JP2021519643A - ステープル留め装置内で組織を圧縮し、同時にジョー内の組織の位置を表示する外科システム - Google Patents

ステープル留め装置内で組織を圧縮し、同時にジョー内の組織の位置を表示する外科システム Download PDF

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Abstract

外科処置中に組織を圧縮する方法が開示される。方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、外科用器具を手術部位に挿入することと、を含む。方法は、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、第１のジョー及び第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する圧縮された組織の位置を判定することと、圧縮された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、圧縮された組織の判定された位置を視覚フィードバック装置上に表示することと、を更に含む。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＣＨＥＭＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮ」と題する２０１８年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／７７３，７７８号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する２０１８年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／７７３，７２８号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＤＡＴＡ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＰＲＥＴＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／７７３，７４１号、及び「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＳＴＡＰＬＥＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する２０１８年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／７７３，７４２号に対する優先権を主張する。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ Ａ ＰＯＷＥＲＥＤ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩ−ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」と題する２０１８年１０月２５日出願の米国仮特許出願第６２／７５０，５２９号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」と題する２０１８年１０月２５日出願の米国仮特許出願第６２／７５０，５３９号、及び「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」と題する２０１８年１０月２５日出願の米国仮特許出願第６２／７５０，５５５号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＤＪＵＳＴＳ ＩＴＳ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１８３号、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＢＥＦＯＲＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１７７号、「ＩＮＤＩＲＥＣＴ ＣＯＭＭＡＮＤ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＦＩＲＳＴ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ Ａ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＷＨＥＲＥ ＴＨＥ ＳＥＣＯＮＤ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＳＹＳＴＥＭ ＨＡＳ ＰＲＩＭＡＲＹ ＡＮＤ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＭＯＤＥＳ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１７６号、「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＩＳ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＯＦ ＴＨＥ ＤＥＶＩＣＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１８５号、「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ Ａ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＭＥＡＮＳ ＦＯＲ ＬＩＭＩＴＩＮＧ ＴＨＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１８４号、「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ−ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１８２号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１９１号、「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＨＩＣＨ ＶＡＲＩＥＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＴ Ａ ＣＵＴ ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＯＮ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１９５号、及び「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する２０１８年９月１０日出願の米国仮特許出願第６２／７２９，１８６号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する２０１８年８月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７２１，９９５号、「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する２０１８年８月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７２１，９９８号、「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する２０１８年８月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７２１，９９９号、「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する２０１８年８月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７２１，９９４号、及び「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する２０１８年８月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７２１，９９６号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＭＡＲＴ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＢＹ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７４７号、「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７４８号、及び「ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する２０１８年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６９２，７６８号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｆｌｅｘ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ｗｉｔｈ ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２２８号、「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、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２３０号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２１９号、「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２５７号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２６２号、及び「ＤＵＡＬ ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する２０１８年６月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６９１，２５１号に対する優先権を主張する。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１２９号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１３９号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＨＡＮＤＬＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１７７号、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１２８号、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１９２号、及び「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」と題する２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１３４号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する、２０１８年４月１９日出願の米国仮特許出願第６２／６５９，９００号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「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、「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、「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「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６２／６５０，８７７号に対する優先権を主張する。
本出願は、更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、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「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、２０１８年３月２８日出願の「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、２０１８年３月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、２０１８年３月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、２０１８年３月２８日出願の「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、２０１８年３月２８日出願の「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、２０１８年３月２８日出願の「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、２０１８年３月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、２０１８年３月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、２０１８年３月２８日出願の「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、２０１８年３月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、２０１８年３月２８日出願の「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、２０１８年３月２８日出願の「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び２０１８年３月２８日出願の「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号に対する優先権を主張する。
本出願は更に、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、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。
本開示は様々な外科システムに関する。
一態様では、外科処置中に組織を圧縮する方法が提供される。本方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、外科用器具を手術部位に挿入することと、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、第１のジョー及び第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する圧縮された組織の位置を判定することと、圧縮された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、圧縮された組織の判定された位置を視覚フィードバック装置上に表示することと、を含む。
別の態様では、外科処置中に組織を圧縮する方法。本方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を手術部位に挿入することであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、挿入することと、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、圧縮された組織の手術部位内での位置を判定することと、圧縮された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、圧縮された組織の判定された位置をディスプレイ上に表示することと、を含む。
別の態様では、外科処置中に組織を把持する方法。本方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を把持することと、第１のジョー及び第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する把持された組織の位置を判定することと、把持された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、把持された組織の判定された位置を視覚フィードバックディスプレイ上に表示することと、を含む。
様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構と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。
本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室内で外科処置を実施するために使用される外科システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による、可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ筐体、及び外科用ハブ筐体のドロアー内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールの部分斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、双極接点、超音波接点、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ発生器モジュールの斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、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。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュール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を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設の１つ以上の手術室、又は外科手術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に接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ）ネットワークハブ装置の一態様を示す。 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制御システムの論理図を示す。 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を示す。 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を示す。 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を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を実施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。 本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書で記載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の概略図である。 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のブロック図を示す。 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の概略図である。 関節運動角度に基づいてクランプ組立体のストロークの長さを修正する制御システムの一例を示すストロークの長さのグラフである。 関節運動角度に基づいて閉鎖管組立体の長手方向位置を修正する制御システムの一例を示す閉鎖管組立体位置決めグラフである。 制御された組織圧縮を用いたステープル留め方法と、制御された組織圧縮を用いないステープル留め方法との比較である。 セクションＡに示される力グラフ、及びセクションＢに示される関連する変位グラフであり、力グラフ及び変位グラフは、時間を定義するｘ軸を有し、変位グラフのｙ軸は、発射ロッドの移動変位を定義し、力グラフのｙ軸は、発射ロッドを前進させるように構成されたモータに対する感知されたねじり力を定義する。 一対の離間した接触プレートとの接触時の回路の完成を示す組織接触回路の概略図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、動作可能にそこに連結された交換式シャフト組立体を有する外科用器具の斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２５の外科用器具の一部分の分解組立図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、交換式シャフト組立体の一部分の分解組立図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２５の外科用器具のエンドエフェクタの分解組立図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、２つの図面にまたがる、図２５の外科用器具の制御回路のブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、２つの図面にまたがる、図２５の外科用器具の制御回路のブロック図である。 本開示の少なくとも一態様による、ハンドル組立体と電源組立体との間のインターフェース、並びにハンドル組立体と交換式シャフト組立体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のブロック図である。 本開示の１つ以上の態様を含み得る例示的な医療装置を描く図である。 本開示の１つ以上の態様による、組織を取り囲む医療装置の例示的なエンドエフェクタを描く図である。 本開示の１つ以上の態様による、組織を圧縮する医療装置の例示的なエンドエフェクタを描く図である。 本開示の１つ以上の態様による、組織を圧縮する医療装置のエンドエフェクタによって及ぼされる例示的な力を描く図である。 同じく、本開示の１つ以上の態様による、組織を圧縮する医療装置のエンドエフェクタによって及ぼされる例示的な力を描く図である。 本開示の１つ以上の態様による例示的な組織圧縮センサシステムを描く図である。 同じく、本開示の１つ以上の態様による例示的な組織圧縮センサシステムを描く図である。 同じく、本開示の１つ以上の態様による例示的な組織圧縮センサシステムを描く図である。 同じく、本開示の１つ以上の態様による例示的な回路図である。 同じく、本開示の１つ以上の態様による例示的な回路図である。 本開示の１つ以上の態様による例示的な周波数変調を描くグラフである。 本開示の１つ以上の態様による、複合ＲＦ信号を描くグラフである。 本開示の１つ以上の態様による、フィルタ処理されたＲＦ信号を描くグラフである。 関節運動可能な交換式シャフトを備えた外科用器具の斜視図である。 外科用器具の先端部の側面図である。 空隙サイズの経時的変化（図４６）、発射電流の経時的変化（図４７）、組織圧縮の経時的な変化（図４８）、アンビル歪みの経時的変化（図４９）、及びトリガ力の経時的変化（図５０）をプロットするグラフである。 空隙サイズの経時的変化（図４６）、発射電流の経時的変化（図４７）、組織圧縮の経時的な変化（図４８）、アンビル歪みの経時的変化（図４９）、及びトリガ力の経時的変化（図５０）をプロットするグラフである。 空隙サイズの経時的変化（図４６）、発射電流の経時的変化（図４７）、組織圧縮の経時的な変化（図４８）、アンビル歪みの経時的変化（図４９）、及びトリガ力の経時的変化（図５０）をプロットするグラフである。 空隙サイズの経時的変化（図４６）、発射電流の経時的変化（図４７）、組織圧縮の経時的な変化（図４８）、アンビル歪みの経時的変化（図４９）、及びトリガ力の経時的変化（図５０）をプロットするグラフである。 空隙サイズの経時的変化（図４６）、発射電流の経時的変化（図４７）、組織圧縮の経時的な変化（図４８）、アンビル歪みの経時的変化（図４９）、及びトリガ力の経時的変化（図５０）をプロットするグラフである。 正常な組織についての組織圧縮の関数として組織変位をプロットするグラフである。 正常な組織と病変組織を見分けるために組織圧縮の関数として組織変位をプロットするグラフである。 第１のセンサ及び第２のセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す図である。 図５３に示されるエンドエフェクタの第２のセンサからの入力に基づいて第１のセンサの測定値を調節するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 第２のセンサからの入力に基づいて第１のセンサのルックアップテーブルを決定するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 第２のセンサからの入力に応答して第１のセンサを校正するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 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クランプされた組織の一部分の厚さを判定し表示するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 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クランプされた組織の一部分の厚さを判定し表示するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 調節されたホール効果厚さ測定値と、無修正のホール効果厚さ測定値との比較を示すグラフである。 第１のセンサ及び第２のセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 第１のセンサ及び複数の第２のセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 複数の二次センサに応答して第１のセンサの測定値を調節するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 第１のセンサ及び複数の二次センサからの信号を、プロセッサによって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の一実施形態を示す。 複数のセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 複数のセンサに基づいて１つ以上の組織特性を判定するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 第２のジョー部材に連結された複数のセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 内部に一体的に形成された複数のセンサを備えるステープルカートリッジの一実施形態を示す。 エンドエフェクタ内でクランプされた組織の一部分の１つ以上のパラメータを判定するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 複数の冗長センサを備える別のエンドエフェクタの一実施形態を示す。 複数の冗長センサから最も信頼性が高い出力を選択するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 疑似信号を制限又は排除する特定のサンプリング率を含むセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 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の一部分の厚さ測定値を生成するためのプロセスの一実施形態を示す論理図である。 異なるタイプのステープルカートリッジを識別するためのセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 異なるタイプのステープルカートリッジを識別するためのセンサを備えるエンドエフェクタの一実施形態を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタのジョー部材に固定式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の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタのジョー部材に装着するように構成されたセグメント化フレキシブル回路の一態様を示す図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、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の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、セグメント化フレキシブル回路を備えるエンドエフェクタの一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、ジョー部材が、ジョー部材とステープルカートリッジとの間に組織をクランプしている、図７８に示されるエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、センサ機構を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える、外科用器具の絶対位置決めシステムの図である。 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位置センサの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタ内に把持された組織に対する発射部材ストロークを示す、外科用器具のエンドエフェクタの断面図である。 閉鎖段階における厚い組織及び薄い組織上で閉鎖するように閉鎖部材に加えられる力を描く２つの閉鎖力（ＦＴＣ）プロットの第１のグラフと、発射段階における厚い組織及び薄い組織を貫通するように発射するように発射部材に加えられる力を描く２つの発射力（ＦＴＦ）プロットの第２のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発射部材が遠位に前進し、クランプアーム内に連結する発射ストローク中に閉鎖部材の漸進的な閉鎖を行うことで、閉鎖部材上の閉鎖力負荷を所望の比率で低下させ、発射部材上の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のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラフィードバック制御システムを示す。 本開示の少なくとも一態様による、閉鎖部材の速度を判定するための制御プログラム又は論理構成のプロセスを描く論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブの状況認識を描く時間線である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科的機能を制御するように構成された外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科的機能を制御するように構成された状況認識外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科的機能を制御するための状況認識に基づくアルゴリズムを描く論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科的機能を制御するためのアルゴリズムを描く論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、腫瘍、並びに腫瘍に関して定義された手術マージンを含む患者組織の一部分を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、装置選択問題に対処するための制御プログラム又は論理構成のプロセスを描く論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、装置パラメータ及び感知されたパラメータに基づいて、外科用器具の妥当性を判定するように構成された外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、クランプされた組織の整合性に従って外科用器具を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタ閉鎖力対時間を描く第１のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタの閉鎖力対時間を描く第２のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、クランプされた組織の生理学的タイプに従って外科用器具を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタが実質組織との初期接触位置にある、実質組織を把持しているエンドエフェクタの側部立面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタが閉鎖されている、実質組織を把持しているエンドエフェクタの側部立面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタが血管との初期接触位置にある、血管を把持しているエンドエフェクタの側面立面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタが閉鎖されている、血管を把持しているエンドエフェクタの側面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、実質組織を把持する外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタ閉鎖力対時間を描く第１のグラフ、及び閉鎖速度対時間を描く第２のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、血管を把持する外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタ閉鎖力対時間を描く第３のグラフ、及び閉鎖速度対時間を描く第４のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタの閉鎖力及び閉鎖速度対時間を示す第５のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタ閉鎖力及び閉鎖速度対時間を示す第５のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタ閉鎖力及び閉鎖速度対時間を示す第５のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のジョーが組織及び／又はステープルと接触するときを判定するためのインピーダンス対時間を描くグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタの閉鎖を制御するための様々な組織閉鎖閾値を描く第１のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタの閉鎖を制御するための様々な組織閉鎖閾値を描く第２のグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、閉鎖速度アルゴリズムを調節するための制御プログラム又は論理構成のプロセスを描く論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、所定のゾーンを含む湾曲した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の斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタによって把持されている状態の、図１１１の湾曲した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の真っ直ぐにされた部分的断面を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、所定のゾーン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の斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタのジョーの間に配設されている状態の、図１１１の湾曲した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の真っ直ぐにされた部分的断面を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタのジョーの間に配設されている状態の、図１１１の湾曲した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の真っ直ぐにされた部分的断面を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタのジョーの間に配設されている状態の、図１１１の湾曲した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の真っ直ぐにされた部分的断面を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１１１のエンドエフェクタによって把持されている図１１４の組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１１１のエンドエフェクタによって把持されている図１１５の組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１１１のエンドエフェクタによって把持されている図１１６の組織を示す。 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内の組織分布における不規則性を特定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の論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、経時的な図１１１のエンドエフェクタの３つの所定における組織インピーダンス測定値を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた、エンドエフェクタの閉鎖を生じさせる、図１１４の組織周辺で図１１１のエンドエフェクタを閉鎖するための力及びモータのモータ速度を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた、エンドエフェクタの閉鎖を生じさせる、図１１５の組織周辺で図１１１のエンドエフェクタを閉鎖するための力及びモータのモータ速度を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた、エンドエフェクタの閉鎖を生じさせる、図１１６の組織周辺で図１１１のエンドエフェクタを閉鎖するための力及びモータのモータ速度を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の制御システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１２７〜図１２９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点を用いる、直線状ステープル横切開線上にセンタリングされた外科用器具の図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分に位置合わせするプロセスを示し、 図１２７は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２８は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分の中心と位置合わせされた円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２９は、円形ステープラによって切り取られる、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分を示す、外科用ハブディスプレイに表示されたセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１２７に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分に位置合わせするプロセスを示し、 図１２７は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２８は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分の中心と位置合わせされた円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２９は、円形ステープラによって切り取られる、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分を示す、外科用ハブディスプレイに表示されたセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１２７に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分に位置合わせするプロセスを示し、 図１２７は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２８は、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分の中心と位置合わせされた円形ステープラのアンビルトロカールを示し、 図１２９は、円形ステープラによって切り取られる、二重ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線のステープル重なり部分を示す、外科用ハブディスプレイに表示されたセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１２７に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 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の更新前画像及び更新後画像を示し、 図１３０は、外科用ハブディスプレイ上に提示されたステープル重なり部分の画像上の直線状ステープル線の画像を囲む標的位置合わせリングと位置合わせする前の、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の画像を示し、 図１３１は、外科用ハブディスプレイ上に提示されたステープル重なり部分の画像上の直線状ステープル線の画像を囲む標的位置合わせリングと位置合わせした後の、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の画像を示す。 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の更新前画像及び更新後画像を示し、 図１３０は、外科用ハブディスプレイ上に提示されたステープル重なり部分の画像上の直線状ステープル線の画像を囲む標的位置合わせリングと位置合わせする前の、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の画像を示し、 図１３１は、外科用ハブディスプレイ上に提示されたステープル重なり部分の画像上の直線状ステープル線の画像を囲む標的位置合わせリングと位置合わせした後の、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の画像を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、直線状ステープル線の中心に位置合わせするプロセスを示し、 図１３２は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされていないアンビルトロカールを示し、 図１３３は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされているアンビルトロカールを示し、 図１３４は、外科用ハブディスプレイ上に表示された直線状ステープル線のセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１３２に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、直線状ステープル線の中心に位置合わせするプロセスを示し、 図１３２は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされていないアンビルトロカールを示し、 図１３３は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされているアンビルトロカールを示し、 図１３４は、外科用ハブディスプレイ上に表示された直線状ステープル線のセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１３２に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカールを、直線状ステープル線の中心に位置合わせするプロセスを示し、 図１３２は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされていないアンビルトロカールを示し、 図１３３は、直線状ステープル線の中心と位置合わせされているアンビルトロカールを示し、 図１３４は、外科用ハブディスプレイ上に表示された直線状ステープル線のセンタリングツールを示し、ここでアンビルトロカールは、図１３２に示されるように二重ステープル線のステープル重なり部分と位置合わせされていない。 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上に表示される、腹腔鏡を通して見た外科用の直線状ステープル線横切開の標準レチクル視野の画像である。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカール及び円形ナイフが直線状ステープル線の中心に位置合わせされる前の、図１３５に示される手術部位のレーザ補助型レチクル視野の画像である。 本開示の少なくとも１つの態様による、円形ステープラのアンビルトロカール及び円形ナイフが直線状ステープル線の中心に位置合わせされた後の、図１３６に示される手術部位のレーザ補助型レチクル視野の画像である。 本開示の少なくとも１つの態様による、４つの所定のゾーンを有する、ステープルカートリッジを含む円形ステープラトロカールを示す、円形ステープラの部分斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、８つの所定のゾーンを有する、ステープルカートリッジを含む円形ステープラトロカールを示す、円形ステープラの部分斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、左側の、図１３８のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む２つの組織と、右側の、図１３８のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む２つの組織と、を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、左側の、図１３８のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む組織と、右側の、図１３８のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む組織と、を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１３９のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む２つの組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１３９のステープルカートリッジ上に不適切に配設された、予め配備されたステープルを含む２つの組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１４２の適切に配設された組織の組織インピーダンスシグネチャを描くグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１４３の不適切に配設された組織の組織インピーダンスシグネチャを描くグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１３９のステープルカートリッジ上に適切に配設された、予め配備されたステープルを含む組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１３９のステープルカートリッジ上に不適切に配設された、予め配備されたステープルを含む組織を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１４６の適切に配設された組織の組織インピーダンスシグネチャを描くグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１４７の不適切に配設された組織の組織インピーダンスシグネチャを描くグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、予めステープル留めされた組織をエンドエフェクタ内に適切に位置決めするための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、開放構成にある外科用器具のシャフトから延在するエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、血管（ＢＶ）がエンドエフェクタのジョーの間を延在している状態の、図１５１のエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織なしの閉鎖構成にある、図１５１のエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタのジョーの間に把持されている状態の、図１５１のエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、開放構成にある外科用器具のシャフトから延在するエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織なしの閉鎖構成にある、図１５１のエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織がエンドエフェクタのジョーの間に把持されている状態の、図１５１のエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、健康な組織に囲まれた腫瘍、及び健康な組織内に画定されたきれいなマージンを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、腫瘍からの距離に対してプロットされた組織の生理学的パラメータを示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、癌組織に対する外科用器具のエンドエフェクタの近接性を評価するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、癌組織に対するエンドエフェクタの近接性を評価するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 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を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の制御システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、センサ信号とエンドエフェクタからの近接性とを相関させる近接性インデックスを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、癌組織がエンドエフェクタに対して位置している方向を判定するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 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の上面図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた組織の生理学的パラメータを表すセンサ信号を示すグラフである。 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の部分図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた組織の生理学的パラメータを表すセンサ信号を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタを癌組織に対してナビゲートするための命令を提供するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、エンドエフェクタを癌組織に対してナビゲートするための命令を提供するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、時間に対してプロットされた組織の生理学的パラメータを表すセンサ信号を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、グルコースセンサを示す。 図１７３のグルコースセンサの拡大図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、電位に対してプロットされる電流を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、グルコース濃度に対してプロットされる正味電流を示すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、能動素子及びセンサを含むステープルカートリッジの斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、能動的センサ組立体のブロック図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、組織タイプを判定するためのプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、疎水性領域を含むカートリッジの斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、一対のデータ要素を含むカートリッジの斜視図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、カートリッジと関連付けられたデータ要素からデータを検出及び／又は受信するためのセンサ組立体のブロック図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、データ識別の競合を解決するためのプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、可変出力センサを含む回路のブロック図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、センサの出力モードを制御するためのプロセスの論理フロー図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、第１のセンサ及び第２のセンサを備えるエンドエフェクタを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、カートリッジデッキのいずれかの側面でステープルカートリッジの近位端と遠位端との間に配置された複数の光源を含む、アンビルが開放位置にある状態のエンドエフェクタの斜視図を示す。
