンドエフェクタの第1のジョーと第2のジョーとの間にクランプされた組織をステープル留めするように構成されたエンドエフェクタを備える、外科用ステープル留め器具を提示する。一態様では、エンドエフェクタ内の以前にステープル留めされた組織の配置及び向きは、エンドエフェクタ内のいくつかの所定ゾーンで組織インピーダンスを測定し、比較することによって決定される。様々な態様では、組織インピーダンス測定値も利用して、組織の重複層及びエンドエフェクタ内のそれらの位置を識別することができる。 Aspects of the present disclosure present a surgical staple fastening device comprising an end effector configured to staple the tissue clamped between the first and second jaws of the end effector. In one aspect, the placement and orientation of previously stapled tissue within the end effector is determined by measuring and comparing tissue impedance in several predetermined zones within the end effector. In various embodiments, tissue impedance measurements can also be used to identify overlapping layers of tissue and their location within the end effector.
図115、図117、図118は、間に組織を把持するように構成されたステープルカートリッジ25502及びアンビル25504を含む円形ステープラのエンドエフェクタ25500を示す。ステープルカートリッジ25502のアンビル25504及びステープル空洞25505は、エンドエフェクタ25500の他の特徴部を強調するために図115から取り除かれている。ステープルカートリッジ25502は、本開示によれば、検知回路(S1、S2、S3、S4)によって画定される4つの所定ゾーン(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3、ゾーン4)を含む。
115, 117 and 118 show the
図116は、間に組織を把持するように構成されたステープルカートリッジ25512及びアンビルを含む円形ステープラの別のエンドエフェクタ25510を示す。ステープルカートリッジ25512のアンビル及びステープル空洞は、エンドエフェクタ25510の他の特徴部を強調するために取り除かれている。ステープルカートリッジ25512は、本開示によれば、検知回路(S1〜S8)によって画定される8つの所定ゾーン(ゾーン1〜ゾーン8)を含む。図115及び図116の円形ステープラのそれぞれに画定されたゾーンのサイズは、等しいか又は少なくとも実質的に等しく、円形ステープラのシャフトを通って長手方向に延在する長手方向軸線の周囲に円周方向に配置される。
FIG. 116 shows another
上記のように、以前にステープル留めされた組織は、組織内に以前に配備されたステープルを含む組織である。円形ステープラは、多くの場合、図118に示されるように、以前にステープル留めされた組織をステープル留めされていない組織にステープル留めする(例えばJパウチ法)際に、及び、図117に示されるように、以前にステープル留めされた組織を他の以前にステープル留めされた組織にステープル留めする(例えば端端吻合術)際に利用される。 As mentioned above, a previously stapled organization is one that contains previously deployed staples within the organization. Circular staplers are often used when stapled previously stapled tissue to non-stapled tissue (eg, the J-pouch method), and as shown in FIG. 117, as shown in FIG. 118. As such, it is used to staple previously stapled tissue to other previously stapled tissue (eg, end-to-end anastomosis).
組織内のステープルの存在は、ステープルが通常、組織とは異なる伝導性を有するため、組織インピーダンスに影響を及ぼす。本開示は、エンドエフェクタに対する以前にステープル留めされた組織の最適な配置及び向きを決定するために、円形ステープラのエンドエフェクタ(例えばエンドエフェクタ25500、25510)の所定ゾーンにおける組織インピーダンスを監視及び比較するための、様々なツール及び技術を提示する。
The presence of staples in the tissue affects the tissue impedance because the staples usually have different conductivity than the tissue. The present disclosure monitors and compares the tissue impedance of a circular stapler end effector (eg,
図117、図118の左側の実施例は、円形ステープラの所定ゾーンに対して適切に配置されかつ方向付けられた以前にステープル留めされた組織を示す。以前にステープル留めされた組織は、ステープルカートリッジ25502の中心を通って適切に延在し、所定ゾーンと1回のみ交差する。図117、図118の左下側は、ステープルカートリッジ25502のステープル25508が、適切に配置されかつ方向付けられた以前にステープル留めされた組織内に配備されているところを示す。
The left embodiment of FIGS. 117, 118 shows a previously stapled structure that is properly placed and oriented with respect to a predetermined zone of the circular stapler. The previously stapled tissue properly extends through the center of the
図117、図118の右側の実施例は、不十分に配置されかつ方向付けられた以前にステープル留めされた組織を示す。以前にステープル留めされた組織は、1つ又は2つ以上の所定ゾーンにおいて中心から外れている(図118)、又は重なり合っている(図31)。図117、図118の右下側は、ステープルカートリッジ25502のステープル25508が、不十分に配置されかつ方向付けられた以前にステープル留めされた組織内に配備されているところを示す。
The example on the right side of FIGS. 117, 118 shows a previously stapled structure that is poorly placed and oriented. Previously stapled tissue is off-center or overlapping in one or more predetermined zones (FIG. 118). The lower right side of FIGS. 117, 118 shows that the
図115〜図119と関連して使用されるとき、ステープルラインは、複数列の互い違いのステープルを含んでもよく、典型的には、限定することなく、2列又は3列の互い違いのステープルを含む。図117の実施例では、図115の円形ステープラは、以前に配備されたステープルラインSL1、SL2を含む2つの組織をステープル留めするために利用される。適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL1、SL2を表す図117の左側の実施例では、ゾーン1〜ゾーン4のそれぞれは、ステープルラインSL1、SL2のうちの1つの別個の部分を受容する。第1のステープルラインSL1は、ゾーン2及びゾーン4にわたって延在し、一方、中心点で第1のステープルラインSL1と交差する第2のステープルラインSL2は、ゾーン1及びゾーン3にわたって延在する。したがって、4つのゾーン内の測定されたインピーダンスは、互いに等しく、又は少なくとも実質的に等しく、ステープル留めされていない組織のインピーダンスよりも小さくなる。
When used in connection with FIGS. 115-119, the staple line may include multiple rows of staggered staples and typically includes, without limitation, two or three rows of staggered staples. .. In the embodiment of FIG. 117, the circular stapler of FIG. 115 is used to staple two previously deployed tissues, including the previously deployed staple lines SL1 and SL2. In the example on the left side of FIG. 117 representing properly arranged and oriented staple lines SL1 and SL2, each of
それとは対照的に、不適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL1、SL2を表す図117の右側の実施例では、ステープルラインSL1、SL2は、ゾーン1及びゾーン3にわたって重なり合っている、又は実質的に上下に重なって延在していることによって、インピーダンス測定値は、ゾーン2及びゾーン4と比較してゾーン1及びゾーン3においてより低い。
In contrast, in the right-hand embodiment of FIG. 117 representing improperly placed and oriented staple lines SL1 and SL2, the staple lines SL1 and SL2 overlap or overlap over
図119及び図120は、上述のように、8つの検知回路S1〜S8によって画定された8つの所定ゾーン(ゾーン1〜ゾーン8)を含む図116の円形ステープラのエンドエフェクタ25510によって実施される端端吻合術におけるステープルラインSL1、SL2を示す。エンドエフェクタ25510のアンビル及びステープルカートリッジ25512のステープル空洞は、エンドエフェクタ25510の他の特徴部を強調するために図119及び図120から取り除かれている。
FIG. 119 and FIG. 120, as described above, is carried out by the eight
図121及び図122は、検知回路S1〜S8からのセンサ信号に基づく測定された組織インピーダンスを示す。個々の測定値は、組織インピーダンスシグネチャを定義する。垂直軸25520、25520’は、向きの角度(θ)を表し、垂直軸25522、25522’は、対応する所定ゾーン(ゾーン1〜ゾーン8)を列挙する。組織インピーダンス(Z)は、水平軸25524、25524’に描かれている。