本出願の出願人は、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１２月４日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８４９５ＵＳＮＰ／１７０７２７Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８４９５ＵＳＮＰ１／１７０７２７−１Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＤＡＴＡ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８４９６ＵＳＮＰ／１７０７２８Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＲＯＢＯＴＩＣ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８４９７ＵＳＮＰ／１７０７２９Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＤＩＳＰＬＡＹ，ＡＮＤ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５０５ＵＳＮＰ／１７０７７２Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＥＮＳＯＲＳ ＴＯ ＯＰＴＩＭＩＺＥ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＯＦ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５３９ＵＳＮＰ／１７０７５２Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＳＥＮＳＩＮＧ ＰＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥ ＦＲＯＭ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＥＤ ＦＲＯＭ Ａ ＰＡＴＩＥＮＴ，ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＴＨＥ ＰＵＭＰ ＳＰＥＥＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＳＥＮＳＥＤ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＮＧ ＴＨＥ ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＯＦ ＴＨＥ ＳＹＳＴＥＭ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５４０ＵＳＮＰ／１７０７５３Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５４１ＵＳＮＰ／１７０７５４Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５５８ＵＳＮＰ１／１８０１３８−１Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＩＮＦＲＡＳＴＲＵＣＴＵＲＥ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ８５５９ＵＳＮＰ１／１８０１４１−１Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＣＨＥＭＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ９０１１ＵＳＮＰ１／１８０５１０−１Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ ＣＡＰＡＢＬＥ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ Ａ ＳＥＮＳＥＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮ ＯＲ ＵＳＡＧＥ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ９０１５ＵＳＮＰ１／１８０５１４−１Ｍ、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＤＡＴＡ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＩＮＴＥＲＰＲＥＴＡＴＩＯＮ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ９０１７ＵＳＮＰ１／１８０５１６−１Ｍ、及び
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＳＴＡＰＬＥＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する代理人整理番号ＥＮＤ９０３３ＵＳＮＰ１／１８０５２０−１Ｍ。
本出願の出願人は、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１１月６日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ，ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＣＬＯＵＤ ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＶＡＬＩＤＡＴＩＯＮ ＯＦ ＲＥＣＥＩＶＥＤ ＤＡＴＡＳＥＴ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＴＳ ＳＯＵＲＣＥ ＡＮＤ ＩＮＴＥＧＲＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＲＥＳＥＮＴＩＮＧ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＩＮＴＥＲＰＲＥＴＥＤ ＦＲＯＭ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＡＵＴＯＮＯＭＯＵＳＬＹ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３３号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＴＲＡＴＩＦＩＥＤ ＣＯＮＴＥＸＴＵＡＬ ＤＡＴＡ ＩＮ ＡＤＤＩＴＩＯＮ ＴＯ ＴＨＥ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＡＮＤ ＭＯＤＵＬＡＲ ＤＥＶＩＣＥ ＲＥＳＰＯＮＳＥ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４３号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＥＳＣＡＬＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＲＥＳＰＯＮＳＥＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＴＯ ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＳＥＶＥＲＩＴＹ ＴＨＲＥＡＴＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４８号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５１号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＤＡＴＡ ＳＣＡＬＩＮＧ，ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ，ＡＮＤ ＯＲＧＡＮＩＺＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＷＩＴＨＩＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６０号、
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＡＣＴ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＴＨＥ ＭＯＮＯ−ＰＯＬＡＲ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＤ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６７号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４９号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＡＩＲＢＯＲＮＥ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４６号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５６号、
・「ＲＥＡＬ−ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＣＯＳＴ ＯＦ ＡＬＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＵＳＥＤ ＩＮ ＳＵＲＧＥＲＹ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＤＡＴＡ ＦＬＵＩＤＩＴＹ ＴＯ ＴＲＡＣＫ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＳＴＯＣＫＩＮＧ ＡＮＤ ＩＮ−ＨＯＵＳＥ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４２号、
・「ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＳＵＲＧＥＯＮ／ＳＴＡＦＦ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＴＯ ＯＰＴＩＭＩＺＥ ＤＥＶＩＣＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＦＯＲ ＢＯＴＨ ＣＵＲＲＥＮＴ ＡＮＤ ＦＵＴＵＲＥ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２５５号、
・「ＩＭＡＧＥ ＣＡＰＴＵＲＩＮＧ ＯＦ ＴＨＥ ＡＲＥＡＳ ＯＵＴＳＩＤＥ ＴＨＥ ＡＢＤＯＭＥＮ ＴＯ ＩＭＰＲＯＶＥ ＰＬＡＣＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＩＮ ＵＳＥ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２６９号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＷＨＥＲＥ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＩＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＮＴＥＸＴ ＯＦ ＴＨＥ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＲＥＱＵＩＲＥＭＥＮＴＳ ＯＦ Ａ ＲＥＣＥＩＶＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ／ＵＳＥＲ ＴＯ ＩＮＦＬＵＥＮＣＥ ＩＮＣＬＵＳＩＯＮ ＯＲ ＬＩＮＫＡＧＥ ＯＦ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＭＥＴＡＤＡＴＡ ＴＯ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨ ＣＯＮＴＩＮＵＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２７８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＦＲＯＭ ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＶＡＲＩＡＢＬＥＳ ＡＧＡＩＮＳＴ Ａ ＢＡＳＥＬＩＮＥ ＨＩＧＨＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ ＦＲＯＭ ＴＨＥ ＯＰＴＩＭＡＬ ＳＯＬＵＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＲＯＵＧＨ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＢＡＲＲＩＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮ，ＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＯＲ ＤＥＶＩＣＥ ＮＥＥＤＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２７号、
・「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＡＩＲＩＮＧ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＮＯＴＨＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＥＲＩＬＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＦＩＥＬＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＵＳＡＧＥ ＡＮＤ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３１号、
・「ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＨＥＩＧＨＴ ＯＦ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＲＯＷ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＳＥＮＳＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＯＲ ＦＯＲＣＥ ＩＮ ＣＬＯＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２２９号、
・「ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＢＯＴＨ ＣＯＭＰＵＬＳＯＲＹ ＡＮＤ ＤＩＳＣＲＥＴＩＯＮＡＲＹ ＬＯＣＫＯＵＴＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３４号、
・「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＡＤＪＵＳＴ ＦＯＲＣＥ，ＡＤＶＡＮＣＥＭＥＮＴ ＳＰＥＥＤ，ＡＮＤ ＯＶＥＲＡＬＬ ＳＴＲＯＫＥ ＯＦ ＣＵＴＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＥＮＳＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＯＦ ＦＩＲＩＮＧ ＯＲ ＣＬＡＭＰＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２４０号、
・「ＶＡＲＩＡＴＩＯＮ ＯＦ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＮＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＰＯＷＥＲ ＬＥＶＥＬ ＩＮ ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＶＡＲＹＩＮＧ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＴＯ ＡＣＨＩＥＶＥ ＰＲＥＤＥＦＩＮＥＤ ＨＥＡＴ ＦＬＵＸ ＯＲ ＰＯＷＥＲ ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３５号、及び
・「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＷＨＩＣＨ ＶＡＲＩＥＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ ＣＬＡＭＰ ＡＲＭ ＴＯ ＰＲＯＶＩＤＥ ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＡＴ Ａ ＣＵＴ ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＯＮ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１８２，２３８号。
本出願の出願人は、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１０月２６日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ Ａ ＰＯＷＥＲＥＤ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩ−ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１７２，３０３号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＩＮＴＥＲＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥ ＣＬＩＰ ＲＥＬＯＡＤＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１３０号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＭＯＶＡＢＬＥ ＣＬＩＰ ＭＡＧＡＺＩＮＥ」と題する米国特許出願第１６／１７２，０６６号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＣＬＩＰ ＭＡＧＡＺＩＮＥ」と題する米国特許出願第１６／１７２，０７８号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＣＬＩＰ ＡＤＶＡＮＣＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，０８７号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＣＬＩＰ ＣＲＩＭＰＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１７２，０９４号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＲＥＣＩＰＲＯＣＡＴＩＮＧ ＣＬＩＰ ＡＤＶＡＮＣＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１２８号、
・「ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＡＮＤ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１６４号、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，３２８号、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＭＡＲＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１７２，２８０号、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，２１９号、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，２４８号、
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１９８号、及び
・「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１７２，１５５号。
本出願の出願人は、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８月２８日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１４号、
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０５号、
・「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＤＥＬＩＶＥＲＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３３号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＩＳＳＵＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２０８号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＴＨＥ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２０号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＩＳＳＵＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＶＩＡ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３２号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＨＩＦＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３９号、
・「ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４７号、
・「ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２１１号、
・「ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＯＦ ＡＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２６号、
・「ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＥＭＥＲＳＩＯＮ ＩＮ ＬＩＱＵＩＤ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４０号、
・「ＩＮＴＥＲＲＵＰＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＵＥ ＴＯ ＩＮＡＤＶＥＲＴＥＮＴ ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２４９号、
・「ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＴＯ ＣＲＥＡＴＥ ＰＡＤ−ＬＥＳＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＬＯＯＰ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２５６号、
・「ＢＩＰＯＬＡＲ ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ ＴＨＡＴ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＡＤＪＵＳＴＳ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＹ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２２３号、及び
・「ＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＮＥＲＧＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１５，２３８号。
本出願の出願人は、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８月２４日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＭＡＮＩＰＵＬＡＴＥ ＴＩＳＳＵＥ ＵＳＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１２９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＣＡＰＴＵＲＥ ＷＩＤＴＨ ＷＨＩＣＨ ＩＳ ＬＡＲＧＥＲ ＴＨＡＮ ＴＲＯＣＡＲ ＤＩＡＭＥＴＥＲ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１５５号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＮＯＮ−ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＮＥＥＤＬＥ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１６８号、
・「ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ ＯＵＴＰＵＴ ＣＯＮＴＲＯＬ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＦＯＲＣＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１８０号、
・「ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１９３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１２，０９９号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１１２号、
ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＭＯＲＥ ＴＨＡＮ ＯＮＥ ＴＹＰＥ ＯＦ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１１９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＢＡＴＴＥＲＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，０９７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＨＡＮＤＬＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１０９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＦＥＥＤＢＡＣＫ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１１４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＬＯＣＫＯＵＴ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１１７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＬＯＣＫＡＢＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＳＯＣＫＥＴ」と題する米国特許出願第１６／１１２，０９５号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＨＩＦＴＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１２１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＯＴＡＴＩＯＮ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１５１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＢＩＡＳＥＤ ＳＨＩＦＴＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」と題する米国特許出願第１６／１１２，１５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＤＲＩＶＥ ＴＨＡＴ ＰＲＯＶＩＤＥＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＧＬＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２２６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ ＡＮＤ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ」と題する米国特許出願第１６／１１２，０６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＡＰＰＬＹ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ」と題する米国特許出願第１６／１１２，０９８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＳＴＯＲＥ ＣＬＩＰＳ ＩＮ Ａ ＳＴＯＲＥＤ ＳＴＡＴＥ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２３７号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＥＭＰＴＹ ＣＬＩＰ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＬＯＣＫＯＵＴ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２４５号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＣＬＩＰ ＦＥＥＤＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＦＩＲＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２５３号、及び
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＲＥＳＰＯＮＳＥ ＴＯ Ａ ＳＴＲＡＩＮ ＧＡＵＧＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第１６／１１２，２５７号。
本出願の出願人は、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。
・「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９０号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＣＣＯＲＤＩＮＧ ＴＯ ＳＥＮＳＥＤ ＣＬＯＳＵＲＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０５７号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＰＥＲＩＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６７号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０７５号、
・「ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＭＡＲＴ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０８３号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＩＳＳＵＥ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９４号、
・「ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＰＲＯＸＩＭＩＴＹ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＴＯ ＣＡＮＣＥＲＯＵＳ ＴＩＳＳＵＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１５０号、
・「ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＯＵＴＰＵＴ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１２４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１３２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ Ａ ＴＩＳＳＵＥ ＭＡＲＫＩＮＧ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４１号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＥＤ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１６２号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０６６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，０９６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＦＬＯＷ ＰＡＴＨＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１１６号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願第１６／０２４，１８０号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＴＯ ＨＵＢ ＯＲ ＣＬＯＵＤ ＩＮ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２４５号、
・「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２５８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮ Ａ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２６５号、及び
・「ＤＵＡＬ ＩＮ−ＳＥＲＩＥＳ ＬＡＲＧＥ ＡＮＤ ＳＭＡＬＬ ＤＲＯＰＬＥＴ ＦＩＬＴＥＲＳ」と題する米国特許出願第１６／０２４，２７３号。
本出願の出願人は、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。
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４１号、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５６号、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６６号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７０号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７７号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３２号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥＤ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４０号、
・「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４５号、
・「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４９号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６３号、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６８号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７１号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８６号、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７００号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２９号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０４号、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ−ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７２２号、
・「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７４２号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３６号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６５３号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６６０号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７９号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９４号、
・「ＣＬＯＵＤ−ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３４号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７０６号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７５号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６２７号、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６３７号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６４２号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６７６号、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８０号、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６８３号、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，６９０号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９４０，７１１号。
本出願の出願人は、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。
・「ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４０，４１７号、及び
・「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＳＴＡＴＥ ＯＦ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４０，４１５号。
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、例示の実施例は、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注意を喚起しておく。例示の実施例は、他の態様、変形形態、及び修正形態で実装されるか、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の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、態様の表現、及び／又は実施例のうち１つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の表現、及び／又は実施例のうち任意の１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。
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、例示の実施例は、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注意を喚起しておく。例示の実施例は、他の態様、変形形態、及び修正形態で実装されるか、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の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、態様の表現、及び／又は実施例のうち１つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の表現、及び／又は実施例のうち任意の１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。
以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の例示的な態様を説明する。これらの態様の１つ以上の例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書に具体的に記載され、添付図面に示される装置及び方法が、非限定的な例示的な態様であり、様々な態様の範囲が特許請求の範囲によってのみ規定されることを理解するであろう。１つの例示的な態様に関連して例示又は記載される特徴は、他の態様の特徴と組み合わせることができる。このような修正形態及び変形形態は、特許請求の範囲の範囲に含まれるものとする。
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、ストレージ装置１０５に連結されたリモートサーバ１１３を含むことができるクラウド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。
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。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、患者側カート１２０は、患者の身体の低侵襲切開部を介して、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、患者側カート１２０によって操作され、撮像装置１２４を向けさせ得る。ロボットハブ１２２は、手術部位の画像を処理し、その後処理した画像を外科医のコンソール１１８を介して外科医に対して表示させるために使用することができる。
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。
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法の様々な例は、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。
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。
撮像装置１２４の光学構成要素は、１つ以上の照明光源及び／又は１つ以上のレンズを含んでもよい。１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光することができる。
１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。
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（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長の）電磁スペクトルの一部分である。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。
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、膀胱鏡、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。
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、電磁スペクトル全体から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の光を感知できる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、治療される組織上で上述の試験の１つ以上を実施するため、１つの外科的タスクが完了した後に手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。
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。「外科施術の行われる現場（surgical theater）」、すなわち手術室（operating room）又は処置室（treatment room）に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療装置及び機器の最大級の滅菌性を必要とする。上記の滅菌プロセスの一部としては、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるもの（撮像装置１２４並びにその付属品及び構成要素を含む）を滅菌する必要が挙げられる。滅菌野は、トレイ内若しく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、又は滅菌野は、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。
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る１つ以上の撮像センサと、１つ以上の画像処理ユニットと、１つ以上のストレージアレイと、１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。
図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４に位置するオペレータに可視であるように滅菌野内に位置決めされる。加えて、可視化タワー１１１が、滅菌野の外に位置決めされる。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側のオペレータ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、非滅菌オペレータにより、外科処置に関連する診断工程を実施可能とすることができる。
一態様では、ハブ１０６は、滅菌野内で、可視化タワー１１１にある非滅菌オペレータ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オペレータが見ることができるようにも構成されている。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。
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にある非滅菌オペレータによって入力される診断入力又はフィードバックは、ハブ１０６によって滅菌野内の外科用器具ディスプレイ１１５に送られ得、ここで診断入力又はフィードバックを、外科用器具１１２のオペレータが見ることができる。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。
ここで図３を参照すると、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と通信するハブ１０６が示されている。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、及びストレージアレイ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。
外科処置中、封止及び／又は切断のために、組織へのエネルギー印加することには、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注と関連付けられる。異なる供給源からの流体ライン、電力ライン及び／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、電力ライン、データライン、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。
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発生器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ接点及び電力接点を含む。組み合わせ発生器モジュールは、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、組み合わせ発生器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ発生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びる流体ラインと、を含む。
一態様では、上記の流体ラインは第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びている。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。
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、これらの間のインタラクティブ通信を促進するように構成されているという解決法を提示する。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。
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。
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。
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。
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とモジュール１２６とモジュール１２８と間のインタラクティブ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、一体化された単極構成要素、双極構成要素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することができる。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、双極発生器モジュール及び／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インタラクティブ通信と、を促進するように構成されてもよい。
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インタラクティブ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。
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と、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発生器モジュール１４５との部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール１４５の後側には、電力及びデータ接点を有するドッキングポート１５２があり、そのドッキングポート１５２は、組み合わせ発生器モジュール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内の所定の位置へと摺動されると、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を有する対応するドッキングポート１５０と係合するように構成されている。一態様では、組み合わせ発生器モジュール１４５は、図５に示すように、単一のハウジングユニット１３９内に一緒に組み込まれた、双極、超音波及び単極モジュールと、排煙モジュールと、を含む。
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、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、煙を手術部位の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に向かって延びる流体経路を画定する。
様々な態様では、吸引／灌注モジュール１２８は、吸い込み流体ライン及び吸引流体ラインを含む外科用ツールに連結されている。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に向かって延びる可撓管の形態である。１つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位に対する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。
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しかつ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を有するシャフトと、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びる。同様に、灌注管はシャフトを通って延びることができ、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、超音波エネルギー及び／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ており、最初にシャフトを通って延びるケーブルによって発生器モジュール１４０に連結されている。
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。このような例では、流体インターフェースが、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。
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の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、組み合わせ発生器モジュール１４５は、側部ブラケット１５５を含み、その側部ブラケット１５５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ている。上記の複数のブラケットは協働して、組み合わせ発生器モジュール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的に係合させるように誘導する。
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どうしは、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どうしは互いにサイズが異なり、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。
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、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、キー構造を設けてもよい。
図４に示すように、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インタラクティブ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インタラクティブ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。
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ている。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ている。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ている。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。
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ている。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を含み、マスタモジュール１７８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。
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ている。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ている。光源モジュール及び／又はカメラモジュールは、外科処置のタイプ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ビーム走査式撮像用に構成されている。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することができる。
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、望ましくない結果をもたらし得る。本開示のモジュール式撮像装置は、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ている。
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。
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配置される。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することができる。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することができる。
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、そのそれぞれの開示が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図８は、医療施設の１つ以上の手術室、又は外科手術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（例えばストレージ装置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システム２１０に連結することができ、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供することができる。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り替え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。
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。
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、ストレージアレイ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。
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（単数又は複数）、ネットワークスイッチ（単数又は複数）及びネットワークルータ（単数又は複数）と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、コンピューティングリソースを共有することに依存することは理解されるであろう。用語「クラウド」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、用語「クラウドコンピューティング」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、ストレージ及びアプリケーションなどの様々なサービスは、インターネットを介して、手術室（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施することができる。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ストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。
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、外科的結果の改善、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理を特定するために、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。そのようなデータには、組織の位置特定及びマージン確認並びに表現型が含まれる。撮像装置と一体化された様々なセンサを使用し、かつ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されてもよい。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、標準化された手法を使用することは、外科的治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科的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。
一実装形態では、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、いかなる装置データを転送するための媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（media access control、ＭＡＣ/Internet Protocol、ＩＰ）も記憶しない。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ルーティング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。
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。
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に連結されている。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。
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機能又は無線機能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。
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、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、そのような規格又はプロトコルとしては、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。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などのより短距離の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などのより長距離の無線通信専用であってもよい。
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ように、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。
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。
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、ストレージアレイ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に連結されている。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ストレージに連結されている。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。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ように、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、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、画像及びオーバーレイ画像と共に表示してもよい。
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、例えばローカルでの処理、可視化及び撮像を行う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ている。クラウド２０４への通信は、有線通信チャネル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。
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、また超音波非接触測定装置又はレーザ型非接触測定装置のいずれかを使用して手術室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号では、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ているが、同文献中の「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スキャンする。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信することによって手術室を走査し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、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、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整する。
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、ストレージ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に連結されている。システムバスは、任意の様々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（単数又は複数）のうちのいずれかであってもよく、それらのアーキテクチャの例としては、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。
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、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。このプロセッサコアは、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つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１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つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
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、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
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。
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／不揮発性のコンピュータストレージ媒体、例えばディスクストレージなどを含む。ディスクストレージとしては、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、ディスクストレージは、上記のストレージ媒体を、独立して、又は他のストレージ媒体との組み合わせで含むことができる。他のストレージ媒体としては、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。ディスクストレージ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。
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。ディスクストレージ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トレージ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。
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（単数又は複数）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、衛星放送受信アンテナ、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（単数又は複数）を介し、システムバスを通じてプロセッサに接続する。インターフェースポート（単数又は複数）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（単数又は複数）は、入力装置（単数又は複数）と同じタイプ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、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、スピーカー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、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が、これは例示としてのものであり、限定するものではない。リモートコンピュータ（単数又は複数）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。
コンピュータシステム２１０は、クラウドコンピュータ（単数又は複数）などの１つ以上のリモート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（単数又は複数）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るが、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、リモートコンピュータ（単数又は複数）と共に、メモリストレージ装置１台のみが示される。リモートコンピュータ（単数又は複数）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、通信接続部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。
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（digital signal processor、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、様々なタスクを実施することができる。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。
通信接続部（単数又は複数）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通信接続部はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続部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。
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。例示の態様では、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と、最大３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８と、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）出力とペアリングし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。
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の回路に組み込まれている。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立ち上がり速度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。
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、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に連結されている。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ように、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。
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。
外科用器具のハードウェア
図１２は、本開示の１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判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判定するようにプログラム又は構成することができるプロセッサ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。
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、主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。
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、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
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、様々な機能を実施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。電気モータ４８２は、ギアボックス、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。他のモータドライバを、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０で使用するために容易に代用することができる。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。
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、シミュレートされた応答の滑らかで連続的な性質と、測定された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。
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、例えば、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。他の構成では、モータ４８２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、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。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、ハンドル組立体又はツールハウジングに解除可能に装着された電源組立体によって給電され得る。電源組立体は、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備えてもよい。特定の状況下では、電源組立体の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体に連結可能かつ電源組立体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。
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、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。他のモータドライバを、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム４８０で使用するために容易に代用することができる。
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、ギア減速機組立体の対応する駆動ギア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され、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、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、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可動部材を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、又はそ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てもよい。直線変位センサは、接触式変位センサ又は非接触式変位センサを含んでもよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（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感知システム、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感知システム、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。
電気モータ４８２は、変位部材上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体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、ギア組立体に動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサの構成は、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギア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、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための、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、又はこれらの組合せを表す。
位置センサ４７２と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の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アの減速を介して連結されてもよい。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。
位置センサ４７２の２回以上の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よりも大きい整数である）が、単独で用いられても、ギア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、電位差計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。
位置センサ４７２は、例えば、全磁界又は磁界のベクトル成分を測定するかどうかに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産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。磁界の感知に使用される技術としては、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。
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され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のエリアに、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、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られる、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。
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（単数又は複数）が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ（単数又は複数）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配置を挙げることができる。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使用して、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。
絶対位置決めシステムは、単にモータ４８２が取った前方又は後方へのステップの数を計数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定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しに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
例えば歪みゲージ又は微小歪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歪みの振幅などのエンドエフェクタの１つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みは、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断するために使用することができる、鋭利な切刃を含む。代替的に、モータ４８２により引き込まれる電流を測定するために、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対応し得る。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。
一形態では、歪みゲージセンサ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。治療されている組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪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つ以上のパラメータを測定するように構成された微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ４７４を備える。一態様では、歪みゲージセンサ４７４は、組織圧縮を示し得る、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は規模を測定することができる。測定された歪みは、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、ナイフ要素を動作させるために使用さ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。
センサ４７４、４７６によってそれぞれ測定される、組織圧縮、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。
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通信回路又は無線通信回路を備えてもよい。
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。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コア又はマルチコアプロセッサのうちの任意の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ストレージ媒体を備えることができる。プロセッサ５０２は、命令処理ユニット５０６及び演算ユニット５０８を含んでもよい。命令処理ユニットは、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。
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。
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との組み合わせを含むことができる。
図１６は、様々な機能を実施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の機能を実施することができ、第２のモータを起動させて第２の機能を実施することができ、第３のモータを起動させて第３の機能を実施することができ、第４のモータを起動させて第４の機能を実施することができる、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、例えばシャフト組立体を介してエンドエフェクタに伝達することができる。
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することができる、発射モータ駆動組立体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によって生成される発射運動によって、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ることができる。
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、閉鎖モータ駆動組立体６０５と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近似構成へと移行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移行され得る。
特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、１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組立体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。
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、個別に又は別個に起動させて、１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。代替的に、発射モータ６０２を起動させて、関節運動モータ６０６が停止した状態を維持している間に、複数のステープルを発射させ、及び／又は切刃を前進させることができる。更に、閉鎖モータ６０３は、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、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。
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可能かつ分離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に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の一方とのインターフェース接続から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちのもう一方とのインターフェース接続へと選択的に切り替えることができる。
少なくとも１つの例では、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移行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、例えば、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。
モータ６０２、６０３、６０６ａ、６０６ｂの各々は、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。エンドエフェクタ上の力は、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、任意の従来の様式で感知されてもよい。
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。
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／又は計算を実施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つ以上が、例えば、プロセッサ６２２に連結されてもよい。
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「電源パック」）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、ハンドルに解除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。
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に連結されるモータを停止及び／又は無効化することができる。「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（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で統合した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素子である。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。
一例では、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能の中でもとりわけ、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つ以上のＰＷＭモジュール、１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。
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のモータの各々を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。
特定の例では、例えば、センサ６３０などの１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に警報することができる。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するプログラム命令を使用するようにプロセッサ６２２に警報することができる。特定の例では、センサ６３０は、例えば、スイッチ６１４の位置を感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。