FIG. 121 and FIG 122 shows the measured tissue impedance based on the sensor signal from the
図119及び図121の実施例では、インピーダンス測定値は、適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL1、SL2を表す。図119に示すように、ステープルラインSL1、SL2は、ゾーン1、ゾーン3、ゾーン5、及びゾーン7を通って延在し、ステープルカートリッジ25512の中心点でのみ重なり合う。以前にステープル留めされた組織は、ゾーン1、ゾーン3、ゾーン5、及びゾーン7の間で均等に分布されているため、そのようなゾーンにおける組織インピーダンス測定値の大きさは、同じか、又は少なくとも実質的に同じであり、以前にステープル留めされた組織を受容しなかったゾーン2、ゾーン4、ゾーン6、及びゾーン8における組織インピーダンス測定値よりも有意に小さい。
In the embodiments of FIGS. 119 and 121, the impedance measurements represent properly arranged and oriented staple lines SL1, SL2. As shown in FIG. 119, the staple lines SL1 and SL2 extend through
逆に、図120、図122の実施例では、インピーダンス測定値は、不適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL1、SL2を表す。図120に示すように、ステープルラインSL1、SL2は、ゾーン1及びゾーン5のみ通って延在して互いに上下に重なり合っている。したがって、ゾーン1及びゾーン5における組織インピーダンス測定値の大きさは、以前にステープル留めされた組織を受容しなかった残りのゾーンよりも有意に低い。
Conversely, in the embodiments of FIGS. 120 and 122, the impedance measurements represent improperly arranged and oriented staple lines SL1 and SL2. As shown in FIG. 120, the staple lines SL1 and SL2 extend only through
図123及び図124は、上述のように、8つの検知回路S1〜S8によって画定された8つの所定ゾーン(ゾーン1〜ゾーン8)を含む図116の円形ステープラのエンドエフェクタ25510によって実施されるJパウチ法におけるステープルラインSL3を示す。エンドエフェクタ25510のアンビル及びステープルカートリッジ25512のステープル空洞は、エンドエフェクタ25510の他の特徴部を強調するために図123及び図124から取り除かれている。
Figure 123 and Figure 124, as described above, is carried out by the eight
図125及び図126は、検知回路S1〜S8からのセンサ信号に基づく測定された組織インピーダンスを示す。個々の測定値は、組織インピーダンスシグネチャを定義する。垂直軸25526、25526’は、向きの角度(θ)を表し、垂直軸25528、25528’は、対応する所定ゾーン(ゾーン1〜ゾーン8)を列挙する。組織インピーダンス(Z)は、水平軸25530、25530’に描かれている。
FIG. 125 and FIG 126 shows the measured tissue impedance based on the sensor signal from the
図123及び図125の実施例では、インピーダンス測定値は、適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL3表す。図123に示すように、ステープルラインSL3は、ゾーン1及びゾーン5のみを通って延在している。以前にステープル留めされた組織は、ゾーン1及びゾーン5の間で均等に分布されているため、そのようなゾーンにおける組織インピーダンス測定値の大きさは、同じか、又は少なくとも実質的に同じであり、以前にステープル留めされた組織を受容しなかった残りのゾーンにおける組織インピーダンス測定値よりも有意に小さい。
In the embodiments of FIGS. 123 and 125, the impedance measurements are represented by a properly arranged and oriented staple line SL3. As shown in FIG. 123, the staple line SL3 extends only through
逆に、図124、図126の例では、インピーダンス測定値は、不適切に配置されかつ方向付けられたステープルラインSL3を表す。図124に示すように、ステープルラインSL3は、ゾーン4、ゾーン5、及びゾーン6を通って延在し、これらのゾーンは全て、ステープルカートリッジ25510の片側にある。したがって、ゾーン4、ゾーン5、及びゾーン6における組織インピーダンス測定値の大きさは、以前にステープル留めされた組織を受容しなかった残りのゾーンよりも有意に低い。
Conversely, in the examples of FIGS. 124 and 126, the impedance measurements represent improperly placed and oriented staple line SL3. As shown in FIG. 124, the staple line SL3 extends through
様々な態様では、円形ステープラ(例えば、図115の円形ステープラ及び図116の円形ステープラ)は、制御システム25470(図102)を更に備え、制御システム25470は、円形ステープラの検知回路の受信したセンサ信号から決定されたインピーダンス測定値を更に分析するように構成され得る。特定の態様では、図102に示す制御システム25470は、図115〜図126に関連して示されるように、1つ又は2つ以上の以前に配備されたステープルラインの幾何学的パラメータを決定するように構成され得るマイクロコントローラ461を含む。特定の例では、マイクロコントローラ461はまた、図103〜図114に関連して示されるように、円形ステープラの位置合わせ態様を決定するように構成され得る。特定の例では、マイクロコントローラ461はまた、図103〜図114に関連して示されるように、円形ステープルの円形トロカールの位置、既存のステープルラインの長さ及び中心線、並びに/又は2つの連続線の中心交点を決定するように構成され得る。
In various aspects, the circular stapler (eg, the circular stapler of FIG. 115 and the circular stapler of FIG. 116) further comprises a control system 25470 (FIG. 102), wherein the
マイクロコントローラ461は、例えば、以前にステープル留めされた組織の検出された不適切な配置及び/又は向きに関する警告を、ディスプレイ473を介して手術執刀医に与えることができる。他の音声、触覚、及び/又は視覚的手段も採用することができる。マイクロコントローラ461はまた、組織ステープル留めを防止するための措置を講じてもよい。例えば、マイクロコントローラ461は、モータドライバ492に信号を送ってモータ482を停止させてもよい。特定の例では、マイクロコントローラ461は、手術執刀医に対して新しい位置及び/又は向きを推奨してもよい。
様々な態様では、本開示の円形ステープラは、有線及び/又は無線通信チャネルを介して、外科用ハブ106(図3、図4)、206(図206)に通信可能に連結される。このような円形ステープラによって収集されたデータは、外科用ハブ106、206に送信されることができ、外科用ハブ106、206は、更なる分析のために、このデータをクラウドベースのシステム104、204に更に送信することができる。
In various aspects, the circular stapler of the present disclosure is communicably connected to surgical hubs 106 (FIGS. 3, 4) and 206 (FIG. 206) via wired and / or wireless communication channels. The data collected by such a circular stapler can be transmitted to
図127は、以前にステープル留めされた組織を、外科用ステープラのエンドエフェクタ(例えばエンドエフェクタ25500、25510)内に適切に位置付けるための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス25600の論理フロー図を示す。一態様では、プロセス25600は、制御回路500(図13)によって実行される。別の態様では、プロセス25600は、組み合わせ論理回路510(図14)によって実行され得る。更に別の態様では、プロセス25600は、順序論理回路520(図15)によって実行され得る。
FIG. 127 shows a logical flow diagram of
例示の目的のために、以下の説明は、プロセッサ461を含むコントローラ461を含む制御回路によって実行可能であるプロセス25600を示す。メモリ468は、プロセス25600を実行するためにプロセッサ461によって実行可能なプログラム命令を記憶する。
For illustrative purposes, the following description illustrates
プロセス25600は、外科用ステープラによって実行される外科的処置のタイプを決定する(25602)。外科的処置のタイプは、見出し「状況認識」に記載されている様々な技術を用いて決定され得る。次いで、プロセッサ25600は、決定された外科的処置のタイプに基づいて、適切に配置された以前にステープル留めされた組織に関する組織インピーダンスシグネチャを選択する(25604)。上述したように、例えば、Jパウチ法において適切に配置された以前にステープル留めされた組織は、例えば、端端吻合術におけるものとは異なる組織インピーダンスシグネチャを有する。
次いで、プロセス25600は、所定ゾーン内の測定された組織インピーダンスが選択された組織インピーダンスシグネチャに対応するかどうかを判定する(25606)。対応しない場合、プロセッサ461は、ユーザに警告してもよく(25608)、及び/又は組織処置をオーバーライドしてもよい(25610)。一態様では、プロセッサ461は、ディスプレイ473を介してユーザに警告することができる(25608)。加えて、プロセッサ461は、エンドエフェクタがその発射を完了することを防止することによって組織処置をオーバーライドすることができる(25610)。発射完了の防止は、例えば、モータドライバ492にモータ482(図102)を停止させることによって達成され得る。
しかしながら、所定ゾーン内の測定された組織インピーダンスが選択された組織インピーダンスシグネチャに対応する場合、プロセッサ461は、エンドエフェクタが組織処置を進める(25612)ことを可能にする。
However, if the measured tissue impedance within a predetermined zone corresponds to the selected tissue impedance signature, the