図１７は、本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書で記載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の概略図である。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、及び／又は１つ以上の関節運動部材を独立して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、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。
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することができる。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。
一態様では、制御回路７１０は、１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１つ若しくは複数のプロセッサに、１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によって判定されたＩビーム７１４の位置をタイマー／カウンタ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の位置を判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。
一態様では、制御回路７１０は、１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感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治療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。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。
一態様では、制御回路７１０は、モータ設定点信号を生成することができる。モータ設定点信号は、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、本明細書で説明するように、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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシ付きＤＣ電気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。いくつかの例では、モータ７０４ａ〜７０４ｅはブラシレスＤＣ電気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。
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装してもよい。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。
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、スーパーキャパシタ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、それぞれの伝達機構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７４２ａ、及び関節運動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。伝達機構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つ以上のギア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の位置を感知することができる。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タイプ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の位置を判定してもよい。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。他のタイプの位置センサが、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が実行するように命令されたステッパ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内に、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、力を感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感知するエンコーダを有する。
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にモータ設定点を提供し、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に連結されている。トルクセンサ７４４ａは、Ｉビーム７１４に連結された伝達機構７０６ａに連結される。伝達機構７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸に沿って遠位方向及び近位方向への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のナイフ駆動ギア及び第２のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギア組立体に連結されていてもよい。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することができる。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。使用準備が整うと、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側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、遠位端に配置さ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。
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はモータ制御部７０８ｂにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｂはモータ７０４ｂに駆動信号を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結されている。トルクセンサ７４４ｂは、アンビル７１６に連結された伝達機構７０６ｂに連結される。伝達機構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、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギア組立体に連結されている。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の反対側に位置決めされる。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、クランプアーム７１６とステープルカートリッジ７１８との間で組織を把持する。
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はモータ制御部７０８ｃにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｃはモータ７０４ｃに駆動信号を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結されている。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達機構７０６ｃに連結されている。伝達機構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の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ア組立体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）管状ギアセグメントを含む回転伝達機構組立体に連結されている。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。
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、モータ制御部７０８ｄにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｄは、モータ７０４ｄに駆動信号を提供する。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に連結された伝達機構７０６ｄに連結されている。伝達機構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ア組立体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。
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規定の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的利益は変化する。この機械的利点の変化は、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。
一態様では、１つ以上のモータ７０４ａ〜７０４ｅは、ギアボックスと、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モータと、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気モータ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、電気モータ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。
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とインターフェース接続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、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。
一態様では、制御回路７１０は、１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上に位置決めされ、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歪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、歪みゲージ、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、光センサ及び／又はエンドエフェクタ７０２の１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つ以上のセンサを含むことができる。センサ７３８は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、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感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）遠位閉鎖管によって経験され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感知することができる。
一態様では、１つ以上のセンサ７３８は、クランプされた状態の間のアンビル７１６における歪みの規模を測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模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との間で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備えてもよい。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の一部分のインピーダンスを検出するように構成することができ、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。
一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１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。
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の一部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７３８を、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル７１６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ以上のセンサ７３８は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７１０のプロセッサによって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、アンビル７１６に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
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することができる。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を目標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／又は適応型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。
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（鋭い切刃を含む）、及び取り外し可能なステープルカートリッジ７６８を備えることができるエンドエフェクタ７５２を備える。
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が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を使用して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判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によって達成することができる。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によって判定された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の位置を判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。
制御回路７６０は、モータ設定点信号７７２を生成してもよい。モータ設定点信号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、本明細書で説明するように、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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電気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。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電気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。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７６２は、電池、スーパーキャパシタ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、伝達機構７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結されてもよい。伝達機構７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１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の位置を感知し得る。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タイプ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の位置を判定してもよい。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。他のタイプの位置センサが、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が実行するように命令されたステッパ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。
制御回路７６０は、１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上に位置決めされ、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歪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７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、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、光センサ及び／又はエンドエフェクタ７５２の１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７８８は、１つ以上のセンサを含むことができる。
１つ以上のセンサ７８８は、クランプされた状態の間のアンビル７６６における歪みの規模を測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模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との間で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備えてもよい。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の一部分のインピーダンスを検出するように構成することができ、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。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムにより、アンビル７６６上に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、１つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６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７６６との間の相互作用点に位置し得る。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の一部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置決めして、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に適用される閉鎖力を検出することができる。１つ以上のセンサ７８８は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７６０のプロセッサによって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に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
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対応する。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。
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することができる。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を目標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。
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、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。別の例は、交換式シャフト組立体の、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ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。
様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断手段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方向及び近位方向に変位部材を駆動してもよい。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との間で組織を把持することができる。器具７５０を使用する準備が整うと、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することができる。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。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に配置さ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。
様々な実施例では、外科用器具７５０は、１つ以上の組織状態に基づいて、例えば、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感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治療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。
いくつかの例では、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を挙げることができる。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。
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の概略図である。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着脱可能なステープルカートリッジ７６８と、を備えることができるエンドエフェクタ７９２を備える。
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。
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とインターフェース接続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、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。
一態様では、Ｉビーム７６４は、上に組織切断ブレード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機構、及びチャネル係合機構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（機械的）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、２０１７年６月２０日出願の共同所有の米国特許出願第１５／６２８，１７５号、表題「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に説明されている。
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が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を使用して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判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によって達成することができる。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によって判定された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の位置を判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。
制御回路７６０は、モータ設定点信号７７２を生成してもよい。モータ設定点信号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、本明細書で説明するように、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つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電気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。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電気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。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７６２は、電池、スーパーキャパシタ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、伝達機構７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結されてもよい。伝達機構７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１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の位置を感知し得る。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タイプ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の位置を判定してもよい。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。他のタイプの位置センサが、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命令されたステッパ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。
制御回路７６０は、１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上に位置決めされ、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歪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７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、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、光センサ及び／又はエンドエフェクタ７９２の１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７８８は、１つ以上のセンサを含むことができる。
１つ以上のセンサ７８８は、クランプされた状態の間のアンビル７６６における歪みの規模を測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模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との間で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備えてもよい。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の一部分のインピーダンスを検出するように構成することができ、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。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムにより、アンビル７６６に及ぼされる力を測定するように構成することができる。例えば、１つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６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７６６との間の相互作用点に位置し得る。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の一部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置決めして、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に適用される閉鎖力を検出することができる。１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に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。
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対応する。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。
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内に装填されると、ＲＦカートリッジ７９６に加えられる。制御回路７６０は、ＲＦカートリッジ７９６へのＲＦエネルギーの送達を制御する。
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。
図２０は、制御システムが、関節運動角度θに基づいて閉鎖管組立体のストロークの長さをどのように修正することができるかを示すストロークの長さのグラフ２０７４０を示す。このようなストロークの長さの修正は、関節運動角度θ（例えば、ｘ軸に沿って定義される）が増加するにつれて、ストロークの長さを補正後のストロークの長さ（例えば、ｙ軸に沿って定義される）に縮小することを含む。補正後のストロークの長さは、エンドエフェクタのジョーを閉鎖するための遠位方向への閉鎖管組立体の移動の長さを規定し、これの長さは関節運動角度θに依存しており、又閉鎖管組立体が過剰に移動し、外科用装置に対する損傷を引き起こすのを阻止する。
例えば、ストロークの長さグラフ２０７４０に示されるように、ジョーを閉鎖するための閉鎖管組立体のストロークの長さは、エンドエフェクタが関節運動していないときに約０．２５０インチであり、関節運動角度θが約６０度であるとき、補正後のストロークの長さは約０．２４２インチである。このような測定値は、一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の長さ及び補正後のストロークの長さのいずれかを含めることができる。更に、関節運動角度θと補正後のストロークの長さの関係は非線形であり、関節運動角度が増加するにつれて、補正後のストロークの長さが短くなる比率も増加する。例えば、４５度〜６０度の関節運動の補正後のストロークの長さの縮小は、ゼロ度〜１５度の関節運動の補正後のストロークの長さの縮小よりも大きい。この手法では、制御システムは、関節運動角度θに基づいてストロークの長さを調節することで外科用装置への損傷（例えば、閉鎖管組立体の遠位端を遠位位置に詰まらせる）を阻止してはいるが、遠位閉鎖管はそれでもなお関節運動中に前進することが可能であり、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。
図２１は、制御システムが、関節運動角度θに基づいて閉鎖管組立体の長手方向位置を修正する一態様を示す閉鎖管組立体位置決めグラフ２０７５０を示す。閉鎖管組立体の長手方向位置のこのような修正は、閉鎖管組立体を、エンドエフェクタが関節運動するときの補正距離（例えば、ｙ軸に沿って規定される）だけ、関節運動角度θ（例えば、ｘ軸に沿って規定される）に基づいて近位に後退させることを含む。閉鎖管組立体が近位に後退される補正距離は、遠位にある閉鎖管の遠位の前進を阻止し、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。閉鎖管組立体を関節運動中に補正距離だけ近位に後退させることによって、閉鎖管組立体は、閉鎖組立体が作動すると、ジョーを閉鎖するために、近位に後退した位置から始まるストロークの長さを進むことができる。
例えば、閉鎖管組立体位置決めグラフ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正距離はゼロであり、関節運動角度θが約６０度であるときの補正距離は約０．００８インチである。この例では、閉鎖管組立体は、関節運動中に０．００８インチの補正距離だけ後退される。したがって、ジョーを閉じるために、閉鎖管組立体は、この後退位置から始まるストロークの長さを前進することができる。このような測定値は、例えば目的のため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正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と補正距離との関係は非線形であり、関節運動角度θが増加するにつれて補正距離が長くなる比率も増加する。例えば、４５度〜６０度の補正距離の増加は、ゼロ度〜１５度の補正距離の増加よりも大きい。
患者の組織をクランプする際、クランプ装置（例えば、リニアステープラ）を介して及ぼされる力は、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、一定の閉鎖速度が採用された場合、力が、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大きさになる場合があり、クランプ装置の変形を引き起こすことで、許容可能な組織の間隙がステープル留めの経路にわたって維持されない場合がある。図２２は、一定のアンビル閉鎖速度で（すなわち、制御された組織圧縮（ＣＴＣ）を用いない）圧縮中に組織に加えられる電力対可変のアンビル閉鎖速度で（すなわち、ＣＴＣを用いた）圧縮中に組織に加えられる電力を示すグラフである。閉鎖速度は、組織に付与される電力が圧縮の一部にわたって一定のままであるように、組織圧縮を制御するように調節されてよい。図２２による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た場合、はるかに低くなる。付与される電力に基づいて、外科用装置によって及ぼされる力（力に関連するパラメータ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、例えばリニアステープラのジョーなどの外科用装置を介して及ぼされる力が、ジョーが外に広がることで、完全に閉鎖した位置にあるとき、組織間隙がステープル留めの長さ全体に沿って許容可能な範囲内ではなくなる降伏力又は圧力を超えないように、制限されてよい。例えば、ジョーは、平行であるは、あるいは、組織間隙が、ジョーの全長に沿った全てのステープル位置に対して許容可能な範囲又は標的範囲内に留まるのに十分に近接しているべきである。更に、及ぼされる電力の制限は、組織に対する外傷又は損傷を回避するか、又は少なくとも最小限に抑える。
図２２において、ＣＴＣを用いない方法において及ぼされる総エネルギーは、ＣＴＣを用いた方法において及ぼされる総エネルギーと同じである、すなわち、図２２の電力曲線下の領域は同じであるか、又は実質的に同じである。しかしながら、利用される電力プロファイルの差は、ＣＴＣを用いない例と比較して、ピーク電力がＣＴＣを用いた実施例でははるかに低いため、かなり大きい。
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を用いた実施例では達成される。圧縮時間Ｂ’は閉鎖時間Ｂよりも長いことに留意されたい。図２２に示されるように、一定の閉鎖速度を提供する（すなわち、ＣＴＣを用いない）装置及び方法は、可変閉鎖速度を（すなわちＣＴＣを用いて）提供する装置及び方法と同じ１ｍｍの組織間隙で同じ５０ｌｂの圧縮力を達成する。一定の閉鎖速度を提供する装置及び方法は、可変閉鎖速度を使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、これは、図２２に示されるように、組織加えられる電力にスパイクをもたらすことになる。対照的に、ＣＴＣを用いた例示的な態様は、閉鎖速度を減速させて、組織に加えられる電力の量を特定のレベルを超えないように制限する。組織に加えら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に関して組織の外傷を最小限に抑えることができる。
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、２０１２年６月１日出願の「ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ」と題する、２０１３年８月６日発行の米国特許第８，４９９，９９２号に更に記載されている。
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を判定し、そのような判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事前定義の力の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することができ、そのような力閾値は、制御システムと通信する１つ以上のモータの測定されたねじり力と比較することができる。力閾値に対する測定されたねじり力の比較は、制御システムが、Ｅビームの位置及び／又はエンドエフェクタの関節運動を判定するために依存することが可能な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、１つ以上のモータを適切に制御して（例えば、ねじり荷重を低減又は停止して）、発射組立体の適切な発射及びエンドエフェクタの関節運動を確実にすること、並びにシステムへの損傷を阻止することを可能にする。
図２３は、セクションＢにおける測定された変位に関連する、セクションＡにおける測定された力を含む、力と変位のグラフ２０８００を示す。セクションＡとＢは両方とも時間を定義する（例えば、秒）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）を定義し、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定義する。セクションＡに示されるように、第１の関節運動範囲２０９０２（例えば、最初のおよそ１２ｍｍの移動）内での発射バーの移動が、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ており、更に関節運動することは機械的に不可能である。完全に関節運動した結果として、モータに対す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、事前定義の関節運動閾値２０８０４を超える関節運動力ピーク２０８０２を感知することができる。制御システムは、２つ以上の最大関節運動方向（例えば、左関節運動及び右関節運動）を感知するための、２つ以上の事前定義の関節運動閾値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損傷から保護することができる。
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、発射バーを更に遠位移動させることで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、移動変位の約１２ｍｍ〜７０ｍｍ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、ジョーの間に捕捉された組織を切断することができるが、他の移動の長さも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の移動のところで生じる。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上の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感知させる。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、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（例えば、非線形に）減少する、ナイフ移動閾値２０８１０とを含むことができる。
制御システムは、最大発射ストローク位置２０９０６に到達する前に、Ｅビームの少なくとも遠位移動部の最後の部分２０９０７（例えば、発射ストローク９０４の最後の１０パーセント）の間に感知されたモータねじり力を監視するように構成され得る。遠位移動部のそのような最後の部分２０９０７に沿って監視する間、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ビーム上の負荷を低減させることができる。これは、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ビーム上の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への損傷から保護することができ、それによりカートリッジ又はジョーの遠位端に対するＥビームの衝撃が低減される。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を引き起こし、これは、ナイフ移動閾値２０８１０を超える場合があるが、モータ閾値２０８０８を超えることはないため、モータを損傷させることがない。したがって、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、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が損傷から保護される。更に、ナイフ移動閾値２０８１０の低減を大きくすることは、Ｅビームが最大発射ストローク位置２０９０６に到達したとを制御システムが事前に考えることを阻止する。
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、そのように変位位置を知ることに基づいて発射バーを後退させて、最も近位の位置２０９０８（例えば、０ｍｍ変位）でＥビームをリセットすることができる。最も近位の位置２０９０８において、セクションＡに示されるように事前定義のナイフ後退閾値２０８１４を超えるナイフ後退力ピーク２０８１２を制御システムによって感知することができる。この時点で、制御システムは、必要に応じて再校正することができ、発射ロッドの遠位方向へのその後の前進（例えば、およそ長さ約１２ｍｍ）が、シフタを発射バーからＥビームの係合を解除させるホーム位置にあるように、Ｅビームの位置を関連付けることができる。係合が解除されると、発射バーが関節運動範囲２０９０２内を移動することで、エンドエフェクタの関節運動が再び引き起こされる。
したがって、制御システムは、発射バーの移動を制御し、そのような感知され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判定し、それによってモータを適切に制御してモータへの損傷を阻止することができ、また発射バー及び／又はＥビームの位置決めを確認することもできる。
上述したように、組織接触センサ又は圧力センサは、ジョー部材が組織「Ｔ」と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」の初期の厚さ及び／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、組織「Ｔ」とのジョー部材の接触は、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、組織と接触していないときには開いている感知回路「ＳＣ」を閉じる。接触センサはまた、センサに適用される力の量を判定する敏感な力変換器を含んでもよく、これは、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。こうして組織に加えられた力は、続いて、組織圧縮の量に変換されてもよい。力センサは、組織が受ける圧縮の量を測定し、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、手術されている組織「Ｔ」に悪影響を及ぼす可能性がある。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、ステープル線の破損をもたらす場合もある。組織「Ｔ」に加えられる圧力に関する情報は、外科医が組織「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。
本明細書に開示される任意の接触センサは、これに限定するものではないが、組織と接触していないときには開いている感知回路を、組織と接触しているときに閉じる、ジョーの内面に配置された電気接点を含み得る。接触センサはまた、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敏感な力変換器を含んでもよい。力変換器としては、これに限定するものではないが、圧電素子、ピエゾ抵抗素子、金属膜又は半導体歪みゲージ、誘導圧センサ、容量性圧力センサ、及び、抵抗要素上のワイパーアームを駆動するためにブルドン管、カプセル又はふいごを使用する電位差圧変換器を挙げることができる。
一態様では、前述の外科用器具のうちのいずれか１つは、ジョー部材上で発生する圧力の変化を検出するための１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。元素は、金属化石英又はセラミックで構成されてもよい。動作中、結晶に応力が適用されると、材料の電荷分布が変化し、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」と接触し、接触が確立された後に組織「Ｔ」に及ぼされる圧力の量を示すために使用されてよい。
一態様では、前述の外科用器具のうちのいずれか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つ以上の金属歪みゲージを含んでもよい、又はこれらを備えてもよい。金属歪みゲージは、材料の抵抗が長さ、幅、及び厚さに依存する原理で動作する。したがって、金属歪みゲージの材料が歪みを受けると、材料の抵抗が変化する。したがって、この材料で作成された、回路に組み込まれた抵抗器は、歪みを電気信号の変化に変換する。望ましくは、歪みゲージは、組織に加えられる圧力が歪みゲージに影響を及ぼすように外科用器具上に配置されてもよい。
あるいは、別の態様では、１つ以上の半導体歪みゲージが、上記の金属歪みゲージと同様の方法で使用される場合もあるが、変換のモードは異なる。動作中、加えられた応力の結果として、半導体歪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。観察される現象は、「ピエゾ抵抗効果」と称されることがある。
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、誘導要素の互いに対する運動に変換するために、１つ以上の誘導圧センサを含んでもよい、又はそれを備えてもよい。この誘導要素の互いに対する運動は、全体的なインダクタンス又は誘導結合を変える。静電容量式圧力変換器も同様に、圧力又は力を、全体的な静電容量を変化させる容量性素子の運動に変換する。
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、全体的な静電容量を変化させる容量性素子の運動に変換するために、１つ以上の静電容量式圧力変換器を含んでもよい、又はそれを備えてもよい。
一態様では、前述の外科用器具のうちのいずれか１つは、圧力又は力を運動に変換するための１つ以上の機械的圧力変換器を含んでもよい、又はそれを備えてもよい。使用中、機械的要素の運動は、ゲージ上でポインタ又はダイヤルを偏向させるために使用される。このポインタ又はダイヤルの移動は、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、カプセル又はふいごが挙げられるが、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及び／又は感知素子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、加えられた圧力又は力を反映するためにポテンショメータ上でワイパーを偏向させ、これにより抵抗を変化させて加えられた圧力又は力を反映する機械的運動に変換されてもよい。
上記の態様の組み合わせ、具体的には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」の初期の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誘導することができ、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するかどうかを外科医に知らせることができ、組織「Ｔ」の初期の厚さ及びクランプされた厚さに関する情報を使用して、組織「Ｔ」に対する圧縮又は歪みの量を判定してもよく、また組織「Ｔ」に対する歪みに関連する情報を使用して、過剰な歪み値及び／又は過剰な歪みを受けた組織へのステープル留めを避けることもできる。
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してもよい。外科医は、この情報を使用して、組織「Ｔ」への過剰な圧力の適用、又は過剰な歪みを経験した組織「Ｔ」内へのステープル留めを回避するために、この情報を使用してもよい。
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、２０１１年６月２７日に出願され、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲＳ」と題され、２０１２年５月５日に発行された米国特許第８，１８１，８３９号に更に記載されている。
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。一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。
用語「近位」及び「遠位」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。
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科処置を行うための、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装置を通じて挿入することができる。
図２５〜図２８は、再利用される場合も、又は再利用されない場合もある、切断及び締結用のモータ駆動式外科用器具１５００１０を描いている。例示の実施例では、外科用器具１５００１０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組立体１５００１４を備えるハウジング１５００１２を含む。ハウジング１５００１２は、１つ以上の外科的タスク又は処置を実施する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組立体が、ロボット制御された外科システムと関連させて効果的に使用され得る。したがって、「ハウジング」という用語は、交換式シャフト組立体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、ハンドヘルド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。交換式シャフト組立体は、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」と題される米国特許第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。
図２５は、本開示の少なくとも一態様による、動作可能に連結された交換式シャフト組立体１５０２００を有する外科用器具１５００１０の斜視図である。ハウジング１５００１２はエンドエフェクタ１５０３００を含み、エンドエフェクタ１５０３００は、外科用ステープルカートリッジ１５０３０４をその内部で動作可能に支持するように構成された外科用切断及び締結装置をその中に備える。ハウジング１５００１２は、交換式シャフト組立体と共に使用するように構成されてもよく、交換式シャフト組立体は、様々な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、様々なシャフト長さ、サイズ及びタイプを有する。ハウジング１５００１２は、他の運動、並びに高周波（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形態のエネルギーを、様々な外科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適用するように構成された組立体を含めた、多様な交換式シャフト組立体と共に用いられてもよい。エンドエフェクタ、シャフト組立体、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、内部に着脱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は、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入され得る及び／又は取り付けられ得る。
ハンドル組立体１５００１４は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互接続された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。ハンドル組立体１５００１４は、複数の駆動システムを動作可能に支持し、駆動システムは、制御運動を生成し、ハンドル組立体に動作可能に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応する部分に、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。
図２６は、本開示の少なくとも一態様による、図２５の外科用器具１５００１０の一部分の分解組立図である。ハンドル組立体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、閉鎖駆動システムは、交換式シャフト組立体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によってハンドル組立体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。臨床医がハンドル組立体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」位置へと、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することができる。
ハンドル組立体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、それに取り付けられた交換式シャフト組立体の対応する部分に発射運動を適用するように構成される。発射駆動システム１５００８０は、ハンドル組立体１５００１４のピストルグリップ部分１５００１９内に位置した電気モータ１５００８２を使用してもよい。電気モータ１５００８２は、例えば約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するＤＣブラシ付きモータであってもよい。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、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。電気モータ１５００８２は、取り外し式電源パック１５００９２を備え得る電源１５００９０によって給電されてもよい。取り外し式電源パック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、その中で複数の電池１５００９８を動作可能に支持するように構成される。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、制御回路基板１５０１００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の下方に位置しているディスプレイ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。
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で装着されるギア減速機組立体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）を含んでもよい。長手方向に移動可能な駆動部材１５０１２０は、ギア減速機組立体１５００８４の対応する駆動ギア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。
使用時は、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を時計方向に動作させることができるが、電気モータ１５００８２を反時計方向に動作させるために、電池によって電気モータに印加される電圧極性を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」へと軸方向に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」へと軸方向に駆動されることになる。ハンドル組立体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。ハンドル組立体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が移動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。
電気モータ１５００８２の作動は、ハンドル組立体１５００１４上に枢動可能に支持される発射トリガ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を枢動してもよい。
図２５に戻ると、交換式シャフト組立体１５０２００はエンドエフェクタ１５０３００を含み、エンドエフェクタ１５０３００は、その中で外科用ステープルカートリッジ１５０３０４を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。交換式シャフト組立体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」と題される米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に記述されている。交換式シャフト組立体１５０２００は、ノズル部分１５０２０２、１５０２０３から構成される近位ハウジング又はノズル１５０２０１を含んでもよい。交換式シャフト組立体１５０２００は、シャフト軸ＳＡに沿って延びる閉鎖管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。
図２５に戻ると、上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、例えば、閉鎖トリガ１５００３２の作動に応答して、閉鎖管１５０２６０が遠位方向（方向「ＤＤ」）に並進されてアンビル１５０３０６を閉鎖する。アンビル１５０３０６は、閉鎖管１５０２６０を近位方向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移動される。
図２７は、本開示の少なくとも一態様による、交換式シャフト組立体１５０２００の一部分の別の分解組立図である。交換式シャフト組立体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のシャフト組立体」と称され得る。中間発射シャフト１５０２２２は、遠位端に、ナイフバー１５０２８０の近位端１５０２８２上のタブ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を可能とする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の周りで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が適切に配向されると、長手方向スロット１５０２２３の近位の側壁がタブ１５０２８４に接触するまで中間発射シャフト１５０２２２を遠位方向に前進させてナイフバー１５０２８０を前進させ、チャネル１５０３０２内に位置する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、その内部に細長い開口部又は窓１５０２１３を有して、スパイン１５０２１０内への中間発射シャフト１５０２２２の組み立て及び挿入を容易にする。中間発射シャフト１５０２２２がその中に挿入されたら、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をその中に囲い込むことができる。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の周りを延在する閉鎖管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することができる。
交換式シャフト組立体１５０２００は、関節運動ドライバ１５０２３０を発射部材１５０２２０に選択的かつ取り外し可能に結合させるように構成されたクラッチ組立体１５０４００を含み得る。クラッチ組立体１５０４００は、発射部材１５０２２０の周りに位置決めさ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の遠位方向移動によって、関節運動ドライバ１５０２３０を遠位方向に移動させることができ、それに対応して、発射部材１５０２２０の近位方向移動によって、関節運動ドライバ１５０２３０を近位方向に移動させることができる。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とは無関係に移動することができる。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、関節運動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。
交換式シャフト組立体１５０２００は、スリップリング組立体１５０６００を備えることができ、スリップリング組立体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から電力を伝導し、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することができる。スリップリング組立体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決めさ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、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の面内に画定される、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の近位側に装着することができ、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、また、それと電気接触している。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との間で電気接触を維持しながら、これらの間で相対的な回転が可能となる。近位コネクタフランジ１５０６０４は、例えば、導体１５０６０２をシャフト回路基板と信号通信させ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つの事例では、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を延在し得る。電気コネクタ１５０６０６は、シャーシ装着フランジに画定されたコネクタ開口部を通って近位方向に延在してもよい。「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５１号が、その全体が参照として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号が、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。スリップリング組立体１５０６００に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５４１号に見出されてよい。
交換式シャフト組立体１５０２００は、ハンドル組立体１５００１４に固定可能に装着されている近位部分と、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、スリップリング組立体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。スリップリング組立体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決めすることができる。
図２８は、本開示の少なくとも一態様による、図２５の外科用器具１５００１０のエンドエフェクタ１５０３００の一態様の分解組立図である。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。アンビル１５０３０６を細長いチャネル１５０３０２及び外科用ステープルカートリッジ１５０３０４に対する開放位置から閉鎖位置まで枢動させることを可能にするために、アンビル１５０３０６から延在するピン１５０１５２を受容するための開口１５０１９９を、細長いチャネル１５０３０２内に画定することができる。発射バー１５０１７２は、エンドエフェクタ１５０３００内へと長手方向に並進するように構成される。発射バー１５０１７２は、１つの中実部分から構築されてもよく、又は鋼板の積み重ね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の遠位方向に突出する端部は、Ｉビーム１５０１７８に取り付けられて、アンビル１５０３０６が閉鎖位置にある場合に、細長いチャネル１５０３０２内に位置決めされた外科用ステープルカートリッジ１５０３０４からアンビル１５０３０６を離間して配置する手助けをすることができる。Ｉビーム１５０１７８は、Ｉビーム１５０１７８が発射バー１５０１７２によって遠位方向に前進されると組織を切るような鋭利な切刃１５０１８２を含んでもよい。動作時に、Ｉビーム１５０１７８は、外科用ステープルカートリッジ１５０３０４を発射する場合がある、又は発射する。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、それぞれ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によって遠位方向に駆動され、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る間に、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。
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の一部と係合するために、中央ピン１５０１８４及び下部足部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内に位置決めされる場合、カートリッジ本体１５０１９４内に画定されたスロット１５０１９３は、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と位置合わせされ得る。使用時、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の下部足部１５０１８６は、スロット１５０１８９の長さに沿って細長いチャネル１５０３０２の底面に沿って通っている溝に係合することができ、中央ピン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が遠位方向へと前進して、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、かつ／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とき、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とを離間させるか、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を近位方向へと後退させ、それによりアンビル１５０３０６を開放して、ステープル留めされ切り離された２つの組織部分を解放することが可能になる。
図２９Ａ及び図２９Ｂは、本開示の少なくとも一態様による、２つの図面にまたがる、図２５の外科用器具１５００１０の制御回路１５０７００のブロック図である。主に図２９Ａ及び図２９Ｂを参照すると、ハンドル組立体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利用することができる。様々な形態では、モータ１５０７１４は、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するＤＣブラシ付き駆動モータであってよい。他の構成では、モータ１５０７１４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、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。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備えてもよい。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組立体１５０２００に解放可能に装着された電源組立体１５０７０６により給電され得る。電源組立体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、直接に接続されたいくつかの電池セルを含み得る電池を備えてもよい。特定の状況下では、電源組立体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つの例では、電池セルは、電源組立体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。
シャフト組立体１５０７０４は、シャフト組立体１５０７０４と電源組立体１５０７０６がハンドル組立体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、シャフト組立体コントローラ１５０７２２を含むことができる。例えば、インターフェースは、シャフト組立体１５０７０４及び電源組立体１５０７０６がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間にシャフト組立体コントローラ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、対応するシャフト組立体電気コネクタとの連結係合のために１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、対応する電源組立体電気コネクタとの連結係合のために１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。インターフェースを介して１つ以上の通信信号を送信して、取り付けられた交換式シャフト組立体１５０７０４の１つ以上の電力要件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組立体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、電源組立体１５０７０６の電池の電力出力を変調してもよい。コネクタは、ハンドル組立体１５０７０２の、シャフト組立体１５０７０４及び／又は電源組立体１５０７０６への機械的連結係合の後に作動されて、シャフト組立体コントローラ１５０７２２と電力管理コントローラ１５０７１６と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。
インターフェースは、例えば、ハンドル組立体１５０７０２内に載置されたメインコントローラ１５０７１７を通して、かかる通信信号を送ることにより、電力管理コントローラ１５０７１６とシャフト組立体コントローラ１５０７２２との１つ以上のこのような通信信号の伝達を容易にすることができる。他の状況下では、シャフト組立体１５０７０４及び電源組立体１５０７０６がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間、インターフェースは、ハンドル組立体１５０７０２を介した電力管理コントローラ１５０７１６とシャフト組立体コントローラ１５０７２２との間の直接通信回線を促進し得る。
メインコントローラ１５０７１７は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の商品名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つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１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。
安全コントローラは、やはりＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の商品名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、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
電源組立体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、及び電流感知回路１５０７３６を含み得る。シャフト組立体１５０７０４及び電源組立体１５０７０６がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間に、電力管理回路は、シャフト組立体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、電源組立体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、電流感知回路１５０７３６は、電源組立体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、電源組立体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／又はシャフト組立体コントローラ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。
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を備えてもよい。このような装置は、例えば、視覚フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚アクチュエータ）を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置１５０７４２は、ハンドル組立体１５０７０２に含まれ得るディスプレイ１５０７４３を備えてよい。シャフト組立体コントローラ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し得る。インターフェースは、シャフト組立体コントローラ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することができる。出力装置１５０７４２は、代わりに、電源組立体１５０７０６と一体化されてもよい。このような状況下では、シャフト組立体１５０７０４がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間、出力装置１５０７４２とシャフト組立体コントローラ１５０７２２との間の通信はインターフェースを介して達成され得る。
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はまた、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組立体（ＰＣＢＡ）などの、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（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これを処理し、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つ以上のプロセスを実装するように構成されてもよい。
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移行、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。
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つ以上の集積回路ドライバを通して、ディスプレイに連結する。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。
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組立体１５０２００（図２５及び図２７）用の制御部、及び／又は、交換式シャフト組立体１５０２００に連結されたエンドエフェクタ１５０３００用の１つ若しくは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、交換式シャフト組立体１５０２００及び／又はシャフトＰＣＢＡに固有の、１つ若しくは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は交換式シャフト組立体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され得る１つ以上のシャフト組立体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。
位置エンコーダセグメント（セグメント６）は、１つ以上の磁気式角度回転位置エンコーダを備える。１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、交換式シャフト組立体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に連結されてよい。
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主マイクロコントローラプロセッサ１５０７１７に連結される。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。
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、バッファを介して、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モータコントローラに提供する。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。
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。いくつかの例では、１つ以上の電圧変換器が、所定の電圧値を１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阻止するように構成されている。
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、セグメント化回路の、外科用器具１５００１０（図２５〜図２８）の動作を制御する、及び／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の複数の関節運動スイッチは、交換式シャフト組立体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。
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）又は物体の存在と関連付けられた構成要素の運動により作動されるリミットスイッチであってよい。こうしたスイッチを用いて、外科用器具１５００１０に関連した様々な機能を制御することができる。リミットスイッチは、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。物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。それらの丈夫さ、取り付けの容易さ、及び動作の信頼性により、リミットスイッチは様々な用途及び環境で用いられる。リミットスイッチは、物体の有無、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、磁界の影響下にて稼働する、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。
図３０は、本開示の少なくとも一態様による、ハンドル組立体１５０７０２と電源組立体１５０７０６との間のインターフェース、及びハンドル組立体１５０７０２と交換式シャフト組立体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。ハンドル組立体１５０７０２は、メインコントローラ１５０７１７、シャフト組立体コネクタ１５０７２６、及び電源組立体コネクタ１５０７３０を備えてよい。電源組立体１５０７０６は、電源組立体コネクタ１５０７３２、電力管理コントローラ１５０７１６、電力変調器１５０７３８、及び電流感知回路１５０７３６を備え得る電力管理回路１５０７３４を含むことができる。シャフト組立体コネクタ１５０７３０、１５０７３２はインターフェース１５０７２７を形成する。交換式シャフト組立体１５０７０４及び電源組立体１５０７０６がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間に、電力管理回路１５０７３４は、交換式シャフト組立体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、電源組立体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、電流感知回路１５０７３６は、電源組立体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得るため、電力管理コントローラ１５０７１６は、電源組立体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。シャフト組立体１５０７０４は、不揮発性メモリ１５０７２１及びシャフト組立体コネクタ１５０７２８に連結されてシャフト組立体１５０７０４をハンドル組立体１５０７０２に電気的に連結する、シャフトプロセッサ１５０７２０を備える。シャフト組立体コネクタ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つ以上を実装するように構成することができる。
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を備えてもよい。このような装置は、視覚フィードバック装置（例えば、ＬＣＤディスプレイスクリーン、ＬＥＤインジケータ）、可聴フィードバック装置（例えば、スピーカー、ブザー）又は触覚フィードバック装置（例えば、触覚アクチュエータ）を含んでよい。特定の状況下では、出力装置１５０７４２は、ハンドル組立体１５０７０２に含まれ得るディスプレイ１５０７４３を備えてよい。シャフト組立体コントローラ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し得る。インターフェース１５０７２７は、シャフト組立体コントローラ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することができる。出力装置１５０７４２は、電源組立体１５０７０６と一体化されてもよい。交換式シャフト組立体１５０７０４がハンドル組立体１５０７０２に連結されている間に、出力装置１５０７４２とシャフト組立体コントローラ１５０７２２との間の通信はインターフェース１５０７２５を介して達成され得る。外科用器具１５００１０（図２５〜図２８）の動作を制御するための制御回路１５０７００（図２９Ａ及び図２９Ｂ並びに図６）を記載したが、本開示はここから外科用器具１５００１０（図２５〜図２８）及び制御回路１５０７００の様々な構成に転じる。
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るモータ駆動式外科用切断及び締結器具１５００１０と同様に構築され装備される。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決めされてよい。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、組織に圧縮は加えなくてもよい。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）に係合することによって、医師は、エンドエフェクタ１５１０３０を使用して組織１５１０３２を圧縮してよい。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。
図３４を参照すると、エンドエフェクタ１５１０３０によって様々な力が組織１５１０３２に加えられる場合がある。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き、垂直力Ｆ１及びＦ２がアンビル１５１０３４及びチャネルフレーム１５１０３６に加えられてよい。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際、様々な斜め方向及び／又は横方向の力が組織１５１０３２に加えられる場合もある。例えば、力Ｆ３が適用されてよい。外科用ステープラ１５１０００などの医療装置を操作する目的のために、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感知する、又は計算することが望ましい場合がある。例えば、垂直方向又は横方向の圧縮を知ることは、エンドエフェクタがステープルの動作をより精密に又はより正確に加えることを可能にし得る、あるいは外科用ステープラをより適切に又はより安全に使用することができるように外科用ステープラの情報をオペレータに知らせる場合もある。
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判定されてよい。様々な圧縮水準において、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は、圧縮の様々な圧縮水準で判定されてよい。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。
次に図３６を参照すると、一態様では、ＲＦ電極１５１０３８が、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）に位置決めされてよい。更に、電気接点１５１０４０が、エンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４の上に位置決めされてよい。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決めされ得る。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き、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てよい。
次に図３７を参照すると、一態様では、ＲＦ電極１５１０３８が位置決めされるとき、電気接点１５１０４４は、エンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４の反対側の端部に位置決めされてもよい。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き、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てよい。
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の上に位置決めされてもよく、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の反対端の上に位置決めされてもよい。ＲＦ電極１５１０４８は、エンドエフェクタ１５１０３０の中央部に対して側方に位置決めされ得る。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き、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１５１０５４又は角度のある圧縮１５１０５６は、エンドエフェクタ１５１０３０によって生じてよく、ＲＦ電極１５１０４８、電気接点１５１０５０及び１５１０５２の相対的な位置決めに基づいて、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てよい。
図３９に示されるように、周波数発生器１５１２２２は、電源１５１２２１から電力又は電流を受け取ってよく、１つ以上のＲＦ信号を１つ以上のＲＦ電極１５１２２４に供給してよい。上記で論じられたように、１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決めされてよい。電気接点１５１２２６又は１５１２２８など、１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決めされてよい。更に、フィルタ１５１２３０又は１５１２３２など、１つ以上のフィルタが、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処理してよい。１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したインピーダンスＺを計算するために使用されてよい。
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内に配置されてよい。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、電源１５１２２１から電力を受け取ることができる。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つ以上と電気接点１５１２２８との間で圧縮される、及び／又は通信可能に連結される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つ以上と電気接点１５１２２６との間で圧縮される、及び／又は通信可能に連結される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。
次に図４０を参照すると、本開示の１つ以上の態様が回路図１５１２５０に記載されている。一実装形態では、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に電力を供給し得る。周波数発生器１５１２５４は、１つ以上のＲＦ信号を生成してよい。１つ以上のＲＦ信号は、マルチプレクサ１５１２５６において多重化、又はオーバーレイされてもよく、マルチプレクサは、外科用ステープラのシャフト１５１２５８内にあり得る。このようにして、２つ以上のＲＦ信号は、オーバーレイされ（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における（例えば、ステープルカートリッジ内に位置決めされる）１つ以上のＲＦ電極１５１２６０に通電し得る。組織（図示せず）は、１つ以上のＲＦ電極１５１２６０と１つ以上の電気接点との間で圧縮される、及び／又は通信可能に連結され得る。例えば、組織は、１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決めされた電気接点１５１２６４又はエンドエフェクタ１５１２６２のアンビル内に位置決めされた電気接点１５１２６６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。フィルタ１５１２６８は、電気接点１５１２６４に通信可能に連結されてよく、フィルタ１５１２７０は、電気接点１５１２６６に通信可能に連結されてよい。
１つ以上のＲＦ信号に関連した電圧Ｖ及び電流Ｉは、ステープルカートリッジ（及び１つ以上のＲＦ電極１５１２６０に通信可能に連結され得る）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つ以上に通信可能に連結され得る）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。
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内に配置されてよい。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決めされる場合もある。
２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処理され得る。電流Ｉ１及び電流Ｉ２が、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つ以上と電気接点１５１２６４との間で圧縮され、かつ／又は通信可能に連結される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つ以上と電気接点１５１２６６との間で圧縮される、及び／又は通信可能に連結される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。
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に示される複合信号は、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）フィルタ処理された後の、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。
一態様では、フィルタ１５１２６８及び１５１２７０は、フィルタ範囲が狭くなり得るような（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。
本明細書に記載の技術及び特徴のうちの１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つ以上のＲＦ信号が、オーバーレイされるか、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どちら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る場合、両経路によって表される組織インピーダンスは区別することができる。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上の１つ以上のチップ上に配置され得る。
一態様では、本開示は、様々な感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、感知システムは、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／変化率感知システムを含む。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、圧縮率の測定値として用いられ得る。最後に、組織接触の変化率は、ナイフ発射速度に基づいて組織流動を測定するセンサで測定され得る。
感知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必要な時間は、それ自体別個の測定値であり、導出元の感知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、測定値の微分係数を用いるための新規な技術を提供する。
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値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値は最も有用となる。それは、測定を有効にする複数の測定の組み合わせである。組織間隙の場合、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値は、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、アンビルでの歪み測定値と組み合わされてよい。変化率測定値は、組織圧縮はもとより、組織タイプも判定するために、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値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。これらの測定値のいずれかが単独で使用された場合、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どう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て、プロセスの次の工程に信号を送るかを判定す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。
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、及び粘弾性特性を判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、アンビル歪み、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。これらの感知された測定値は、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。
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、及びアンビル歪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と直列の電流センサを用いて監視されてもよい。
次に図４４に移ると、再利用される場合も、又は再利用されない場合もある、モータ駆動式外科用切断及び締結器具１５１３１０が描かれている。モータ駆動式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るモータ駆動式外科用切断及び締結器具１５００１０と同様に構築され装備される。図４４に示される実施例では、器具１５１３１０は、臨床医によって把持され、操作され、作動されるように構成されたハンドル組立体１５１３１４を備えるハウジング１５１３１２を含む。ハウジング１５１３１２は、１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が動作可能に連結された交換式シャフト組立体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るモータ駆動式外科用切断及び締結器具１５００１０と同様に構築され装備されるので、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。