図128〜図134を概して参照すると、組織オーバーハングは、例えば、外科用エンドエフェクタのジョーの間に把持された血管(BV)などの組織がエンドエフェクタの最適な処置領域を越えて延在するときに生じる現象である。したがって、オーバーハングしている組織は、エンドエフェクタによって適用される処置を受けない場合がある。組織が血管を含み、処置が血管(BV)を封止及び切断することを伴う場合、血管の封止されていないオーバーハング部分が漏出して、望ましくない結果をもたらす恐れがある。 Generally referring to FIGS. 128-134, tissue overhangs extend beyond the optimal treatment area of the end effector, for example, tissue such as a blood vessel (BV) gripped between the jaws of the surgical end effector. It is a phenomenon that sometimes occurs. Therefore, overhanging tissue may not receive the treatment applied by the end effector. If the tissue contains blood vessels and the procedure involves sealing and cutting the blood vessels (BV), the unsealed overhangs of the blood vessels can leak, with undesired consequences.
本開示の態様は、外科用器具のエンドエフェクタ内のオーバーハングしている組織を検出するように構成された回路を備える外科用器具を提示する。本開示の態様はまた、外科用器具のエンドエフェクタ内の所定の処置領域を越えて延在する組織を検出するように構成された回路を備える外科用器具も提示する。 Aspects of the present disclosure present a surgical instrument comprising a circuit configured to detect overhanging tissue within the surgical instrument end effector. Aspects of the present disclosure also present a surgical instrument comprising a circuit configured to detect tissue extending beyond a predetermined treatment area within the end effector of the surgical instrument.
様々な実施例において、外科用器具25701のエンドエフェクタ25700は、第1のジョー25702及び第2のジョー25704を含む。25701は、本明細書における他の箇所の他の外科用器具の開示、例えば、外科用器具150010と、多くの点で類似している。第1のジョー25702及び第2のジョー25704のうちの少なくとも一方は、エンドエフェクタ25700を開放構成(図128、図129、図132)と閉鎖構成(図130、図131、図133、図134)との間で移行させるように移動可能である。図128〜図134の実施例では、エンドエフェクタ25700は、ジョー25702とジョー25704との間に把持された組織内に配備可能でありかつアンビル25710によって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジ25708を含む。他の実施例では、本開示によるエンドエフェクタは、超音波及び/又は高周波エネルギーを印加することによって組織を処置することができる。
In various embodiments, the
エンドエフェクタ25700は、オーバーハングしている組織を検出するための連続式センサを備えるフレックス回路25706を更に含む。オーバーハングしている組織は、図131、図134に示されるように連続式センサと接触している場合、フレックス回路25706を通る電流の流れを引き起こす電気経路を確立する。電流の流れは、オーバーハング組織の存在を示す。
The
ジョー25702、25704は、図131、図134に示されるように、組織処置が閉鎖構成で適用される場合、処置領域25714をそれらの間に画定する。
屈曲先端部又はノーズ25716、25718は、ジョー25702、25704内の処置領域25714の遠位に画定される。段付き特徴部25720は、閉鎖構成の屈曲したノーズ25716、25718において、ジョー25702とジョー25704との間の最小距離又は間隙を維持する。
The flexion tip or
フレックス回路25706は、組織の非存在下で、間隙25724が段付き特徴部25720によってフレックス回路25706の上方に維持されるように、第1のジョー25702のノーズ25716内に入れ子状になっている。
The
図128〜図134の実施例では、エンドエフェクタ25700は、アンビル25710とステープルカートリッジ25708との間に存在する処置領域25714を含む。処置領域25714内のエンドエフェクタ25700によって把持された組織をステープル留めするために、ステープルは、ステープルカートリッジ25708から組織内に配備されて、アンビル25710によって変形される。他の実施例では、エンドエフェクタ25700の処置領域は、処置領域において組織に高周波及び/又は超音波エネルギーを印加することによって、組織を封止することができる。
In the embodiment of FIGS. 128-134, the
図128〜図134の実施例では、連続式センサは、ステープルカートリッジ25708の遠位部分上に配設され、かつ絶縁されたフレックス回路25706によって画定され、このフレックス回路25706は、ステープルカートリッジを受容するように構成された第1のジョー25702のチャネル25726内の対応する接点に連結された接点を介して配線される。オーバーハング(overhanding)組織の存在を示すセンサ信号は、例えば、これら接点を通って制御システム470(図12)などの制御システムに至る。
In the embodiment of FIGS. 128-134, the continuous sensor is located on the distal portion of the
フレックス回路25706は、段付き特徴部25720と屈曲ノーズ25716との間でステープルカートリッジ25708の平坦又は実質的に平坦な部分25728から遠位に延在する。フレックス回路25706は、屈曲ノーズ25716によって画定され、かつ平坦部25728の遠位縁部から延在する傾斜面25730の下方に更に在在する。段付き特徴部25720を越えて平坦部25728及び/又は傾斜面25730上まで延在する組織は連続式センサをトリガし、センサ信号が制御システム470に送信される(図12)。
The
屈曲したノーズの遠位端は、連続式センサの遠位に位置付けられた対応する位置合わせ特徴部25722、25732を含む。図128〜図134の実施例では、位置合わせ特徴部25722は隆起面を備え、位置合わせ特徴部25732は、位置合わせ特徴部25722の隆起面を受容するように構成された対応する凹面を備える。
The distal end of the bent nose includes a
連続式センサはステープルカートリッジ25708上に配設されているが、これは限定として解釈されるべきではない。例えば、特定の例では、連続式センサは、アンビル25710の遠位ノーズ25718上に配設されてもよい。
The continuous sensor is located on the
様々な態様では、図128〜図134に示されるようなエンドエフェクタ25700を備える外科用器具は、手持ち式外科用器具であってもよい。あるいは、エンドエフェクタ25700は、ロボットアームの構成要素としてロボットシステムに組み込まれてもよい。ロボットシステムの更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日に出願された米国特許仮出願第62/611,339号に開示されている。
In various aspects, the surgical instrument with the
特定の例では、図128〜図134に示されるようなエンドエフェクタ25700を備える外科用器具25701は、図1〜図11に関連してより詳細に説明されるように、有線及び/又は無線通信チャネルを介して外科用ハブ(例えば、外科用ハブ106(図3、図4)、206(図206))に通信可能に連結され得る。
In a particular example, a
様々な態様において、組織オーバーハングが検出されると、ディスプレイ473は、例えば、組織がそこからオーバーハングしているステープルカートリッジ25708のカートリッジデッキなど、エンドエフェクタ25700の少なくとも部分図を示してもよい。更に、インピーダンス若しくは別の組織圧縮推定検知手段、又は3次元スタッキング若しくは別の可視化手段を採用して、屈曲したノーズ25716とノーズ25718との間で検知されたオーバーハング組織の量を更に示してもよい。
In various embodiments, when a tissue overhang is detected, the
本明細書で記載される主題の様々な態様を、以下の実施例において説明する:
実施例1−エンドエフェクタを備える外科用ステープル留め器具。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。外科用ステープル留めシステムは、制御回路を更に備える。制御回路は、所定ゾーンにおける組織インピーダンスを決定することと、当該組織インピーダンスに基づいて、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、当該不規則性に従ってエンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている。
Various aspects of the subject matter described herein are described in the following examples:
Example 1-Surgical staple fastening device with an end effector. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that are deployable within the tissue and deformable by anvil. The surgical staple system further comprises a control circuit. The control circuit determines the tissue impedance in a given zone, detects the irregularity of the tissue distribution in the end effector based on the tissue impedance, and adjusts the end effector closure parameters according to the irregularity. It is configured to do and do.