図４４に描かれるハウジング１５１３１２は、外科用ステープルカートリッジ１５１３０４をその中で動作可能に支持するように構成された外科用切断及び締結装置を備えるエンドエフェクタ１５１６００を含む交換式シャフト組立体１５１５００と接続されて示されている。ハウジング１５１３１２は、様々な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、様々なシャフトの長さ、サイズ、及びタイプなどを有する交換式シャフト組立体と接続し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、他の運動、並びに例えば高周波（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形態のエネルギーを、様々な外科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適用するように構成された組立体を含めた、多様な他の交換式シャフト組立体と共に用いられてもよい。更に、エンドエフェクタ、シャフト組立体、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、内部に着脱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は、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入され得る及び／又は取り付けられ得る。
図４４は、交換式シャフト組立体１５１５００が動作可能に連結された外科用器具１５１３１０を示している。例示の構成において、ハンドルハウジングは、臨床医によってクランプされ、操作され得るピストルグリップ部分１５１３１９を形成する。ハンドル組立体１５１３１４は、その中に複数の駆動システムを動作可能に支持し、駆動システムは、様々な制御運動を生成し、ハンドル組立体に動作可能に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応する部分に、制御運動を適用するように構成されている。トリガ１５１３３２は、種々のこれらの制御運動を制御するために、ピストルグリップと動作可能に関連付けられる。
続けて図４４を参照すると、交換式シャフト組立体１５１５００は、ステープルカートリッジ１５１３０４をその中で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。
本発明者らは、導出されたパラメータは、導出されたパラメータの基礎となる感知されたパラメータよりも、図４４に例示される器具などの外科用器具を制御するのに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、感知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、他の形では感知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（例えば、組織圧縮）変化率は、アンビルの歪みと組み合わされて、圧縮及び力を関係付けることができ、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、組織タイプも判定することが可能になる。この実施例は例示に過ぎず、いずれの導出されたパラメータも、１つ以上の感知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）、組織の健康ステータス（石灰化と正常）、及び外科用装置の動作ステータス（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。
図４６は、間隙距離の経時的変化を示している例示的なグラフであり、間隙とは、ジョー間で、クランプされた組織が占める空間である。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。開放したジョー位置では、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、組織をクランプしている間など、アンビル１５１３０６が閉鎖す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得、結果としてより速い変化率となる。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。間隙は、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との間で押しつぶされるとき、時間の経過と共に減少する。例えば、磁界センサ、歪みゲージ、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され、構成されてよい。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。
図４７は、エンドエフェクタのジョーの発射電流を示している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に関連して示され説明したような外科用器具及び／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、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。反対に、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。感知された電流は、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。なおも図４７を参照すると、ステープル留めなど、いくつかの動作中、発射電流は、時間０では最初は高いが、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移行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、具体的には発射電流の変化率は、装置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供に減少する。切断されている組織が、組織特性又はナイフ１５１３０５（図４５）の鋭さに起因してより大きい又はより小さい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。電流センサを利用して、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経時的な発射電流を測定するために利用されてよい。例えば、電流センサを用いてモータ電流が監視されてもよい。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され、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。
図４８は、インピーダンスの経時的変化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）を受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エネルギーを用いて封着されるため、変化率は時間と共に変動する。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切り離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き、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、又は組織が切り離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、組織を区別する独自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治療レベル未満のＲＦ電流を駆動することによって測定され得る。１つ以上の電極が、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決めされ得る。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時間と共に測定され得る。例えば、磁界センサ、歪みゲージ、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さ、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され、構成され得る。
図４９は、アンビル１５１３０６（図４４、図４５）の歪みの経時的変化の例示的なグラフである。垂直（ｙ）軸が歪みであり、水平（ｘ）軸が時間である。例えば、ステープル留め中、アンビル１５１３０６の歪みは最初は大きいが、組織が定常状態に達し、アンビル１５１３０６に及ぼす圧力が小さくなると減少する。アンビル１５１３０６の歪みの変化率は、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歪みを測定するために、アンビル１５１３０６及びステープルカートリッジ１５１３０４（図４４、図４５）のいずれか又はその両方の上に位置決めされる圧力センサ又は歪みゲージによって測定され得る。アンビル１５１３０６の歪みは、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」にわたる歪み「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。
図５０は、トリガ力の経時的変化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）の圧力はその最も低い値にあってよく、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貫通するようにナイフ１５１３０５（図４５）を駆動するために必要な力を測定するために、器具１５１３１０（図４４）のハンドル１５１３１９のトリガ１５１３０２上に位置決めされる圧力センサ又は歪みゲージによって測定することができる。トリガ１５１３３２力は、図５０にグラフにより表されるように経時的に測定することができる。時間「ｔ」にわたる歪みトリガ力「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。
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、様々な組織の組織圧力「Ｐ」と、様々な組織の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、組織変位の量、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、より好ましくは更に５０〜１００ｐｓｉなど、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。
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、異常が存在するかどう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、石灰化した肺組織の圧縮は、正常な肺組織の圧縮とは異なる曲線をたどる。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。
加えて、特定の感知された測定値は、追加の感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、組織圧縮及び他の感知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。
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。感知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。
変化率情報はまた、いつ定常状態に達したのか、したがって、プロセスの次の工程に信号を送るのかを判定す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報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。
同様に、インピーダンスの変化率は、アンビルの歪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、組織タイプを判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。
１つ以上の感知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。
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の一実施形態を示している。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、その中にステープルカートリッジ１５２００６を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）を含む。複数のステープルは、外科手術中、ステープルカートリッジ１５２００６から配備することが可能である。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、及び／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に及ぼされる１つ以上の力を測定するように構成される。
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、クランプされた状態の間のアンビル１５２００２の歪みの規模を測定するように構成された歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模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、例えば、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、歪みゲージ、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の出力に直接影響す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するように構成されてもよい。
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つ以上のパラメータと関連する。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の一部分の厚さ及び／又は圧縮率を表す。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備えてもよい。単一箇所での測定は、組織の校正された完全な噛み合いの場合の圧縮された組織の厚さを正確に表現するが、組織の部分的な噛み合いがアンビル１５２００２と第２のジョー部材１５２００４との間に位置する場合、不正確な結果がもたらされる場合がある。組織の部分的な噛み合いは、近位の部分的噛み合い又は遠位の部分的な噛み合いのどちらでも、アンビル１５２００２のクランプの幾何学形状を変化させる。
いくつかの実施形態では、第２のセンサ１５２００８ｂは、組織の噛み合いのタイプ、例えば完全な噛み合い、部分的な近位の噛み合い、及び／又は部分的な遠位の噛み合いを示す、１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決めされた部分な噛み合いにおける真の圧縮された組織の厚さ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のに使用されてよい。例えば、一実施形態では、第２のセンサ１５２００８ｂは、クランプされた状態の間のアンビルにおける歪みの振幅を監視するように構成された、例えば微小歪みゲージなどの歪みゲージを備える。アンビル１５２００２の歪みの振幅は、近位又は遠位に位置決めされた部分な噛み合いにおける真の圧縮された組織の厚さを正確に表すように、第１のセンサ１５２００８ａ、例えばホール効果センサの出力を修正するのに使用される。第１のセンサ１５２００８ａ及び第２のセンサ１５２００８ｂは、クランプ動作の中、リアルタイムで測定されてもよい。リアルタイムの測定によって、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））によって分析することが可能になり、また組織の特徴及びクランプの位置決めを認識して組織の厚さの測定値を動的に調節するために、１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。
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、例えばディスプレイ４７３（図１２））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、プロセッサに、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の一部分の真の組織の厚さを反映させる。一次プロセッサは、調節された組織の厚さの測定値、及び完全な噛み合い又は部分的な噛み合いの指示をディスプレイに対して出力する。オペレータは、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。
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配置され、第２のセンサ１５２００８ｂが患者の体外に配置されるなど、異なる環境に配置されてもよい。第２のセンサ１５２００８ｂは、第１のセンサ１５２００８ａの出力を校正及び／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、環境センサを備えてもよい。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備えてもよい。
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備え、第２のセンサ１５２００８ｂは歪みゲージを備える。第１のセンサ１５２００８ａの距離測定値を、第２のセンサ１５２００８ｂによって測定される歪みの振幅によって調節して、エンドエフェクタ１５２０００における組織の噛み合いの完全性が判定される。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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
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の信号の値に基づいて、１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を使用して、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の測定値へと変換する。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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
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を校正するプロセス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における組織の噛み合いの完全性を反映するように校正される１５２０４２。校正された信号は、例えば、外科用器具１５００１０に埋め込まれたディスプレイによって、オペレータに対して表示される１５２０２６。
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の一部分の厚さを判定し表示するプロセス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の信号の曲線入力を校正する１５２０５６。例えば微小歪みゲージなどの歪みゲージ１５２０５８は、例えば、クランプ動作中にアンビル１５２００２に及ぼされる歪みの振幅など、エンドエフェクタ１５２０００の１つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定された歪みは、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１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、歪みゲージ１５２０５８によって測定された歪みに応答してホール効果電圧１５２０５２を調節することで、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噛み合いの完全性を反映させる。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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
いくつかの実施形態では、外科用器具は、ロードセル又は負荷センサ１５２０８２を更に備えることができる。負荷センサ１５２０８２は、例えば、上述したシャフト組立体１５０２００内に、又はこれもまた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の一部分の厚さを判定し表示するプロセス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信号の曲線入力を校正する１５２０７６。例えば微小歪みゲージなどの歪みゲージ１５２０７８は、例えば、クランプ動作中にアンビル１５２００２に及ぼされる歪みの振幅など、エンドエフェクタ１５２０００の１つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定された歪みは、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、１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、歪みゲージ１５２０７８によって測定された歪み及び負荷センサ１５２０８２によって測定されたクランプ力に応答して、ホール効果電圧１５２０７２を調節することで、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噛み合いの完全性を反映させる。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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
図５９は、調節されたホール効果の厚さ測定値１５２０９２と無修正のホール効果の厚さ測定値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／近位の部分的な噛み合いを補正することができず、その結果として不正確な厚さの測定値がもたらされるため、図５９に示されるように、無修正のホール効果の厚さ測定値１５２０９４は、より厚い組織測定値を示す。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の厚さ測定値１５２０９２は、例えば歪みゲージなど、１つ以上の追加センサからの入力に基づいて校正される。調節されたホール効果の厚さ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。
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の一実施形態を示している。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、その中にステープルカートリッジ１５２１０６を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相当し得る。第１のセンサ１５２１０８ａは、エンドエフェクタの１つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを備えてもよい。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、歪みゲージ、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備えてもよい。
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に連結されている。第２のセンサ１５２１０８ｂは、エンドエフェクタ１５２１００の１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／又はステープルカートリッジ１５２１０６、使用回数／残りの使用回数、並びに／あるいは他の任意の好適な器具状態などの、１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、歪みゲージ、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つ以上の器具状態を検出する任意の好適なセンサを備えてもよい。
エンドエフェクタ１５２１００は、図５４〜図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の入力を校正してもよい。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、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に使用可能／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つ以上の特性に相当してもよい。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がより高いデッキの高さを有する場合、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正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を通して、オペレータに対して表示されてもよい。
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の一実施形態を示している。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、第２のジョー部材１５２１５４に対して枢動式に可動である。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相当し得る。第１のセンサ１５２１５８は、エンドエフェクタの１つ以上のパラメータを測定する任意の好適なセンサを備えてもよい。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、歪みゲージ、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備えてもよい。
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に及ぼされる歪みの振幅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、歪みゲージ、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つ以上の同一のパラメータ、アンビル１５２１５２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。
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取得される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が校正される１５２１７６。校正された曲線は、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の一部分の厚さを表す。複数の二次測定値が、例えば複数の歪みゲージなど、複数の二次センサによって取得される１５２１７８ａ、１５２１７８ｂ。歪みゲージの入力は、例えば、複数の電子μ歪み変換回路によって、１つ以上のデジタル信号に変換される１５２１８０ａ、１５２１８０ｂ。校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つ以上のルックアップテーブルを適用することによって、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との間にクランプされた組織の真の厚さ及びその噛み合いの完全性さを表す。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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
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の一実施形態を示している。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−デジタル変換器を備える。アナログ−デジタル変換器１５２１９４は、１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／又はビットを備え得る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、第１のセンサ１５２１５８からの入力を受け取るように構成された１つ以上のレベルシフト抵抗１５２１９６を備える。レベルシフト抵抗１５２１９６は、第１のセンサからの入力を調節して、入力に応じて、値をより高い電圧又はより低い電圧へとシフトさせる。レベルシフト抵抗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。
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処理を提供してよい。入力信号をフィルタ処理した後、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つ以上のレベルシフト抵抗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、１つ以上の入力信号を校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校正するなど、１つ以上のレベルシフト信号を提供してセンサの１つ以上の入力信号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、スイッチ１５２１９８は、レベルシフト抵抗を切り離すために開放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、１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。
図６４は、複数のセンサ１５２２０８ａ〜１５２２０８ｄを備えるエンドエフェクタ１５２２００の一実施形態を示している。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たアンビル１５２２０２を備える。第２のジョー部材１５２２０４は、その中にステープルカートリッジ１５２２０６を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、例えばアンビル１５２２０２など、エンドエフェクタ１５２２００の１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つ以上の同一のセンサ及び／又は異なるセンサを備えてもよい。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、歪みゲージ、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備えてもよい。例えば、一実施形態では、複数のセンサ１５２２０８ａ〜１５２２０８ｄは複数の歪みゲージを備えてもよい。
一実施形態では、複数のセンサ１５２２０８ａ〜１５２２０８ｄにより、ロバストな組織の厚さの感知プロセスを実装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が、例えば部分的な噛み合い又は完全な噛み合いなどの噛み合いにかかわらず、例えば外科用器具１５００１０などの外科用器具がジョー内における組織の厚さを計算することが可能になる。いくつかの実施形態では、複数のセンサ１５２２０８ａ〜１５２２０８ｄは、複数の歪みゲージを備える。複数の歪みゲージは、アンビル１５２２０２の様々な地点において歪みを測定するように構成されている。アンビル１５２２０２の様々な地点それぞれにおける歪みの振幅及び／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することができる。複数の歪みゲージは、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、振幅及び／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。クランプの間における複数のセンサ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、組織の特徴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。
図６５は、複数のセンサ１５２２０８ａ〜１５２２０８ｄに基づいて１つ以上の組織特性を判定するプロセス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、複数の歪みゲージを含む一実施形態では、複数の電子μ歪み（微小歪み）変換回路が、歪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つ以上の組織の特徴を判定する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つ以上の組織の特徴を判定してもよい。１つ以上の組織の特徴は、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オペレータに対して表示される１５２０２６。
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の一実施形態を示している。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、例えば組織の一部分１５２２６４などの１つ以上の物質を間にクランプするように、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相当し得る。第１のセンサ１５２２５８は、エンドエフェクタの１つ以上のパラメータを測定するための任意の好適なセンサを備えてもよい。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、歪みゲージ、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備えてもよい。
複数の二次センサ１５２２６０ａ〜１５２２６０ｄが、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る組織の一部分１５２２６４の１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、歪みゲージ、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／又は組織の一部分１５２２６４の１つ以上のパラメータを検出する任意の好適なセンサを備えてよい。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備えてもよい。
いくつかの実施形態では、複数の二次センサ１５２２６０ａ〜１５２２６０ｄは、２つの目的を兼ねたセンサ及び組織安定化要素を備える。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が組織の一部分１５２２６４と係合されたとき、安定した組織状態を作り出すように構成された電極及び／又は感知形状を備える。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つ以上が、非感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中の、組織フロー、ステープル形成、及び／又は他の状態を制御することによって安定した組織状態を作り出す。
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の一実施形態を示している。ステープルカートリッジ１５２２７０は、ステープルを中に格納する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、外科用器具の１つ以上の回路に結合するための複数のワイヤを備えてもよい。いくつかの実施形態では、複数のセンサ１５２２７２ａ〜１５２２７２ｈのうち１つ以上は、組織の安定化を提供するように構成された電極及び／又は感知形状を有する、２つの目的を兼ねたセンサ及び組織安定化要素を備える。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、かつ／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／又は組織の厚さの感知のフィードバックを向上させる。
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の一部分１５２２６４の１つ以上のパラメータを判定するためのプロセス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の一部分１５２２６４の１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の信号が、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によって検出される１つ以上のパラメータを示す。１つ以上の二次センサ１５２２６０は、エンドエフェクタ１５２２５０及び／又は組織の一部分１５２２６４の１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、又はそれと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が、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、組織の一部分１５２２６４の厚さ及び噛み合いの完全性を示してもよい。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オペレータに対して表示される１５２０２６。
図６９は、複数の冗長センサ１５２３０８ａ、１５２３０８ｂを備えるエンドエフェクタ１５２３００の一実施形態を示している。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、その中にステープルカートリッジ１５２３０６を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、例えば組織の一部分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が、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の一部分の１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相当し得る。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。
いくつかの実施形態では、複数のセンサ１５２３０８ａ、１５２３０８ｂは、冗長センサを備える。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の一部分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備えてもよい。冗長センサは、例えば、一次プロセッサなどのプロセッサが、複数の入力を評価し、最も信頼性が高い入力を判定することを可能にする、１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、組織の特徴及びクランプの位置決めを動的に認識することを可能にしてもよい。冗長センサのうち１つ以上の入力が、調節される、及び／又は選択されて、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一部分の真の組織の厚さ及び噛み合いを識別してもよい。
図７０は、例えば、図６９に示される複数のセンサ１５２３０８ａ、１５２３０８ｂなど、複数の冗長センサから最も信頼性が高い出力を選択するためのプロセス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の信号が、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つ以上の追加信号が、１つ以上の冗長センサ１５２３０８ｂによって生成される。１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、最も信頼性が高い出力を判定するために、冗長入力を評価する１５２３２４。最も信頼性が高い出力は、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。最も信頼性が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の一部分の真の厚さ及び噛み合いを反映させるために、１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が高い出力は、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、オペレータに対して表示される１５２０２６。
図７１は、疑似信号を制限又は排除する特定のサンプリング率を備えるセンサ１５２３５８を備えるエンドエフェクタ１５２３５０の一実施形態を示している。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、その中にステープルカートリッジ１５２３５６を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の一部分に送達され得る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、例えば組織の一部分などの物質の厚さ、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噛み合いの完全性に対応し得る。センサ１５２３５８は、例えば、ホール効果センサなどの磁気センサ、歪みゲージ、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、エンドエフェクタ１５２３５０の１つ以上のパラメータを検出する任意の好適なセンサを備えてもよい。
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備える。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／又は噛み合いの完全性に対応し得る。いくつかの実施形態では、電磁波源１５２３６０は、例えば１ＭＨｚなど、既知の周波数で信号を生成する。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に設置されたステープルカートリッジ１５２３５６のタイプ、１つ以上の追加センサ、アルゴリズム、及び／又は１つ若しくは２つ以上のパラメータに基づいて調節可能であってよい。
一実施形態では、信号プロセッサ１５２３６２は、例えばアンビル１５２３５２など、エンドエフェクタ１５２３５０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とば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汎用プロセッサと一体的に形成され、かつ／又は汎用プロセッサ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、信号プロセッサ１５２３６２に提供される検出された磁界を示す信号を生成する。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つ以上のパラメータに相関させる。
図７２は、例えば図７１に示されるエンドエフェクタ１５２３５０など、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の一部分の厚さ測定値を生成するためのプロセス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によって生成される信号を検出するように構成されている１５２３７４。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、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ように、信号を処理する１５２３７６。処理された信号は、デジタル信号に変換するため１５２３７８、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、校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校正されてもよい１５２３８０。信号の処理１５２３７６、変換１５２３７８、及び校正１５２３８０は、１つ以上の回路によって実施されてもよい。校正された信号は、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、ユーザに対して表示される１５２０２６。
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を識別するためのセンサ１５２４０８を備えるエンドエフェクタ１５２４００の一実施形態を示している。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をその中で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。
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／検出器１５２４１０である一例を示している。ステープルカートリッジ１５２４０６の本体は、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、異なる色である場合がある。光エミッタ／検出器１５２４１０は、ステープルカートリッジ１５２４０６本体の色を問い合わせるように動作可能であり得る。例示の実施例では、光エミッタ／検出器１５２４１０は、等しい強度の赤色スペクトル、緑色スペクトル、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を検出することができる１５２４１２。光エミッタ／検出器１５２４１０は、緑色スペクトル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一方で、より高い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を検出することができる１５２４１４。
代替的に、又はそれに加えて、光エミッタ／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若しくは印を問い合わせ、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、例えばマイクロコントローラ４６１（図１２））など、外科用装置１５００１０のマイクロコントローラに通信することができる。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オペレータに通信するように構成することができる。例えば、識別されたステープルカートリッジ１５２４０６が、所与の用途に対して適切でない場合があり、そのような場合、器具のオペレータ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任意選択で、外科用器具の機能を無効化するように構成することができる。代替的に、又はそれに加えて、マイクロコントローラは、外科用器具１５００１０のオペレータに、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、ステープルに関する情報を、通知するように構成することができる。
図７５は、エンドエフェクタのジョー部材１５３４３４に固定式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の一態様を示している。セグメント化フレキシブル回路１５３４３０は、局所的な組織の存在の検出を提供するために、個々にアドレス指定可能なセンサを含む遠位セグメント１５３４３２ａ及び側方セグメント１５３４３２ｂ、１５３４３２ｃを備える。セグメント１５３４３２ａ、１５３４３２ｂ、１５３４３２ｃは、セグメント１５３４３２ａ、１５３４３２ｂ、１５３４３２ｃの各々の内部に位置する個々のセンサに基づいて、組織を検出し、組織パラメータを測定するために個々にアドレス指定可能である。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、かつ導電性素子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の遠位端に配置される。ホール効果センサ１５３４３８は、別途、図７７に詳細に示される、それ以外では組織間隙と称され得る、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機能する。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の厚さ、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織の位置を測定するために用いられてよい。
図７６は、エンドエフェクタのジョー部材１５３４４４に装着するように構成されたセグメント化フレキシブル回路１５３４４０の一態様を示している。セグメント化フレキシブル回路１５３４４０は、組織制御のために、個々にアドレス指定可能なセンサを含む遠位セグメント１５３４４２ａと、側方セグメント１５３４４２ｂ、１５３４４２ｃとを備える。セグメント１５３４４２ａ、１５３４４２ｂ、１５３４４２ｃは、組織を治療するために、またセグメント１５３４４２ａ、１５３４４２ｂ、１５３４４２ｃの各々の内部に位置する個々のセンサを読み取るために、個々にアドレス指定可能である。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、かつ導電性素子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る。ホール効果センサ１５３４４８は、図７７に詳細に示される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又は組織間隙の測定値を提供するために磁石と共に機能する。加えて、複数の側方の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上に装着されるか、又は形式的にそれと一体的に装着するた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の厚さ、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織の位置を測定するために用いられてよい。