実施例2−エンドエフェクタが、所定ゾーンに検知回路を備える、実施例1に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 2-The surgical staple fastening device according to Example 1, wherein the end effector comprises a detection circuit in a predetermined zone.
実施例3−所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施例1又は2に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 3-The surgical staple fastening instrument according to Example 1 or 2, wherein the predetermined zones are separated by insulating elements.
実施例4−所定ゾーンが、内側所定ゾーンと、外側所定ゾーンと、内側所定ゾーンと外側所定ゾーンとの間の中間所定ゾーンと、を含む、実施例1、2、又は3に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 4-Surgical operation according to Example 1, 2 or 3, wherein the predetermined zone includes an inner predetermined zone, an outer predetermined zone, and an intermediate predetermined zone between the inner predetermined zone and the outer predetermined zone. Staple fastener.
実施例5−エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することは、内側所定ゾーン及び外側所定ゾーンにおける組織インピーダンスの平均が、中間所定ゾーンにおける組織インピーダンスよりも大きいと判定することを含む、実施例4に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 5-Detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector comprises determining that the average tissue impedance in the inner and outer predetermined zones is greater than the tissue impedance in the intermediate predetermined zones. The surgical staple fastening device according to Example 4.
実施例6−エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することにより、制御回路に、エンドエフェクタによって把持された組織を解放及び再配置するようにユーザに警告させる、実施例1、2、3、4、又は5に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 6-By detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector, the control circuit alerts the user to release and rearrange the tissue gripped by the end effector, Examples 1, 2, 3, 4, or 5 surgical staple fastening device.
実施例7−エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することは、内側所定ゾーン及び外側所定ゾーンにおける組織インピーダンスの平均が、中間所定ゾーンにおける組織インピーダンス以下であると判定することを含む、実施例4に記載の外科用ステープル留め器具。エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することは、内側所定ゾーンの組織インピーダンスが、外側所定ゾーンの組織インピーダンスよりも大きいと判定することを更に含む。 Example 7-Detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector comprises determining that the average tissue impedance in the inner and outer predetermined zones is less than or equal to the tissue impedance in the intermediate predetermined zone. The surgical staple fastening device according to Example 4. Detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector further includes determining that the tissue impedance of the inner predetermined zone is greater than the tissue impedance of the outer predetermined zone.
実施例8−エンドエフェクタを誘導して閉鎖構成に移行させるように構成されたモータを更に備え、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することにより、制御回路にモータの速度を低下させる、実施例1、2、3、4、5、6、又は7に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 8-A motor further configured to guide the end effector into a closed configuration is provided to reduce the speed of the motor in the control circuit by detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector. , The surgical staple fastening device according to Example 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7.
実施例9−閉鎖パラメータが、閉鎖速度である、実施例1、2、3、4、5、6、7、又は8に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 9-The surgical staple fastening device according to Example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, wherein the closure parameter is the closure rate.
実施例10−制御回路が、組織インピーダンスを決定するために、所定ゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも1つの治療信号を通過させるように構成されている、実施例1、2、3、4、5、6、7、8、又は9に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 10-The control circuit is configured to pass at least one treatment signal through the tissue in each of the predetermined zones to determine the tissue impedance, Examples 1, 2, 3, 4, 5,. 6, 7, 8, or 9 surgical staple fastening device.
実施例11−以前にステープル留めされた組織をステープル留めするための外科用ステープル留め器具は、内部を通って延在する長手方向軸線を画定するシャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、以前にステープル留めされた組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。エンドエフェクタは、アンビルとステープルカートリッジとの間の所定ゾーンを更に備える。外科用ステープル留めシステムは、回路を更に備える。回路は、所定ゾーンにおける組織インピーダンスを測定することと、測定された組織インピーダンスを、所定ゾーンの所定の組織インピーダンスシグネチャと比較することと、当該比較から、エンドエフェクタ内の以前にステープル留めされた組織の位置及び向きのうちの少なくとも一方の不規則性を検出することと、を行うように構成されている。 Example 11-A surgical stapler for stapling previously stapled tissue comprises a shaft defining a longitudinal axis extending through the interior and an end effector extending from the shaft. Be prepared. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that can be deployed within previously stapled tissue and are deformable by anvils. The end effector further comprises a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge. The surgical staple system further comprises a circuit. The circuit measures the tissue impedance in a given zone, compares the measured tissue impedance to a given tissue impedance signature in a given zone, and from that comparison, the previously stapled tissue in the end effector. It is configured to detect and perform irregularities in at least one of the positions and orientations of.
実施例12−エンドエフェクタが、所定ゾーンに検知回路を備える、実施例11に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 12-The surgical staple fastening device according to Example 11, wherein the end effector comprises a detection circuit in a predetermined zone.
実施例13−所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施例11又は12に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 13-The surgical staple fastening device according to Example 11 or 12, wherein the predetermined zones are separated by insulating elements.
実施例14−所定ゾーンが、長手方向軸線の周りに円周方向に配置されている、実施例11、12、又は13に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 14-Surgical staple fastening device according to Example 11, 12, or 13, wherein a predetermined zone is arranged circumferentially around a longitudinal axis.
実施例15−不規則性を検出することにより、制御回路に、ユーザに警告させる、実施例11、12、13、又は14に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 15-The surgical staple fastening device according to Example 11, 12, 13, or 14, which causes the control circuit to warn the user by detecting irregularities.
実施例16−制御回路が、組織インピーダンスを決定するために、所定ゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも1つの治療信号を通過させるように構成されている、実施例11、12、13、14、又は15に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 16-Examples 11, 12, 13, 14, or 15 the control circuit is configured to pass at least one treatment signal through the tissue in each of the predetermined zones to determine the tissue impedance. Surgical staple fastening device described in.
実施例17−外科用ステープル留め器具は、エンドエフェクタを備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第2のジョーであって、第1のジョーと第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、を備える。エンドエフェクタは、アンビル及びステープルカートリッジを更に備える。ステープルカートリッジは、組織内に配備可能でありかつアンビルによって変形可能なステープルを含む。エンドエフェクタは、アンビルとステープルカートリッジとの間の所定ゾーンを更に備える。外科用ステープル留め器具は、制御回路を更に備える。制御回路は、所定ゾーンのそれぞれにおける組織の電気的パラメータを決定することと、決定された電気的パラメータに基づいて、エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、当該不規則性に従ってエンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている。 Example 17-The surgical staple fastening device comprises an end effector. The end effector is a first jaw and a second jaw, the first between the open and closed configurations to grip the tissue between the first and second jaws. It has a second jaw that can be moved with respect to the jaw. The end effector further comprises an anvil and a staple cartridge. Staple cartridges include staples that are deployable within the tissue and deformable by anvil. The end effector further comprises a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge. Surgical staple fasteners further include a control circuit. The control circuit determines the electrical parameters of the tissue in each of the predetermined zones, detects the irregularity of the tissue distribution in the end effector based on the determined electrical parameters, and the irregularity. It is configured to adjust and do the closing parameters of the end effector according to.
実施例18−エンドエフェクタが、所定ゾーンに検知回路を備える、実施例17に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 18-The surgical staple fastening device of Example 17, wherein the end effector comprises a detection circuit in a predetermined zone.
実施例19−所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施例17又は18に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 19-The surgical staple fastening device according to Example 17 or 18, wherein the predetermined zones are separated by insulating elements.
実施例20−閉鎖パラメータが、閉鎖速度である、実施例17、18、又は19に記載の外科用ステープル留め器具。 Example 20-The surgical staple fastening device according to Example 17, 18, or 19, wherein the closure parameter is the closure rate.
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例が1つ若しくは2つ以上の機能及び/又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例に含まれる各機能及び/又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、1台以上のコンピュータ上で稼働する1つ又は2つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、1つ又は2つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして(例えば、1つ又は2つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で1つ又は2つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられる。 The above detailed description has described various forms of equipment and / or processes using block diagrams, flowcharts, and / or examples. As long as such block diagrams, flowcharts, and / or embodiments include one or more functions and / or operations, it is appreciated by those skilled in the art that such block diagrams, flowcharts, and / or Each function and / or operation included in the embodiments can be implemented individually and / or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. To those skilled in the art, all or part of some of the embodiments disclosed herein may be as one or more computer programs running on one or more computers (eg, 1). As one or more programs running on one or more computer systems (as one or more programs running on one or more computer systems) (eg, as one or more programs running on one or more processors) Can be equivalently implemented on an integrated circuit as one or more programs running on a microprocessor, as firmware, or as virtually any combination thereof, and designing the circuit. And / or writing code for software and / or firmware will be understood to be within the skill of those skilled in the art in light of the present disclosure. Further, as will be appreciated by those skilled in the art, the mechanisms of subject matter described herein can be distributed in a variety of forms as one or more program products, which are described herein. The specific forms of the described subject matter are used regardless of the particular type of signal carrier used in the actual distribution.
様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、キャッシュ、フラッシュメモリ、又は他の記憶装置などのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ(CD−ROM)、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくは他の形態の伝播信号(例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など)を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械記憶装置に限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。 Instructions used to program logic to perform various disclosed aspects can be stored in in-system memory such as dynamic random access memory (DRAM), cache, flash memory, or other storage devices. .. In addition, instructions can be distributed over the network or by other computer-readable media. Therefore, the machine-readable medium may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (for example, a computer), such as a floppy diskette, an optical disk, a compact disk, or a read-only memory (CD). -ROM), as well as magnetic optical disks, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), magnetic or optical cards, Tangible machine memory used to transmit information over the Internet via flash memory or electrical, optical, acoustic, or other forms of propagating signals (eg, carriers, infrared signals, digital signals, etc.) It is not limited to the device. Thus, non-transitory computer-readable media include any type of tangible machine-readable medium suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (eg, a computer).
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路(例えば、1つ又は2つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブル論理機構(PLD)、プログラマブル論理アレイ(PLA)、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA))、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路(IC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、システムオンチップ(SoC)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用されるとき、「制御回路」としては、少なくとも1つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)を形成する電気回路、及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光学電気機器)を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。 As used in any aspect of the specification, the term "control circuit" refers, for example, to a hard-wired circuit, a programmable circuit (eg, a computer processor containing one or more individual instruction processing cores, a processing unit). By a processor, microcontroller, microcontroller unit, controller, digital signal processor (DSP), programmable logic mechanism (PLD), programmable logic array (PLA), or field programmable gate array (FPGA)), state mechanical circuit, programmable circuit. It can refer to a firmware that stores the instructions to be executed, and any combination thereof. Control circuits can be collectively or individually, for example, integrated circuits (ICs), application-specific integrated circuits (ASICs), system-on-chip (SoC), desktop computers, laptop computers, tablet computers, servers, smartphones, etc. , Can be embodied as a circuit that forms part of a larger system. Thus, as used herein, a "control circuit" includes an electric circuit having at least one individual electric circuit, an electric circuit having at least one integrated circuit, and at least one application-specific integrated circuit. Electrical circuits, general purpose computing devices configured by computer programs (eg, general purpose computers configured by computer programs that at least partially execute the processes and / or devices described herein, or described herein. Electrical circuits forming electrical circuits (microprocessors composed of computer programs that execute processes and / or devices at least partially), electrical circuits forming memory devices (eg, in the form of random access memory), and / or communication devices (e.g.) Examples include, but are not limited to, electrical circuits that form modems, communication switches, or optical electrical equipment. Those skilled in the art will recognize that the subjects described herein may be realized in analog or digital forms or some combination thereof.
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び/又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット、及び/又はハードコードされた(例えば、不揮発性の)データとして具現化されてもよい。 As used in any aspect of the specification, the term "logic" may refer to an application, software, firmware, and / or circuit configured to perform any of the aforementioned operations. The software may be embodied as software packages, codes, instructions, instruction sets, and / or data recorded on non-temporary computer-readable storage media. The firmware may be embodied as code, instructions, or instruction sets in a memory device, and / or as hard-coded (eg, non-volatile) data.