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の一態様を示している。エンドエフェクタ１５３４６０は、ジョー部材１５３４６２及びジョー部材１５３４４４を備える。図７６に記載されるフレキシブル回路１５３４４０が、ジョー部材１５３４４４に装着される。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と共に機能するホール効果センサ１５３４４８を備える。このような技法は、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利用することができる。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。
図７８は、セグメント化フレキシブル回路１５３４６８を含むエンドエフェクタ１５３４７０の一態様を示している。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に装着される。セグメント１〜５の内部に配設されたセンサの各々は、ジョー部材１５３４７２とステープルカートリッジ１５３４７４との間に位置決めさ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に示された構成では、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か、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内の組織の厚さ、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織の位置を測定するために用いられてよい。
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を示している。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、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（空の状態）が、セグメント４〜５によって区間１５３４６９において検出される。特定のセグメント１〜３及び４〜５内に位置決めされた組織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ような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内の組織の厚さ、力、変位、圧縮、組織インピーダンス、及び組織の位置を測定するために用いられてよい。
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一態様による、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可動な駆動部材を表す。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され構成され得る、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、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る。
したがって、本明細書で使用されるとき、変位部材という用語は、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、又は変位され得る任意の要素などの、外科用器具又はシステムの任意の可動部材を総じて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、長手方向に可動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、変位を測定するため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、又はそ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、接触式変位センサ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（ｌＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（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感知システム、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感知システム、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。
電気モータ１５３１２０は、変位部材１５３１１１上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体１５３１１４と動作可能にインターフェースする、回転式シャフト１５３１１６を含んでもよい。センサ素子１５３１２６は、センサ素子１５３１２６の１回転が、変位部材１５３１１１のいくらかの直線の長手方向並進に対応するように、ギア組立体１５３１１４に動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサ１５３１１８の構成は、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギア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。
位置センサ１５３１１２と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に相当し、ｄ１は、変位部材１５３１１１に連結されたセンサ素子１５３１２６が１回転した後、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回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速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。
位置センサ１５３１１２の２回以上の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よりも大きい整数である）が、単独で用いられても、又はギア減速との組み合わせで用いられてもよい。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、コントローラは論理を適用して、変位部材１５３１１１の長手方向の変位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、磁気センサ、電位差計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く、これらは位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する。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ハウジング内に収容されてもよい。
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計数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定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１５３１１１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しに、外科用器具又はシステムの電源投入時に変位部材１５３１１１の絶対位置を提供する。
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、様々な機能を実施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、ギア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。他のモータドライバを、絶対位置決めシステム１５３１００で使用するために容易に代用することができる。
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、シミュレートされた応答の滑らかで連続的な性質と、測定された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。
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パラメータを測定するために、他のセンサ（単数又は複数）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が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。
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、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１５３１１０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提供するために、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、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。他のモータドライバを、絶対位置決めシステム１５３１００で使用するために容易に代用することができる。
図８１は、本開示の少なくとも一態様による、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の図である。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されて絶対位置決めシステム１５３１００’を提供する。位置センサ１５３２００は、低電圧低出力の構成要素であり、例えば、ナイフ駆動ギア及び／又は閉鎖駆動ギアなどの変位部材と関連付けられた回転要素上に位置決めされた磁石の上方に位置する位置センサ１５３２００の領域１５３２３０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を精密に追跡することができる。高解像度ＡＤＣ１５３２３２及びスマート電力管理コントローラ１５３２３８も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）としても知られる、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ１５３２３６（座標回転デジタルコンピュータの略）が設けられる。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。
ホール効果素子１５３２２８Ａ、１５３２２８Ｂ、１５３２２８Ｃ、１５３２２８Ｄは、回転磁石のすぐ上方に設置されている。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、導体内の電流を横断する電気導体と、電流に直交する磁界との間の電圧差（ホール電圧）を生成する。ホール係数は、電流密度と印加磁界との積に対する誘導電界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タイプ、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生成することが可能である。固有の位置信号であるこの角度値は、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ１５３２３６によって計算され、オンボードのＡＳ５０５５位置センサ１５３２００のレジスタ又はメモリに記憶される。一回転にわたる磁石の位置を示す角度値は、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、様々な技術でコントローラ１５３１１０に提供される。
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。割り込みをコントローラ１５３１１０に送信して、新たな有効角度が読み込まれ得ることを知らせるために、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は中断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が再びクリアされる。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「角度読み取り」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、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再び示される。
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（〜６００μｓ）で実施される。１つの角度の測定が完了すると、直ちに、ＡＳ５０５５位置センサ１５３２００は中断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装されない。角度のジッタは、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、ジッタは、６ｄＢ（５０％）低減する。
図８２は、本開示の少なくとも一態様による、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内に位置決めされている。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内に位置決めされている。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との間に位置決めされた組織１５３５２６に接触し、それを切断し得る。また、Ｉビーム１５３５１４は、楔形スレッド１５３５１３に接触して、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内へと上昇させられて、ステープル１５３５０５を、組織を通して、ステープル１５３５０５を形状決めするアンビル１５３５１６内に画定されたポケット１５３５０７内へと前進させ得る。
例示的なＩビーム１５３５１４の発射ストロークが、エンドエフェクタ１５３５０２と位置合わせされたチャート１５３５２９によって例示されている。例示的な組織１５３５２６もまた、エンドエフェクタ１５３５０２と位置合わせされて示されている。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まで遠位に前進されられ得る。Ｉビーム１５３５１４は、ストローク開始位置１５３５２７の１つの例示的な位置で示されている。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を示している。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。静止摩擦に打ち勝った後は、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。
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、そ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。図示されるように、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のため、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し得、楔形スレッド１５３５１３は、ステープルドライバ１５３５１１に繰り返し接触し得る。Ｉビーム１５３５１４を駆動する力は、第３の領域１５３５２１内で横ばい状態になり得る。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の部分の組織は、アンビル１５３５１６の枢動点により近い組織と比較して圧縮される度合いが低い場合があり、切断するために必要な力はより少なくなる。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、組織１５３５２６の端部に到達し得る。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、組織の端部又はその付近で１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を通過するように前進させる力は低減されてよく、いくつかの例では、第１の領域１５３５１７内のＩビーム１５３５１４を駆動する力と同程度であってよい。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の位置決めは、単なる一例である。いくつかの例では、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決めに基づいて、エンドエフェクタの長手方向軸１５３５１５に沿った異なる位置で開始してもよい。
上記で論じたように、及びここで図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決めされた電気モータ１５３１２０を利用して、Ｉビーム１５３５１４を含めた、シャフト組立体の発射システムを、シャフト組立体のエンドエフェクタ１５３５０２に対して前進させる、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、又は所望の速度の範囲内で前進される、又は後退されてよい。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はまた、電気モータ１５３１２０に供給される電流及び／又は電圧の以前の値、並びに／あるいは速度、加速度、及び／又は位置など、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の速度を感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の感知速度と、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どうか、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どうかかを判定するように構成され得る。
Ｉビーム１５３５１４に作用する力は、様々な技術を使用して判定され得る。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判定されてよく、モータ１５３１２０の電流は、遠位に前進するときのＩビーム１５３５１４が受ける負荷に基づいている。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の近位端上に歪みゲージを位置決めすることによって判定され得る。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いて予測された速度で移動する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終了時のモータ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判定されてもよい。したがって、Ｉビーム１５３５１４の実際の位置が、Ｉビーム１５３５１４の予期される位置未満である場合、Ｉビーム１５３５１４上の力は、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の予期される位置を超える場合、Ｉビーム１５３５１４上の力は、公称力よりも小さい。Ｉビーム１５３５１４の実際の位置と予期される位置との間の差は、公称力からのＩビーム１５３５１４上の力の偏差に比例する。
閉鎖管及び発射部材の閉ループ制御技術の説明を参照する前に、説明は、図８３を簡単に参照する。図８３は、閉鎖段階における厚い組織及び薄い組織上で閉鎖するように閉鎖部材に加えられる力を描く２つの閉鎖力（ＦＴＣ）プロット１５３６０６、１５３６０８を描くグラフ１５３６００と、発射段階における厚い組織及び薄い組織を貫通するように発射するように発射部材に加えられる力を描く２つの発射力（ＦＴＦ）プロット１５３６２２、１５３６２４を描くグラフ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る力の例を描いており、この場合、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、３つの段階、すなわち、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）に分割される。閉鎖ストロークの間、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、例えば、ステープルカートリッジ１５３５１８に対してアンビル１５３５１６を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、アンビル１５３５１６に対してステープルカートリッジ１５３５１８を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と、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、閉鎖ストロークにおける閉鎖力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。
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の間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。初期クランプ期間は、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との間のより小さい間隙及び待機期間終了時のより低下した閉鎖力をもたらす。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のわずかな低下が生じている。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、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、発射ストロークの間エンドエフェクタに対して前進されると、減少する。第１の閉鎖力プロット１５３６０６及び第２の閉鎖力プロット１５３６０８の閉鎖力１５３６１４、１５３６２０によって示されるように、閉鎖管に及ぼされる閉鎖力１５３６１４、１５３６２０は、およそ時間ｔ４〜およそ時間ｔ５まで急激に低下する。時間ｔ４は、Ｉビーム１５３５１４がアンビル１５３５１６内に結合し、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、発射力が増加するとき、減少する。
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る力をプロットする第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を図示する。発射力プロット１５３６２２、１５３６２４が、２つの軸上にプロットされる。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適用されるニュートン（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ステープルを配備するためにドライバを推進す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の秒単位の時間を示す。
先に記載したように、閉鎖管力は、時間ｔ４〜およそ時間ｔ５で急激に低下し、この時間は、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、Ｉビーム１５３５１４がアンビル１５３５１６内に結合し、負荷を受け始め、発射力が増加する際に閉鎖力が減少する瞬間を表している。Ｉビーム１５３５１４は、時間ｔ４でのストローク開始位置から、薄い組織に対する発射力プロット１５３６２４のｔ８〜ｔ９、及び厚い組織に対する発射力プロット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、閉鎖組立体は、発射組立体に対するステープルカートリッジ１５３５１８及びアンビル１５３５１６の制御を放棄し、これにより、発射力を増加させ、閉鎖力を減少させる。
発射期間（発射）中の厚い組織の発射力プロット１５３６２２では、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での０からｔ５の直前にピーク力Ｆ’１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が閉鎖傾斜路の頂部から遠位に前進する、発射ストロークの初期段階における発射力である。第２のセグメント１５３６３０は、発射ストロークの第２の段階における発射力を示しており、Ｉビーム１５３５１４は、遠位に前進し、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の段階において、発射力は、およそｔ１２でＦ’１からＦ’２まで低下する。第３のセグメント１５３６３２は、発射ストロークの第３の、すなわち最終段階における発射力を示しており、Ｉビーム１５３５１４は、組織を離れて、組織が存在しないゾーン内のストロークの終わりまで前進する。発射ストロークの第３の段階において、発射力は、Ｉビーム１５３５１４がストロークの終わりに到達する、およそｔ１３でＦ’２からゼロ（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が組織ゾーンに進入するとき劇的に上昇し、ステープル留め及び切断動作中は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、ストロークの終わりに組織が存在しない区域に入るとき劇的に低下する。
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と同様のパターンをたどる。したがって、発射ストロークの第１の段階において、発射力１５３６３４は、およそｔ５で０からＦ’３まで劇的に増加する。発射ストロークの第２の段階において、発射力１５３６３６は、Ｆ’３から、およそｔ８でのＦ’４まで一様に低下する。発射ストロークの最終段階では発射力１５３６３８は、ｔ８〜ｔ９でＦ’４から０まで劇的に低下する。
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、Ｉビーム１５３５１４がアンビル１５３５１６内に結合し、負荷を受け始め、発射力が増加するときに閉鎖力が減少する瞬間を表す時間ｔ４〜およそ時間ｔ５の閉鎖力の急激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、遠位に前進させられてよい。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、モータ設定点をモータ制御部に適用し、これが、モータ制御信号をモータに適用して伝達要素を駆動させ、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、歪みゲージ、ロードセル、又は他の好適な力センサで測定され得る。
図８４は、本開示の少なくとも一態様による、発射部材（例えば、Ｉビーム１５３５１４）が遠位に前進し、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）に対する漸進的な閉鎖を行うことで、閉鎖部材上の閉鎖力負荷を所望の比率で低下させ、発射部材上の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、所望の設定点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、比例項、積分項、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の加算器１５３９６２によって一次設定値ＳＰ１から減算される。第１の加算器１５３９６２は、一次コントローラ１５３９５２に適用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の加算器１５３９６４によって二次設定値ＳＰ２から減算される。
閉鎖管の変位を制御する文脈においては、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け取り、閉鎖モータの設定値ＳＰ２のモータ速度を判定するように構成されるように構成されてよい。他の態様では、閉鎖力は、歪みゲージ、ロードセル、又は他の好適な力センサで測定され得る。閉鎖モータの速度設定値ＳＰ２は、二次コントローラ１５３９５５によって判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、位置センサを用いた閉鎖管の変位の測定と、タイマー／カウンタを用いた経過時間の測定とを比較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。この閉鎖管の速度出力１５３９６８は、閉鎖管に作用する力を判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と、実際の発射力と発射力の上限及び下限閾値との比較を元にした二次設定値ＳＰ２とに基づいて、閉鎖モータの速度を制御する。
図８５は、本開示の少なくとも一態様による、ＰＩＤフィードバック制御システム１５３９７０を示している。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。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）を継続的に計算し、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項、積分項、及び微分項に基づいた補正を適用する。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、経時的に誤差ｅ（ｔ）を最小限に抑えることを試みる。
ＰＩＤアルゴリズムによると、「Ｐ」要素１５３９７４は、誤差の現在の値に相当する。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、誤差の過去の値に相当する。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、より強いアクション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、誤差の可能な将来動向に相当する。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づ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阻止するためにアクションの強さを低下させる。
他の変数及び設定値が、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る場合もある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。
図８６は、本開示の少なくとも一態様による、閉鎖部材の速度を判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を描く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判定するように構成されている１５３９９２。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の設定値速度を判定する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。
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との第１の誤差を判定し、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設定値速度との第２の誤差を判定し、第２の誤差に基づいて閉鎖部材速度を制御する。
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。設定点速度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、設定点速度は、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、設定点速度は、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。
一態様では、制御システムは、制御回路に連結された力センサ（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備える。一態様では、力センサは、閉鎖部材に連結された歪みゲージを備える。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。
一態様では、制御システムは、閉鎖部材に結合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において閉鎖部材を前進させるように構成されている。
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。
本開示の一部は、コンピュータメモリに記憶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、転送、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気信号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、適切な物理量と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。
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、様々なタイプの「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で構成されたプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置を形成する（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。
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、論理及び／又はハードウェアとソフトウェア構成要素の組み合わせを介して実装されてよい。論理ゲート、又は他の統合された形式。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台以上のコンピュータ上で稼働する１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つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１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。
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タイプの信号搬送媒体にかかわらず用いられる。信号搬送媒体の例としては以下：記録可能型の媒体、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。
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。
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処置に関連する情報を判定又は推測するための、外科システムのいくつかの態様の能力である。情報は、実行されている処置のタイプ、手術されている組織のタイプ、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それに接続され、かつ外科処置の過程全体にわたって、コンテキスト化した情報又は提案を外科医に提供す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することができる。
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描く時間線５２００が示されている。時間線５２００は例示的な外科処置と、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と、を示す。時間線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処置の過程で、看護師、外科医及び他の医療関係者がとるであろう典型的な工程を示す。
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する。そ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定（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こと、医療関係者によってとられている工程を検証すること、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）提供すること、コンテキストに基づいてモジュール式装置を調節すること（例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置の視野（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ことなど）及び上述の任意の他のこうしたアクションを行うことが可能である。
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、実施される処置が胸郭処置であると判定する。
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タイプの処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせが、胸郭処置に対応するものであることを確認する。更に、外科用ハブ１０６、２０６はまた、処置が楔状処置ではないと判定することができる（入来する用品が、胸郭楔状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状処置に対応していないかのいずれかであるため）。
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。
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、外科処置のタイプ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。補助装置が起動されると、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タイプ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、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タイプの組み合わせに基づいて、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定することができる。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認識すると、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施しているかを推定することができる。
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。
第６の工程５２１２では、医療関係者は患者に麻酔をかける。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定することができる。第６の工程５２１２が完了すると、肺区域切除処置の術前部分が完了し、手術部分が開始する。
第７の工程５２１４では、手術をされている患者の肺が虚脱される（他方、換気が対側肺に切り替えられる）。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定することができる。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、処置の手術部分が既に開始されたと推定して、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。
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、肺葉切除とは異なり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、楔状処置は外科用ハブ１０６、２０６によって既にその可能性がないと判断さ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、実施されている処置のタイプに関するコンテキスト情報を判定するために多くの異なる方法で用いられてもよい。例えば、患者の解剖学的構造を可視化したものに対して、医療用撮像装置が向いている角度を判定したり、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）医療用撮像装置の数を監視したり、用いられている可視化装置のタイプを監視したりするために用いられてよい。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するが、他方、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、カメラを、区域裂に対して前方の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を可視化したものに基づいて、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）を使用するが、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、実施されている特定のタイプの外科処置及び／又は特定のタイプ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。
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動員するプロセスにあると推定することができる。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、過程のこの時点（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装着されたエネルギーツールであり得る。
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、外科用ステープル留め及び切断器具から、その器具が発射されていることを示すデータを受信するので、外科医が現在、動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。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、この推定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。
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横切開していると推定することができる。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タイプに対応することができる。異なるタイプのステープルが異なるタイプの組織に利用されるため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び／又は横切開されている組織のタイプを示すことができる。この場合、発射されるステープルのタイプは実質組織（又は他の同様の組織タイプ）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施されていると推定することができる。
続いて第１２の工程５２２４で、ノード切開工程が実施される。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、外科チームがノードを切開し、漏れ試験を実施していると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に用いられるＲＦ又は超音波器具は、ノード切開工程に対応しており、それにより、外科用ハブ１０６、２０６が上記の推定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）器具とを、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つ以上の工程にハンドヘルド式外科用器具を使用することができる。外科医（単数又は複数）は、例えば、ロボットツールとハンドヘルド式外科用器具とを交互に使用することができ、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。
第１３の工程５２２６では、患者を麻酔から覚醒させる作業が行われる。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定することができる。
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定することができる。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いつ行われているかを判定又は推定することができる。
状況認識については、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によって制御されてもよい。
スマート電動外科用ステープル留めのための安全システム
本開示の様々な態様は、外科用器具の１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された組織パラメータに応答して、外科用器具の内部駆動動作を適応させる、制御する、及び／又は同調させることが可能な改善された安全システムを対象とする。少なくとも１つの態様によれば、エンドエフェクタのジョーにおいて、１つ又は２つ以上のセンサを介して検出される力は、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上の後続の／更なる機能が実施されることを妨げる規模である場合がある。別の態様によれば、１つ又は２つ以上のセンサを介して、エンドエフェクタのジョー内などで、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上の後続の／更なる機能が実施されるのを妨げる金属製の物体が検出される場合もある。図８８は、外科用器具２３００２と、外科用ハブ２３００４と、ユーザインターフェース２３００６とを備える外科システム２３０００を示す。そのような態様では、外科用器具２３００２は、１つ又は２つ以上のセンサ２３００８を備えてよく、外科用器具２３００２の１つ又は２つ以上のセンサ２３００８によって検出されたパラメータは、外科用ハブ２３００４の制御回路２３０１０に（例えば、無線で）送信／通信されてよい。更に、そのような態様では、外科用ハブ２３００４は、外科用器具２３００２の構成要素（例えばエンドエフェクタ、シャフトなど）と関連付けられた外科的機能（例えば、切開、クランプ、凝固、ステープル留め、切断、回転、関節運動など）が、外科用器具２３００２の１つ又は２つ以上のセンサ２３００８によって検出されたパラメータに基づいて安全に実施され得るかどうかを判定するように構成されてもよい。特に、そのような態様では、外科用ハブ２３００４は、その判定に関連付けられた結果（単数又は複数）（すなわち、外科的機能に関連する警告、外科的機能が阻止される理由など）をユーザインターフェース２３００６に伝達／通信するように構成されてよい。更に、様々な態様によれば、本明細書に開示される様々なユーザインターフェースは、任意の警告及び／又は阻止をサポートする理由があるにもかかわらず、外科的機能を進めるために選択可能なユーザインターフェース機構（例えば、オーバーライド要素２３０１２）を含んでもよい。特に、このような態様では、そのようなユーザインターフェース機構（例えば、オーバーライド要素２３０１２）は表示されない場合もある（例えば、外科的機能を行うことが、患者を危険にさらす可能性がある）。
る図８９を参照すると、本開示の様々な態様によれば、外科システム２３１００は、制御回路と（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２、例えば任意の位置（単数又は複数）を示すために仮想線での）、ユーザインターフェースと（２３１１８、２３１２８、２３１３８、２３１４８及び／又は２３１５８、例えば、任意の位置を示すために仮想線での）、例えば、ハンドル組立体２３１１０、シャフト組立体２３１２０、及びエンドエフェクタ組立体２３１３０を含む外科用器具２３１０２とを備えてよい。そのような態様では、制御回路は、外科用器具２３１０２の１つ又は２つ以上の構成要素（例えば、ハンドル組立体２３１１０、シャフト組立体２３１２０及び／又はエンドエフェクタ組立体２３１３０など）に組み込まれてもよく（例えば、２３１１２、２３１２２及び／又は２３１３２）、かつ／又は外科用器具２３１０２と（例えば、無線で）ペアリングされた外科用ハブ２３１４０に組み込まれてもよい（例えば、２３１４２）。特に、様々な態様によれば、外科用器具２３１０２及び／又は外科用ハブ２３１４０は、状況認識外科用器具及び／又は状況認識外科用ハブであってもよい。状況認識は、データベースから受信したデータ（例えば、外科処置に関連する履歴データ、例えば２３１４９及び／又は２３１５０）及び／又は外科用器具から受信したデータ（例えば、外科処置中のセンサデータ）から、外科処置に関する情報を判定する、又は推定する外科システム、例えば２３１００の能力を指す。例えば、判定された又は推定された情報は、実行される処置のタイプ、手術される組織のタイプ、処置の対象となる体腔などを含むことができる。外科処置に関連付けられたそのようなコンテキスト情報に基づいて、外科システムは、例えば、ペアリングされた外科用器具２３１０２又はその構成要素（例えば、２３１１０、２３１２０及び／又は２３１３０）を制御することができ、及び／又は（例えば、ユーザインターフェース２３１１８、２３１２８、２３１３８、２３１４８及び／又は２３１５８を介して）外科処置の過程全体にわたって、外科医に状況にあてはまる情報又は提案を提供することができる。状況認識に関する更なる詳細は、例えば、「状況認識」の項で見出すことができる。