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。 As used in any aspect of the specification, the terms "component", "system", "module" and the like are either hardware, a combination of hardware and software, software, or running software. Can refer to a computer-related entity that is.
本明細書の任意の態様で使用されるとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理量及び/又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量に関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び/又は状態に適用される便利なラベルである。 As used in any aspect of the specification, an "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps that leads to a desired result, and a "step" is, but is not necessarily necessary, a memory, transfer, or combination. Refers to the manipulation of physical quantities and / or logical states that can be in the form of electrical or magnetic signals that can be manipulated, compared, and otherwise manipulated. It is common practice to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, letters, terms, numbers, and so on. These and similar terms may be associated with appropriate physical quantities and are simply convenient labels that apply to these quantities and / or conditions.
ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。1つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルが挙げられ得る。イーサネットプロトコルは、Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)によって発行された2008年12月発行の表題「IEEE802.3Standard」、及び/又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、X.25通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。X.25通信プロトコルは、International Telecommunication Union−Telecommunication Standardization Sector(ITU−T)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Consultative Committee for International Telegraph and Telephone(CCITT)及び/又はthe American National Standards Institute(ANSI)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード(ATM)通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ATM通信プロトコルは、ATM Forumによって「ATM−MPLS Network Interworking2.0」という題で2001年8月に公開されたATM規格及び/又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び/又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。 The network may include a packet switching network. Communication devices can communicate with each other using selected packet-switched network communication protocols. One exemplary communication protocol may include an Ethernet communication protocol that can enable communication using a transmission control protocol / Internet Protocol (TCP / IP). The Ethernet protocol conforms to or is compatible with the December 2008 title "IEEE 802.3 Standard" published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) and / or later versions of the Ethernet standard. There can be. Alternatively or additionally, the communication device is X.I. Twenty-five communication protocols can be used to communicate with each other. X. The 25 communication protocols may conform to or be compatible with the standards promulgated by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, the communication devices can communicate with each other using the Frame Relay communication protocol. The Frame Relay communication protocol conforms to or is compatible with standards promulgated by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and / or the American National Standards Institute (ANSI). Alternatively or additionally, the transmitters and receivers may be able to communicate with each other using an asynchronous transfer mode (ATM) communication protocol. The ATM communication protocol may conform to or be compatible with the ATM standard published in August 2001 under the title "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" by the ATM Forum and / or later versions of this standard. .. Not surprisingly, connection-oriented network communication protocols developed differently and / or later are equally contemplated herein.
別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(電子的)量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。 Unless otherwise stated, as is clear from the above disclosure, throughout the above disclosure, "process," "calculate," "calculate," "determine," "display," etc. Discussions that use the term refer to data expressed as a physical (electronic) quantity in a computer system's memory or memory as a physical quantity in the computer's memory or register or such information storage, transmission, or display. It will be appreciated that it refers to the operation and processing of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and transforms into other similarly represented data.
1つ又は2つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成される(configured to)」、「ように構成可能である(configurable to)」、「動作可能である/ように動作する(operable/operative to)」、「適合される/適合可能である(adapted/adaptable)」、「ことが可能である(able to)」、「準拠可能である/準拠する(conformable/conformed to)」などと言及され得る。当業者は、「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、アクティブ状態の構成要素及び/又は非アクティブ状態の構成要素及び/又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。 One or more components are "configured to", "configurable to", and "operable / as" herein. "Operaable / operative to", "adapted / adaptive", "able to", "conformable / conformable" to) ”and so on. Those skilled in the art will generally appreciate that "configured as" is an active component and / or an inactive component and / or a standby component, unless the context should be interpreted in other ways. You will understand that it can contain elements.
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具の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、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。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。 The terms "proximal" and "distal" are used herein with reference to the clinician operating the handle portion of the surgical instrument. The term "proximal" refers to the part closest to the clinician, and the term "distal" refers to the part located away from the clinician. It will be further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical", "horizontal", "top", and "bottom" may be used for drawings herein. However, surgical instruments are used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limited and / or absolute.
当業者は、一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)で使用される用語は、概して「オープンな」用語として意図されるものである(例えば、「含む(including)」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない(including but not limited to)」と解釈されるべきであり、「有する(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、それらに限定されない(includes but is not limited to)」と解釈されるべきであるなど)ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載(introduced claim recitation)において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項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つ以上の(one or more)」という導入句を、請求項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請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「1つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句及び「a」又は「an」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を1つのみ含む請求項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」は通常、「少なくとも1つの」又は「1つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。 Those skilled in the art generally intend that the terms used herein, and in particular in the appended claims (eg, the text of the appended claims), are generally "open" terms. The term "including" should be interpreted as "including but not limited to" and the term "having". Should be interpreted as "having at least" and the term "includes" should be interpreted as "includes but is not limited to" You will understand that it should be done, etc.). In addition, if a particular number is intended in the introduced claim recitation, such intent is clearly stated in the claim, and in the absence of such intent, such intent does not exist. However, those skilled in the art will understand. For example, as an aid to understanding, the following claims introduce the introductory phrases "at least one" and "one or more" and the claims. May be included to do. However, the use of such a phrase is an introductory phrase such as "one or more" or "at least one" in the same claim, even if the claim description is introduced by the indefinite definite article "a" or "an". And any particular claim, including such an introduced claim statement, is limited to a claim that includes only one such claim, even if it contains the indefinite definite "a" or "an". Should not be construed as suggesting (eg, "a" and / or "an" should usually be construed as meaning "at least one" or "one or more". ). The same is true when introducing claims using definite articles.
更に、導入された請求項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、典型的には、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、典型的には、2つ若しくは3つ以上の選択的な用語を表わ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、明細書内であろうと、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よう。例えば、「A又はB」という句は、典型的には、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されよう。 Moreover, even if a particular number is specified in the introduced claims, such statement should typically be construed to mean at least the number stated. , Will be recognized by those skilled in the art (eg, if there is a mere "two entries" with no other modifiers, then generally at least two entries, or two or more statements. Means matter). Further, when a notation similar to "at least one of A, B, C, etc." is used, such syntax is generally intended in the sense that one of ordinary skill in the art will understand the notation (eg, for example. , "A system having at least one of A, B, and C", but is not limited to, A only, B only, C only, both A and B, both A and C, B and Includes systems with both C and / or all of A, B and C, etc.). When a notation similar to "at least one of A, B, C, etc." is used, such syntax is generally intended to mean that one of ordinary skill in the art will understand the notation (eg, "" A system having at least one of A, B, or C "is, but is not limited to, A only, B only, C only, both A and B, both A and C, B and C. Includes systems with both and / or all of A, B and C, etc.). Moreover, typically any selective word and / or phrase representing two or more selective terms is used in the specification unless the context requires other meanings. It is understood that it is intended to include one of those terms, any of those terms, or both, whether in the claims, in the claims, or in the drawings. Those skilled in the art will understand that it should be. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibility of "A" or "B" or "A and B".
添付の特許請求の範囲に関して、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得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス(複数可)で示されているが、様々な動作は、例示されたもの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、割り込み、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。 With respect to the appended claims, one of ordinary skill in the art will appreciate that the actions cited herein can generally be performed in any order. In addition, although the flow charts of various operations are shown in a sequence (s), it is understood that the various operations may be performed in an order other than those illustrated, or may be performed at the same time. It should be. Examples of such alternative ordering are duplicates, alternations, interrupts, reordering, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse, or other different ordering, unless the context requires other meanings. May include. In addition, terms such as "responding to", "related to", or other past tense adjectives may generally exclude such variants unless they should be interpreted in other ways in the context. Not intended.
「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも1つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ又は2つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。 Any reference to "one aspect", "aspect", "exemplification", "one example", etc. includes a particular mechanism, structure, or property described in connection with that aspect in at least one aspect. It is worth noting that it means. Therefore, the terms "in one aspect", "in an embodiment", "in an example", and "in an example" found in various places throughout the specification do not necessarily all refer to the same aspect. Moreover, certain features, structures, or properties can be combined in any suitable manner in one or more embodiments.
本明細書で参照され、かつ/又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。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、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。 Any patent application, patent, non-patent publication, or other disclosed material referenced herein and / or listed in any application datasheet is to the extent that the material incorporated is consistent with this specification. , Incorporated herein by reference. As such, and to the extent necessary, the disclosures expressly set forth herein shall supersede any contradictory statements incorporated herein by reference. Any content that conflicts with current definitions, views, or other disclosures described herein, or parts thereof, shall be incorporated herein by reference, but with reference and current disclosure. It shall be referred to only to the extent that there is no contradiction with.
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くの利益が記載されてきた。1つ又は2つ以上の形態の上述の記載は、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つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態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。 In summary, many benefits have been described as a result of using the concepts described herein. The above description in one or more forms is presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be inclusive or limited to the exact form disclosed. In view of the above teachings, modifications or modifications are possible. One or more forms exemplify the principles and practical applications, thereby making various forms available to those skilled in the art as suitable for the particular application conceived, along with various modifications. Therefore, it has been selected and described. The claims presented with this specification are intended to define the overall scope.
〔実施の態様〕
(1) 外科用ステープル留め器具であって、
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、を備える、エンドエフェクタと、
制御回路であって、
所定ゾーンにおける組織インピーダンスを決定することと、
前記組織インピーダンスに基づいて、前記エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、
前記不規則性に従って前記エンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている、制御回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。
(2) 前記エンドエフェクタが、前記所定ゾーンに検知回路を備える、実施態様1に記載の外科用ステープル留め器具。
(3) 前記所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施態様2に記載の外科用ステープル留め器具。
(4) 前前記所定ゾーンが、
内側所定ゾーンと、
外側所定ゾーンと、
前記内側所定ゾーンと前記外側所定ゾーンとの間の中間所定ゾーンと、を含む、実施態様2に記載の外科用ステープル留め器具。
(5) 前記エンドエフェクタ内の組織分布の前記不規則性を検出することは、前記内側所定ゾーン及び前記外側所定ゾーンにおける前記組織インピーダンスの平均が、前記中間所定ゾーンにおける前記組織インピーダンスよりも大きいと判定することを含む、実施態様4に記載の外科用ステープル留め器具。
[Implementation mode]
(1) Surgical staple fastening device
It ’s an end effector,
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
An end effector comprising a staple cartridge comprising staples that can be deployed within the tissue and that can be deformed by the anvil.
It ’s a control circuit,
Determining the tissue impedance in a given zone
To detect irregularities in the tissue distribution in the end effector based on the tissue impedance,
A surgical staple fastening device comprising a control circuit, which is configured to adjust the closure parameters of the end effector according to the irregularity.
(2) The surgical staple fastening device according to the first embodiment, wherein the end effector includes a detection circuit in the predetermined zone.
(3) The surgical staple fastening device according to the second embodiment, wherein the predetermined zone is separated by an insulating element.
(4) The predetermined zone in front is
Inside predetermined zone and
Outer predetermined zone and
The surgical staple fastening device according to
(5) Detecting the irregularity of the tissue distribution in the end effector means that the average of the tissue impedances in the inner predetermined zone and the outer predetermined zone is larger than the tissue impedance in the intermediate predetermined zone. The surgical staple fastening device according to
(6) 前記エンドエフェクタ内の組織分布の前記不規則性を検出することにより、前記制御回路に、前記エンドエフェクタによって把持された前記組織を解放及び再配置するようにユーザに警告させる、実施態様5に記載の外科用ステープル留め器具。
(7) 前記エンドエフェクタ内の組織分布の前記不規則性を検出することは、
前記内側所定ゾーン及び前記外側所定ゾーンにおける前記組織インピーダンスの平均が、前記中間所定ゾーンにおける前記組織インピーダンス以下であると判定することと、
前記内側所定ゾーンの前記組織インピーダンスが、前記外側所定ゾーンの前記組織インピーダンスよりも大きいと判定することと、を含む、実施態様4に記載の外科用ステープル留め器具。
(8) 前記エンドエフェクタを誘導して前記閉鎖構成に移行させるように構成されたモータを更に備え、前記エンドエフェクタ内の組織分布の前記不規則性を検出することにより、前記制御回路に前記モータの速度を低下させる、実施態様7に記載の外科用ステープル留め器具。
(9) 前記閉鎖パラメータが、閉鎖速度である、実施態様1に記載の外科用ステープル留め器具。
(10) 前記制御回路が、前記組織インピーダンスを決定するために、前記所定ゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも1つの治療信号を通過させるように構成されている、実施態様1に記載の外科用ステープル留め器具。
(6) An embodiment in which the control circuit is warned by detecting the irregularity of the tissue distribution in the end effector to release and rearrange the tissue gripped by the end effector. The surgical staple fastening device according to 5.
(7) Detecting the irregularity of the tissue distribution in the end effector is
It is determined that the average of the tissue impedances in the inner predetermined zone and the outer predetermined zone is equal to or less than the tissue impedance in the intermediate predetermined zone.
The surgical staple fastening device according to
(8) The motor is further provided with a motor configured to induce the end effector to shift to the closed configuration, and by detecting the irregularity of the tissue distribution in the end effector, the motor is connected to the control circuit. The surgical staple fastening device according to
(9) The surgical staple fastening device according to the first embodiment, wherein the closing parameter is the closing speed.
(10) The surgical staple fastening according to
(11) 以前にステープル留めされた組織をステープル留めするための外科用ステープル留め器具であって、
内部を通って延在する長手方向軸線を画定するシャフトと、
前記シャフトから延在するエンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記以前にステープル留めされた組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、
前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間の所定ゾーンと、を備える、エンドエフェクタと、
回路であって、
前記所定ゾーンにおける組織インピーダンスを測定することと、
測定された前記組織インピーダンスを、前記所定ゾーンの所定の組織インピーダンスシグネチャと比較することと、
前記比較から、前記エンドエフェクタ内の前記以前にステープル留めされた組織の位置及び向きのうちの少なくとも一方の不規則性を検出することと、を行うように構成されている、回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。
(12) 前記エンドエフェクタが、前記所定ゾーンに検知回路を備える、実施態様11に記載の外科用ステープル留め器具。
(13) 前記所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施態様12に記載の外科用ステープル留め器具。
(14) 前記所定ゾーンが、前記長手方向軸線の周りに円周方向に配置されている、実施態様13に記載の外科用ステープル留め器具。
(15) 前記不規則性を検出することにより、前記制御回路に、ユーザに警告させる、実施態様11に記載の外科用ステープル留め器具。
(11) A surgical stapler for stapling previously stapled tissue.
A shaft that defines a longitudinal axis that extends through the interior,
An end effector extending from the shaft.
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
A staple cartridge containing staples that can be deployed within the previously stapled tissue and that can be deformed by the anvil.
An end effector comprising a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge.
It ’s a circuit,
Measuring the tissue impedance in the predetermined zone and
Comparing the measured tissue impedance with a predetermined tissue impedance signature in the predetermined zone,
The comparison comprises a circuit configured to detect and perform irregularities in at least one of the positions and orientations of the previously stapled tissue within the end effector. , Surgical staple fasteners.
(12) The surgical staple fastening device according to
(13) The surgical staple fastening device according to
(14) The surgical staple fastening device according to
(15) The surgical staple fastening device according to
(16) 前記制御回路が、前記組織インピーダンスを決定するために、前記所定ゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも1つの治療信号を通過させるように構成されている、実施態様11に記載の外科用ステープル留め器具。
(17) 外科用ステープル留め器具であって、
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、
前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間の所定ゾーンと、を備える、エンドエフェクタと、
制御回路であって、
前記所定ゾーンのそれぞれにおける前記組織の電気的パラメータを決定することと、
決定された前記電気的パラメータに基づいて、前記エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、
前記不規則性に従って前記エンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている、制御回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。
(18) 前記エンドエフェクタが、前記所定ゾーンに検知回路を備える、実施態様17に記載の外科用ステープル留め器具。
(19) 前記所定ゾーンが絶縁要素によって分離されている、実施態様18に記載の外科用ステープル留め器具。
(20) 前記閉鎖パラメータが、閉鎖速度である、実施態様17に記載の外科用ステープル留め器具。
(16) The surgical staple fastening according to
(17) Surgical staple fastening device
It ’s an end effector,
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
A staple cartridge containing staples that can be deployed within the tissue and that can be deformed by the anvil.
An end effector comprising a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge.
It ’s a control circuit,
Determining the electrical parameters of the tissue in each of the predetermined zones
Detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector based on the determined electrical parameters
A surgical staple fastening device comprising a control circuit, which is configured to adjust the closure parameters of the end effector according to the irregularity.
(18) The surgical staple fastening device according to
(19) The surgical staple fastening device according to embodiment 18, wherein the predetermined zone is separated by an insulating element.
(20) The surgical staple fastening device according to
Claims (20)
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、を備える、エンドエフェクタと、
制御回路であって、
所定ゾーンにおける組織インピーダンスを決定することと、
前記組織インピーダンスに基づいて、前記エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、
前記不規則性に従って前記エンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている、制御回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。 Surgical staple fastening device
It ’s an end effector,
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
An end effector comprising a staple cartridge comprising staples that can be deployed within the tissue and that can be deformed by the anvil.
It ’s a control circuit,
Determining the tissue impedance in a given zone
To detect irregularities in the tissue distribution in the end effector based on the tissue impedance,
A surgical staple fastening device comprising a control circuit, which is configured to adjust the closure parameters of the end effector according to the irregularity.
内側所定ゾーンと、
外側所定ゾーンと、
前記内側所定ゾーンと前記外側所定ゾーンとの間の中間所定ゾーンと、を含む、請求項2に記載の外科用ステープル留め器具。 The above-mentioned predetermined zone is
Inside predetermined zone and
Outer predetermined zone and
The surgical staple fastening device according to claim 2, further comprising an intermediate predetermined zone between the inner predetermined zone and the outer predetermined zone.
前記内側所定ゾーン及び前記外側所定ゾーンにおける前記組織インピーダンスの平均が、前記中間所定ゾーンにおける前記組織インピーダンス以下であると判定することと、
前記内側所定ゾーンの前記組織インピーダンスが、前記外側所定ゾーンの前記組織インピーダンスよりも大きいと判定することと、を含む、請求項4に記載の外科用ステープル留め器具。 Detecting the irregularity of the tissue distribution in the end effector
It is determined that the average of the tissue impedances in the inner predetermined zone and the outer predetermined zone is equal to or less than the tissue impedance in the intermediate predetermined zone.
The surgical staple fastening device according to claim 4, wherein the tissue impedance of the inner predetermined zone is determined to be larger than the tissue impedance of the outer predetermined zone.
内部を通って延在する長手方向軸線を画定するシャフトと、
前記シャフトから延在するエンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記以前にステープル留めされた組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、
前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間の所定ゾーンと、を備える、エンドエフェクタと、
回路であって、
前記所定ゾーンにおける組織インピーダンスを測定することと、
測定された前記組織インピーダンスを、前記所定ゾーンの所定の組織インピーダンスシグネチャと比較することと、
前記比較から、前記エンドエフェクタ内の前記以前にステープル留めされた組織の位置及び向きのうちの少なくとも一方の不規則性を検出することと、を行うように構成されている、回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。 A surgical stapler for stapling previously stapled tissue,
A shaft that defines a longitudinal axis that extends through the interior,
An end effector extending from the shaft.
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
A staple cartridge containing staples that can be deployed within the previously stapled tissue and that can be deformed by the anvil.
An end effector comprising a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge.
It ’s a circuit,
Measuring the tissue impedance in the predetermined zone and
Comparing the measured tissue impedance with a predetermined tissue impedance signature in the predetermined zone,
The comparison comprises a circuit configured to detect and perform irregularities in at least one of the positions and orientations of the previously stapled tissue within the end effector. , Surgical staple fasteners.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
第2のジョーであって、前記第1のジョーと前記第2のジョーとの間に組織を把持するために、開放構成と閉鎖構成との間で前記第1のジョーに対して移動可能な、第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配備可能でありかつ前記アンビルによって変形可能なステープルを含むステープルカートリッジと、
前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間の所定ゾーンと、を備える、エンドエフェクタと、
制御回路であって、
前記所定ゾーンのそれぞれにおける前記組織の電気的パラメータを決定することと、
決定された前記電気的パラメータに基づいて、前記エンドエフェクタ内の組織分布の不規則性を検出することと、
前記不規則性に従って前記エンドエフェクタの閉鎖パラメータを調節することと、を行うように構成されている、制御回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。 Surgical staple fastening device
It ’s an end effector,
With the first Joe
A second jaw that is movable relative to the first jaw between the open and closed configurations to grip the tissue between the first jaw and the second jaw. , With the second Joe,
Anvil and
A staple cartridge containing staples that can be deployed within the tissue and that can be deformed by the anvil.
An end effector comprising a predetermined zone between the anvil and the staple cartridge.
It ’s a control circuit,
Determining the electrical parameters of the tissue in each of the predetermined zones
Detecting irregularities in the tissue distribution within the end effector based on the determined electrical parameters
A surgical staple fastening device comprising a control circuit, which is configured to adjust the closure parameters of the end effector according to the irregularity.
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