また、図８９では、一態様によれば状況認識外科用ハブ２３１４０は、外科処置を行うために利用される外科用器具２３１０２と（例えば、無線で）ペアリングされる。そのような態様では、外科用器具２３１０２は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、エンドエフェクタ２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを外科用ハブ２３１４０の制御回路２３１４２に送信するように構成されたセンサ２３１３４とを含むエンドエフェクタ組立体２３１３０を備えてよい。
更に、かかる態様では、外科用器具２３１０２は、シャフト組立体２３１２０の機能（例えば、回転、関節運動など）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを外科用ハブ２３１４０の制御回路２３１４２に送信するように構成されたセンサ２３１２４を含むシャフト組立体２３１２０を更に備えてもよい。特に、本明細書及び他の開示される態様で参照されるセンサは、複数のエンドエフェクタ組立体及び／又はシャフト組立体機能に関連付けられた複数のパラメータを検出するように構成された複数のセンサを備える場合もあることを理解されたい。したがって、更に、そのような態様では、外科用ハブ制御回路２３１４２は、外科処置の過程を通じて、そのようなセンサ２３１３４及び／又は２３１２４から検出されたパラメータ（例えば、センサデータ）を受信するように構成されてもよい。
検出されたパラメータは、関連するエンドエフェクタ組立体２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）及び／又は関連するシャフト組立体２３１２０の機能（例えば、回転、関節運動など）が実施されるたびに受信され得る。外科用ハブ制御回路２３１４２は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベース（例えば、外科用ハブデータベース２３１４９）及び／又は外部データベース（例えば、クラウドデータベース２３１５０から）からデータを受信するように更に構成されてもよい。様々な態様によれば、内部及び／又は外部データベースから受信されたデータは、処置データ（例えば、外科処置を実施する工程）及び／又は履歴データ（例えば、外科処置に関連する履歴データに基づいて予測されるパラメータを示すデータ）を含み得る。
様々な態様では、処置データは、外科処置のための現在の／認識された標準的な治療手順を含んでもよく、履歴データは、外科処置に関連する履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいた好ましい／理想的なパラメータ及び／又は好ましい／理想的パラメータ範囲を含んでもよい。受信されたデータ（例えば、センサデータ、内部及び／又は外部データなど）に基づいて、外科用ハブ制御回路２３１４２は、進行中の外科処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてよい。すなわち、状況認識外科用ハブは、例えば、レポートを生成するための外科処置に関するデータを記録し、外科医が外科処置を実施するためにとる工程を検証し、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、外科用ハブ及び／又は外科用器具に関連付けられたユーザインターフェース、例えば、２３１４８、２３１５８、２３１１８、２３１２８及び／又は２３１３８を介して）提供し、外科用器具の機能を制御するなどに構成されてよい。様々な態様によれば、状況認識外科用ハブ２３１４０は（例えば、エンドエフェクタ組立体２３１３０又はシャフト組立体２３１２０の最初の外科的機能が実施された後）、内部データベース２３１４９及び／又は外部データベース２３１５０から受信した処置データに基づいて実施される次の外科的機能を推定してよい。
更に、そのような態様では、状況認識外科用ハブ２３１４０は、内部データベース２３１４９及び／又は外部データベース２３１５０から受信した履歴データ（例えば、好ましい／理想的なパラメータ）に基づいて、（例えば、最初の外科的機能に応答してセンサ２３１３４及び／又は２３１２４から受信される）検出されたパラメータを評価することができる。ここで、検出されたパラメータが、好ましい／理想的なパラメータを超えず、かつ／又はそれぞれの好ましい／理想的パラメータ範囲内にある場合、状況認識外科用ハブ２３１４０は、次の外科的機能を実施することを可能にしてもよい、及び／又は次の外科的機能を実施することを阻止／制御しない場合もある。あるいは、検出されたパラメータが好ましい／理想的なパラメータを超え、かつ／又はそれぞれの好ましい／理想的なパラメータ範囲内にない場合、状況認識外科用ハブ２３１４０は、次の外科的機能が実施されることを先んじて阻止することができる。
本開示の別の態様によれば、状況認識外科用ハブ２３１４０は、特定の外科的機能が試されている／要求されている／行われていることの通信を（例えば、外科用器具２３１０２の構成要素、例えば、２３１３０及び／又は２３１２０から）受信し得る。そのような態様では、状況認識外科用ハブ２３１４０は、現在の／認識された標準的な治療手順に忠実であることを確実にするために、特定の外科的機能を推測された次の外科的機能と比較してもよい。その場合、状況認識外科用ハブ２３１４０は、次いで、（例えば、記載されるような）特定の外科的機能が進行することを可能にする前に、検出されたパラメータ（記載されるような）を評価することができる。そうでない場合、状況認識外科用ハブ２３１４０は、特定の外科的機能が実施されることを阻止するか、又は特定の外科的機能が、オーバーライドが受信されるまで実施されることを阻止してもよい（例えば、ユーザインターフェース２３１５８、２３１４８、２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８を介して、例えば、図８８の選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）。そのような態様では、オーバーライドが受信された場合、状況認識外科用ハブ２３１４０は、その後、特定の外科的機能が進行することを可能にする前に、検出されたパラメータを評価することができる。
図８９を再び参照すると、別の態様によれば、状況認識外科用器具２３１０２を利用して外科処置を実施してもよい。そのような態様では、外科用器具２３１０２は、ハンドル組立体２３１１０と、シャフト組立体２３１２０と、エンドエフェクタ組立体２３１３０とを備えてよい。エンドエフェクタ組立体２３１３０は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、エンドエフェクタ組立体２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２に、例えば、任意の位置（単数又は複数）を示すために仮想線での）に送信するように構成されたセンサ２３１３４とを含んでよい。
例えば、そのような態様において、検出されたパラメータは、エンドエフェクタ組立体２３１３０の制御回路２３１３２に送信されてもよい。ここで、エンドエフェクタ組立体制御回路２３１３２は、外科処置の過程全体にわたって、センサ２３１３４から検出されたパラメータ（例えば、センサデータ）を受信するように構成されてもよい。検出されたパラメータは、関連するエンドエフェクタ組立体２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）が実施されるたびに受信され得る。
エンドエフェクタ組立体２３１３０は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベース（例えば、エンドエフェクタメモリ２３１３６）及び／又は外部データベース（例えば、外科用ハブデータベース２３１４９から外科用ハブ２３１４０を介してクラウドデータベース２３１５０から）データを受信するように更に構成されてもよい。様々な態様によれば、内部及び／又は外部データベースから受信されるデータは、ステープルカートリッジデータ（例えば、エンドエフェクタ組立体内に位置決めされたステープルカートリッジに関連付けられたステープルのサイズ及び／又はタイプ）及び／又は履歴データ（例えば、予測された組織、及び／又は履歴データに基づいたそのようなサイズ及び／又はタイプを有するステープル留めされる組織のタイプを示すデータ）を含んでよい。様々な態様では、受信されるデータは、履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいたそのようなサイズ及び／又はタイプのステープル、あるいはそのような予測された組織及び／又は組織タイプに関連付けられた好ましい／理想的なパラメータ及び／又は好ましい／理想的なパラメータ範囲を含み得る。受信したデータ（例えば、センサデータ、内部及び／又は外部データなど）に基づいて、エンドエフェクタ制御回路２３１３２は、進行中の外科処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてもよい。特に、代替的な態様によれば、エンドエフェクタ組立体２３１３０のセンサ２３１３４は、検出されたパラメータを、別の外科用器具２３１０２構成要素、例えばハンドル組立体２３１１０及び／又はシャフト組立体２３１２０に関連付けられた制御回路（例えば、２３１１２及び／又は２３１２２）に送信してもよい。そのような態様では、他の外科用器具の構成要素の制御回路（例えば、２３１１２及び／又は２３１２２）は、上述のようにエンドエフェクタ制御回路２３１３２の様々な態様を実施するように同様に構成されてもよい。更に、様々な態様によれば、外科用器具２３１０２のシャフト組立体２３１２０は、シャフト組立体２３１２０の機能（例えば、回転、関節運動など）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを、上述のエンドエフェクタ制御回路２３１３２の様々な態様を実施するように同様に構成された制御回路（例えば、２３１１２）に送信するように構成されたセンサ２３１２４を含んでもよい。最後に、状況認識外科用器具２３１０２は、例えば、そのユーザに不一致を警報するように構成されてよい（例えば、エンドエフェクタ組立体２３１３０のユーザインターフェース２３１３８を介して、別の外科用器具２３１０２の構成要素、例えばシャフト組立体２３１２０及び／又はハンドル組立体２３１１０のユーザインターフェース（例えば２３１２８及び／又は２３１１８）を介して、並びに／あるいは外科用器具２３１０２に連結された外科用ハブ２３１４０に関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）。例えば、不一致には、検出されたパラメータが、これらのサイズ及び／又はタイプのステープル、あるいはそれらの予想された組織及び／又は組織タイプに関連付けられた好ましい／理想的なパラメータ、及び／又は好ましい／理想的なパラメータ範囲を超えることが含まれてよい。更なる例として、状況認識外科用器具２３１０２は、不一致に基づいて外科用器具２３１０２の機能を制御するように構成されてもよい。少なくとも１つの態様によれば、状況認識外科用器具２３１０２は、不一致に基づいて外科的機能を阻止することができる。
状況認識機能性制御
本明細書で強調されるように、本開示の様々な態様は、機能（例えば、クランプ）を実施し、その機能に関連付けられたパラメータを検出し、状況認識態様を利用して、制御回路を介して、その検出されたパラメータが事前定義のパラメータ（例えば、理想的／好ましいとみなされる）未満である、又はそれを超える、あるいはそのパラメータに関する事前定義の範囲（例えば正常とみなされる）未満である、又はそれを超えるかどうかを評価し、かつ検出されたパラメータが事前定義のパラメータ及び／又は事前定義のパラメータ範囲の外にあることに応答して、アクションを実施する（すなわち機能（単数又は複数）を停止する、ユーザに警報する、ユーザに可能性のある原因を知らせるなど）外科用器具に関する。例えば、図９０は、そのような態様を実装するアルゴリズム２３２００を示し、制御回路は、外科用器具によって実施される外科的機能に関連付けられた検出されたパラメータ（単数又は複数）を受信し２３２０２、内部データベース及び／又は外部データベースから状況認識データを読み出す２３２０４。次いで、制御回路は、状況認識データを考慮して検出されたパラメータ（単数又は複数）を評価し２３２０６、評価に基づいてアクションを実施する２３２０８。
本開示の様々な態様によれば、エンドエフェクタ組立体のジョーにおいて検出される力（例えば、１つ又は２つ以上のセンサを介して）は、エンドエフェクタ組立体の１つ又は２つ以上の後続の／更なる機能が実施されることを妨げる規模である場合がある。例えば、図１２に戻って参照すると、力はセンサ４７４、４７６及び／又は４７８を介して検出されてもよい。そのような態様では、センサ４７４は、エンドエフェクタに連結された歪みゲージであってもよく、歪みゲージは、ジョー（単数又は複数）に加えられている閉鎖力を示す、エンドエフェクタのジョー（単数又は複数）における歪みの規模／振幅を測定するように構成されている。更に、このような態様では、センサ４７６は、閉鎖駆動システムによってジョーに加えられる閉鎖力を測定するように構成された負荷センサであってもよい。更に、そのような態様では、センサ４７８は、ジョーに加えられる閉鎖力に相関する、モータによって引き込まれる電流を測定するように構成された電流センサであってもよい。これに加えて、又は更なる例として、図１７に戻って参照すると、力はセンサ７４４ａ及び／又は７４４ｂを介して検出されてもよい。そのような態様では、センサ７４４ａ及び／又は７４４ｂは、閉鎖駆動システムによってジョーに加えられる閉鎖力を表す発射力フィードバック信号を提供するように構成されたトルクセンサであってよい。
一態様では、図５８に戻って参照すると、（例えば、シャフト組立体又はハンドル組立体内に位置決めされる）負荷センサ１５２０８２は、シャフト組立体をハンドル組立体に取り付けた後、負荷を検出するように構成されてもよい。そのような態様では、検出された負荷は、事前定義の負荷及び／又は事前定義の負荷範囲を超える場合がある。そのような態様において、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、検出された負荷を評価し、（例えば、履歴データに基づいた）状況認識を使用して、シャフト組立体及び／又はエンドエフェクタ組立体が損傷を受けていること／損傷を受けているにちがいないことを判断することができる。そのような態様では、制御回路は、シャフト組立体２３１２０及び／又はエンドエフェクタ組立体２３１３０に関連付けられた固有の識別子を記録し、その固有の識別子を更なる使用及び／又はハンドル組立体２３１１０への取り付けが禁止されたものとして指定するように構成されてよい。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価し、エンドエフェクタ組立体の発射機能／サイクルを阻止するように判定するように構成されてもよい。具体的には、制御回路は、（例えば、履歴データに基づいた）状況認識を使用して、ジョーで検出／感知された力（例えば、発射機能／サイクルが開始する前に検出された）が、事前定義の力及び／又は事前定義の力の範囲を超えることを判定してもよい。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルが開始することを阻止するように構成され得る。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）、発射機能／サイクルを実施することができないことユーザに警報する、及び／又はユーザに可能性のある原因を知らせるように（例えば、ユーザがジョーにおいて検出／感知された力を低減することを試みることができるように）構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された力が事前定義の力まで低下した場合、及び／又は事前定義の力の範囲内に低下した場合、発射機能／サイクルの開始を可能にするように構成され得る。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた制御回路２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように、１つ又は２つ以上のセンサ、例えば、負荷センサ、トルクセンサなどを介して）評価し、エンドエフェクタ組立体の発射機能／サイクルを可能にするように最初に判定してもよい。しかしながら、発射機能／サイクルを開始した後、制御回路は、（例えば、履歴データに基づいた）状況認識を使用して、発射するための力（例えば、発射機能／サイクル中に検出される）が、事前定義の発射するための力及び／又は事前定義の発射するための力の範囲を超えることを判定する場合もある。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを停止するように構成されてもよい（例えば、発射機能／サイクルが継続するのを阻止する）。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は、限度を超えた発射するための力又は限度を超えた発射するための力の範囲に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを受信して（例えば、ユーザインターフェース（単数又は複数）を介して、図８８、選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）、発射機能／サイクルが継続することを可能にするように更に構成されてもよい。そのような態様では、制御回路は、（例えば、履歴データに基づいた）状況認識を使用して、第２の発射力（例えば、継続された発射機能／サイクル中に検出される）が、第２の事前定義された発射力及び／又は第２の事前定義された発射力の範囲（例えば、より高い閾値）を超えることを判定してもよい。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを再び停止し、外科医に警報する、及び／又は記載されるようなオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具に関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブの構成要素に組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。加えて、制御回路は、シャフト組立体内で検出／感知された力を（すなわち、記載されるように、１つ又は２つ以上のセンサを介して）更に評価してもよい。ここで、様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された力、及び／又はシャフト組立体内で検出／感知された力を外科処置が実施されている状態で相互に参照してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、シャフト組立体内で検出／感知された力が事前定義のシャフト力及び／又は事前定義のシャフト力の範囲を超えることを判定してもよい。一実施例では、シャフト組立体は、特定の外科処置において特定の組織タイプと共に使用するように構成された特殊シャフト組立体を備えてもよい。そのような態様では、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、特殊シャフト組立体内で検出／感知された力が高すぎる（例えば、事前定義のシャフト力及び／又は特殊シャフト組立体に関連付けられた事前定義のシャフト力の範囲を超える）こと、及び／又はジョーで検出／感知された力が、事前定義の力ではない、及び／又は事前定義の範囲内（例えば、実施されている外科処置に履歴的に関連付けられた予測された力）にないことを判定し得る。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを停止する（例えば、発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続するのを阻止する）ように構成され得る。更に、このような態様では、図８９を再び参照すると、制御回路は、限度を超えたシャフト力及び／又はシャフト力の範囲に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様では、警報は、外科医に、例えば、ハンドル組立体２３１１０から特殊なシャフト組立体２３１２０を取り外し、別のシャフト組立体のハンドル組立体２３１１０に取り付けること（例えば、検出／感知された力及び遭遇する組織に対して構成された規則的な再負荷）を外科医に知らせる場合もある。そのような態様では、制御回路は、適切なシャフト組立体が取り付けられたときに発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続することを可能にするように構成されてもよい。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、外科処置中にジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、組織クリープ待ち時間が、外科処置中にクランプされている特定の厚さ及び特定の組織に関連付けられた事前定義のクリープ待ち時間及び／又は事前定義のクリープ待ち時間の範囲を下回ることを判定し得る。別の言い方をすれば、本明細書の図８３及び図８４を考慮すると、初期閉鎖力は、予想されるよりも早く減衰し、より低い閉鎖するための力でクリープ安定に達し得る。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを停止する（例えば、発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続するのを阻止する）ように構成され得る。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）、短縮されたクリープ待ち時間に関する警報を外科医に与えるように構成されてもよい。様々な態様では、警報は、外科医に、例えば、ハンドル組立体からエンドエフェクタ組立体、例えば２３１３０を取り外し、別のエンドエフェクタ組立体（例えば、検出されたクリープ待ち時間を有する組織を治療するように構成されたエンドエフェクタ組立体）をハンドル組立体２３１１０に取り付けることを外科医に知らせる場合もある。そのような態様では、制御回路は、適切なエンドエフェクタ組立体が取り付けられたとき、発射機能／サイクルが開始及び／又は継続することを可能にするように構成されてもよい。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具に関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブの構成要素に組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。加えて、制御回路は、関節運動部材に対して検出／感知された位置を（すなわち、１つ又は２つ以上のセンサを介して）更に評価することができる。例えば、図１２に戻って参照すると、位置は、関節運動部材に連結されたセンサ４７２によって検出／感知され得る。一態様では、センサ４７２は、直線変位を測定するように構成された位置センサであってもよく、センサ素子の単一の回転は、関節運動部材の特定の線形変位に対応する。別の実施例では、図１７に戻って参照すると、位置は、エンドエフェクタ内に位置する位置センサ７３４によって感知／検出され得る。ここで、位置センサ７３４は、近接センサ、又は制御回路によって追跡可能な一連のパルスを提供して関節運動部材の位置を判定するように構成されたセンサであってもよい。ここで、様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された力、及び／又は関節運動部材に関して検出／感知された位置を外科処置が実施されている状態で相互に参照してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、（例えば、シャフト組立体内で）関節運動部材が所定の前進位置及び／又は所定の前進位置の範囲を超えて前進したことを判定し得る。様々な態様では、所定の前進位置及び／又は所定の前進位置の範囲は、ジョーにおいて検出／感知される閉鎖力に相関し得る。そのような態様では、指定された所定の前進位置を超えた状態で、制御回路は、発射機能／サイクルを停止する（例えば、発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続するのを阻止する）ように構成され得る。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）、限度を超えた前進位置及び／又は前進位置の範囲に関する警報を外科医に与えるように構成されてもよい。様々な態様では、警報は、所定の前進位置まで、及び／又は所定の前進位置の範囲内に関節運動部材を後退させることを考慮するように外科医に知らせることができる。ここで、一実施例では、所定の前進位置及び／又は所定の前進位置の範囲は、対応する閉鎖するための力に関して、履歴により実現された所望の及び／又は成功した発射機能／サイクルを有し得る。そのような態様では、制御回路は、適切な前進位置が達成されるときに発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続することを可能にするように構成され得る。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、外科処置中にジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、閉鎖力が、外科処置中にクランプされている特定の組織に関連付けられた事前定義の閉鎖力及び／又は事前定義の閉鎖力の範囲を上回ることを判定し得る。別の言い方をすれば、本明細書における図８３及び図８４に照らして、検出／感知された閉鎖力は、発射機能／サイクルが進行することを可能にするために予想されるものよりも高い。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを停止する（例えば、発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続するのを阻止する）ように構成され得る。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は、上昇した閉鎖力に関して、外科医に警報を（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様では、警報は、外科医に発射モータ速度を調節することを考慮することを通知してもよい。一実施例では、特定の組織が硬組織である場合、警報は、外科医が発射モータの速度を低下させて剛性組織が引き裂かれるのを回避することを提案し得る。そのような態様では、下方調節は、実施されている外科処置に関連する履歴データに基づいてもよい。別の実施例では、特定の組織が弱い剪断強度の柔らかい組織である場合、警報は、外科医が発射モータ速度を調整して組織が適切にクランプされていることを確実にすることを提案し得る。そのような態様では、上方調節は、実施されている外科処置に関連する履歴データに基づいてもよい。そのような態様では、制御回路は、適切な発射モータ速度が設定されたときに発射機能／サイクルが開始する、及び／又は継続することを可能にするように構成され得る。
別の態様では、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、外科処置中にジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、発射システム上の周期的な力が、外科処置中に事前定義の周期的な力及び／又は事前定義の周期的な力の範囲を上回ることを判定し得る。別の言い方をすれば、検出／感知された周期的な力が予想したものよりも高く、履歴データに基づいてモータ故障が差し迫っていることを示す場合がある。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを停止する（例えば、発射機能／サイクルの開始、及び／又は継続的な前進を阻止する）ように構成され得る。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は、上昇した周期的な力及び可能性のあるモータ故障に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路はオーバーライドコマンドを受信して、（例えば、ユーザインターフェースを介して、例えば図８８、選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）、発射機能／サイクルが継続することを許可するように更に構成されてもよい。そのような態様では、制御回路は、外科処置中に、発射システムに対する周期的な力が事前定義の周期的な力及び／又は事前定義の周期的な力の範囲を上回るかどうかを監視し続けることができる。そのような態様では、制御回路は、発射機能／サイクルを再び停止し、外科医に警報する、及び／又は記載されるようなオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。
本開示の別の態様によれば、例えば、図８９を参照すると、外科用器具に関連する制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してもよい。加えて、制御回路は、エンドエフェクタ組立体２３１３０を関節運動させるための力／トルクを更に評価してもよい。そのような態様では、関節運動力／トルクは、１つ又は２つ以上のセンサ（例えば、関節運動部材に関連付けられた力センサ、関節運動部材に関連付けられたトルクセンサ、関節運動部材を駆動するように構成されたモータに関連付けられた電流センサなど）を介して検出されてもよい。例えば、図１７に戻って参照すると、関節運動力／トルクは、関節運動駆動システムに連結されたトルクセンサ７４４ｄ及び／又は７４４ｅによって検出／感知され得る。これに加えて、及び／又は代替として、再び図１７を参照すると、関節運動力／トルクは、センサ７３６によって測定される、モータ７０４ｄ及び／又は７０４ｅによって引き込まれる電流と相関されてもよい。ここで、様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された力、及び／又は関節運動部材に関して検出された関節運動力／トルクを外科処置が実施されている状態で相互に参照してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、関節運動部材に関して検出された関節運動力／トルクが、事前定義の関節運動力／トルク及び／又は事前定義の関節運動力／トルク範囲を超えることを判定してもよい。様々な態様では、事前定義の関節運動力／トルク及び／又は事前定義の関節運動力／トルク範囲は、ジョーにおいて検出／感知された力に相関し得る。そのような態様では、指定された関節運動力／トルクを超えた場合、制御回路は、エンドエフェクタ組立体の関節運動を停止する（例えば、関節運動が継続するのを阻止する）ように構成されてもよい。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は、超音波力／トルク及び／又は関節運動力／トルク範囲に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを受信して（例えば、ユーザインターフェースを介して、例えば、図８８、選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）、発射機能／サイクルが継続することを可能にするように更に構成されてもよい。そのような態様では、制御回路は、外科処置中に関節運動力／トルクが事前定義の関節運動力／トルク及び／又は事前定義の関節運動力／トルク範囲を上回るかどうかを監視し続けることができる。そのような態様では、制御回路は、関節運動を停止させ、外科医に警報する、及び／又は記載されるようにオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。
本開示の更に別の態様によれば、例えば、図８９を参照すると、外科用器具に関連する制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、あるいは連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価してよい。加えて、制御回路は、シャフト組立体２３１２０（例えば、シャフト部材）を回転させるための力／トルクを更に評価してもよい。このような態様では、回転力／トルクは、１つ又は２つ以上のセンサ（例えば、回転／シャフト部材に関連付けられた力センサ、回転／シャフト部材に関連付けられたトルクセンサ、回転／シャフト部材を回転させるように構成されたモータに関連する電流センサなど）を介して検出されてもよい。例えば、図１７に戻って参照すると、回転／シャフト部材駆動システムに連結されたトルクセンサ７４４ｃによって回転力／トルクを検出／感知してもよい。これに加えて及び／又は代替として、再び図１７を参照すると、回転力／トルクは、センサ７３６によって測定される、モータ７０４ｃによって引き込まれる電流と相関されてもよい。ここで、様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された力、及び／又は回転／シャフト部材に関して検出された回転力／トルクを外科処置が実施されている状態で相互に参照してもよい。このような態様によれば、制御回路は、（例えば、処置データ及び／又は履歴データに基づいた）状況認識を使用して、回転／シャフト部材に関して検出された回転力／トルクが事前定義の回転力／トルク及び／又は事前定義の回転力／トルクの範囲を超えることを判定してもよい。様々な態様では、事前定義の回転力／トルク及び／又は事前定義の回転力／トルクの範囲は、ジョーで検出／感知された力に相関し得る。他の態様では、事前定義の回転力／トルク及び／又は事前定義の回転力／トルクの範囲は、回転／シャフト部材自体が耐えることができる力／ねじれに対応してもよい。そのような態様では、指定された回転力／トルクを超えた場合、制御回路は、シャフト組立体の回転を停止するように（例えば、回転／シャフト部材の回転が継続するのを阻止する）構成されてもよい。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は、超過した回転力／トルク及び／又は回転力／トルク範囲に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを受信して（例えば、ユーザインターフェースを介して、例えば、図８８、選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）、回転が継続するのを可能にするように更に構成されてもよい。そのような態様では、制御回路は、外科処置中に、回転力／トルクが事前定義の回転力／トルク及び／又は事前定義の回転力／トルクの範囲を超えるかどうかを監視し続けることができる。そのような態様では、制御回路は、回転を再び停止し、外科医に警報する、及び／又は記載されるようにオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。
本開示の更に別の態様によれば、例えば、図８９を参照すると、外科用器具と関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具の構成要素に組み込まれた２３１３２、２３１２２及び／又は２３１１２、及び／又は連結された外科用ハブに組み込まれた２３１４２）は、ジョーで検出／感知された開放力を（例えば、記載されるように１つ又は２つ以上のセンサを介して）評価し、ジョーが開くことを阻止するように判定するように構成されてもよい。具体的には、制御回路は、（例えば、履歴データに基づいた）状況認識を使用して、ジョーで検出／感知された開放力が事前定義の開放力及び／又は事前定義の開放力の範囲を超えることを判定してもよい。そのような態様では、制御回路は、ジョーを、クランプされた位置又はある程度クランプされた位置に維持するように構成されてもよい。更に、このような態様では、再び図８９を参照すると、制御回路は（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェースを介して２３１４８及び／又は２３１５８を介して）、ジョーを開くことができないことをユーザに警報する、及び／又は可能性のある原因をユーザに知らせるように（例えば、ユーザが、ジョーで検出／感知された開放力を低減しようと試みることができるように）構成されてもよい。様々な態様によれば、制御回路は、ジョーで検出／感知された開放力が事前定義の開放力及び／又は事前定義の開放力の範囲内に低減された場合、ジョーが開くことを可能にするように構成されてもよい。
短絡検出及び機能性制御
本開示の様々な他の態様によれば、外科用器具の機能性は、短絡を検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサに基づいて制御されてもよい。すなわち、金属物体がジョー内で検出された場合、少なくとも１つの外科用器具の機能／作動（例えば、切断、凝固など）が阻止／禁止され得る。例えば、図９１は、そのような態様を実装するためのアルゴリズム２３３００を示し、制御回路は、短絡を示す検出されたパラメータ（単数又は複数）を受信する２３３０２。制御回路はまた、内部及び／又は外部データベースデータを読み出してもよい２３３０４。次いで、制御回路は、検出されたパラメータ（単数又は複数）及び／又はデータベースデータを評価し２３３０６、評価に基づいてアクションを実施する２３３０８。
図８９を再び参照すると、本開示の態様によれば、外科システム２３１００は、制御回路と（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２、例えば、任意の位置（単数又は複数）を示すために仮想線での）、ユーザインターフェースと（２３１１８、２３１２８、２３１３８、２３１４８及び／又は２３１５８、例えば、任意の位置を示すために仮想線で）、例えばハンドル組立体２３１１０、シャフト組立体２３１２０、及びエンドエフェクタ組立体２３１３０を含む外科用器具２３１００とを備えてよい。そのような態様では、制御回路は、外科用器具２３１０２（例えば、２３１１２、２３１２２及び／又は２３１３２）の１つ又は２つ以上の構成要素（例えば、ハンドル組立体２３１１０、シャフト組立体２３１２０及び／又はエンドエフェクタ組立体２３１３０など）に組み込まれてもよく、及び／又は外科用器具２３１０２と（例えば、無線で）ペアリングされた外科用ハブ２３１４０（例えば、２３１４２）に組み込まれてもよい。そのような態様では、エンドエフェクタ組立体２３１３０は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、エンドエフェクタ組立体２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを制御回路（例えば、２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）に送信するように構成されたセンサ２３１３４とを含んでもよい。様々な態様において、第１のジョーはアンビルを含んでもよく、第２のジョーは、ステープルカートリッジを受容するように構成された細長いチャネルを備えてもよい。更に、そのような態様では、外科用器具２３１０２は、シャフト組立体２３１２０の機能（例えば、回転、関節運動など）に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを制御回路（例えば、２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）に送信するように構成されたセンサ２３１２４を含むシャフト組立体２３１２０を更に備えてもよい。そのような態様では、制御回路は、外科処置の過程を通して、そのようなセンサ、例えば、２３１３４及び／又は２３１２４から検出されたパラメータ（例えば、センサデータ）を受信するように構成され得る。検出されたパラメータは、関連するエンドエフェクタ組立体２３１３０の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）及び／又は関連するシャフト組立体２３１２０の機能（例えば、回転、関節運動など）が実施されるたびに受信され得る。制御回路は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベースから（例えば、外科用器具２３１３６、２３１２６及び／又は２３１１６の構成要素のメモリ内、あるいは外科用ハブデータベース２３１４９）から及び／又は外部データベースから（例えば、外科用ハブデータベース２３１４９、クラウドデータベース２３１５０などから）データを受信するように更に構成されてもよい。様々な態様によれば、内部及び／又は外部データベースから受信されたデータは、処置データ（例えば、外科処置を実施する工程）及び／又は履歴データ（例えば、外科処置に関連する履歴データに基づいて予測されるパラメータを示すデータ）を含み得る。様々な態様では、処置データは、外科処置のための現在の／認識された標準的な治療手順を含んでもよく、履歴データは、外科処置に関連する履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいた好ましい／理想的なパラメータ及び／又は好ましい／理想的パラメータ範囲を含んでもよい。受信したデータ（例えば、センサデータ、内部及び／又は外部データなど）に基づいて、制御回路（例えば、２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、進行中の処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてもよい。すなわち、外科用器具は、例えば、レポートを生成するための外科処置に関するデータを記録し、外科医が外科処置を実施するためにとる工程を検証し、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、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８、並びに／あるいは外科用器具に関連付けられたユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８を介して）提供し、外科用器具２３１０２の機能を制御するなどに構成されてよい。
一態様では、図８９に戻って参照すると、エンドエフェクタ組立体のジョーの間で標的組織をクランプする間及び／又クランプした後に、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、後続の機能（例えば、発射、凝固など）を可能にする前に、ジョー間の連続性をチェックするように構成されてもよい。ここで、様々な態様によれば、外科用器具は、ジョーのうちの少なくとも１つに電極を備える（例えば、アンビル及び／又はステープルカートリッジと一体化されている）電気外科用器具を備えてよい。このような態様では、電極間に短絡が存在する場合、ジョーの間に把持された組織を電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）で治療することが困難になる場合がある。一実施例では、電極間の導電性物体（例えば、クリップ、ステープル、金属要素など）は、ジョー間の連続性をもたらし得る。別の実施例では、ジョー間に十分な間隙が存在しない場合（例えば、標的組織をクランプした後）、電極が接触して、ジョー間の連続性をもたらす場合もある。図５３に戻って参照すると、例えば、本開示の一態様では、センサ１５２００８ａは、エンドエフェクタのジョー間の間隙を測定するように構成されている。そのような態様では、第１のジョーのセンサ１５２００８ａは、第１のジョーと第２のジョーとの間の間隙を測定するために、第２のジョーの磁石１５２０１２によって生成された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。特に、間隙は、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の厚さを表すことができる。ここで、ジョーの間に連続性が存在する場合、望ましくない外科的結果が（例えば、不完全な組織治療、導電性物体の過剰な加熱など）がもたらされる可能性がある。
一態様（例えば、双極モード）によれば、第１のジョーはアンビルを含んでもよく、第２のジョーは、図２５に示されるようなステープルカートリッジを受容するように構成された細長いチャネルを備えてもよい。一実施例では、ステープルカートリッジは、把持された組織に電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を送達するための活性電極を含んでもよく、アンビルの少なくとも一部分は、リターン電極として作用し得る。別の例では、アンビルが、電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を把持された組織に送達するための活性電極を含んでもよく、細長いチャネルの少なくとも一部分は、リターン電極として作用し得る。別の態様（例えば、単極モード）によれば、第１のジョーはアンビルを含んでもよく、第２のジョーは、ステープルカートリッジを受容するように構成された細長いチャネルを備えてもよい。一実施例では、ステープルカートリッジは、把持された組織に電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を送達するための活性電極を含んでもよく、リターン電極（例えば、接地パッド）は、患者の身体上に別々に配置されてもよい。別の例では、アンビルは、把持された組織に電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を送達するための活性電極を含んでもよく、リターン電極（例えば、接地パッド）は、患者の身体上に別個に配置されてもよい。短絡を検出するための様々な構成は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＳＨＯＲＴ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された、米国特許第９，５５４，８５４号に記載されている。
図８９を再び参照すると、様々な態様によれば、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、多くの方法で連続性を確認するように構成されてもよい。一態様では、電気外科エネルギーを生成する発生器及び／又は外科用器具に組み込まれたセンサ、例えば２３１３４は、電極間のインピーダンスが、閾値の期間にわたって閾値を下回るまで低下するとき（すなわち、短絡を示すインピーダンスの低下）を検出するように構成されてもよい。ここで、図４８に戻って参照すると、センサ、例えば２３１３４は、経時的なインピーダンスを測定するように構成されてもよい。一実施例では、電極が導電性ステープルのラインにぶつかったとき、電流がスパイクする可能性があり、一方、インピーダンス及び電圧は急激に低下する。別の実施例では、連続性は、電圧の変化を最小限に抑えた電流シンクとして存在してもよい。「ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＳＨＯＲＴ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された、米国特許第９，５５４，８５４号に記載されているものなど、連続性を確認する／短絡を検出するための様々な代替方法が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる（例えば、一連のパルスのパルス内の異なる位置でのインピーダンス値を比較する）。
そのような態様では、連続性が検出された場合、導電性物体（例えば、クリップ、ステープル、ステープル線、金属要素など）が、ジョーの間に把持された組織内に存在する／露出している可能性がある。特に、このような導電性物体は、現在の外科処置及び／又は以前の外科処置からのものである可能性がある。そのような態様では、制御回路は、導電性物体の検出に関して、外科医に警報を（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは導電性物体の検出に関する外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。例えば、警報は、電極がいずれの導電性物体とも接触していないように、及び／又は短絡を引き起こす導電性物体を除去するように、外科医がエンドエフェクタ組立体２３１３０を再配置することを提案してもよい。様々な態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを受信して、例えば、ユーザインターフェースを介して、例えば図８８、選択可能なユーザインターフェース要素２３０１２を参照されたい）、導電性物体（例えば、クリップ、ステープル、ステープル線、金属要素など）が検出されたにもかかわらず、その後の機能（例えば、切断、凝固など）を可能にするように更に構成されてもよい。
一態様によれば、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、クリップを横に切開するのを回避するための連続性をチェックするように構成されてもよい。そのような態様では、短絡が検出された後、制御回路は、ジョー間の導電性物体の検出に関して、外科医に警報を（例えば外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。一態様では、外科医は、ユーザインターフェース（例えば、外科用器具上のインタラクティブユーザインターフェース要素、外科用ハブ、発生器など）を介して制御回路の感度を調節することができる。このような態様では、調節に基づいて、制御回路は、ジョー間で導電性物体が検出された場合に発射を阻止するように構成されてもよい。
図８９を再び参照すると、別の態様によれば、制御回路２３１４２は、電気外科用器具２３１０２とペアリングされた（例えば、無線で）外科用ハブ２３１４０に組み込まれてもよい。そのような態様では、外科用ハブ２３１４０は、ジョー間の導電性物体の検出に関する外科医／ユーザ設定で予め装填されてもよい。一実施例では、外科医／ユーザ設定は、ジョー間で導電性物体が検出された場合に発射を阻止することを含む。別の実施例では、外科医／ユーザ設定は、導電性物体がジョーの間で検出された場合に発射を許可する前に警報することを含む。更に別の態様では、外科医／ユーザ設定は、外科医／ユーザが警報をオーバーライドすることを可能にすることを含む。更に別の態様では、外科医／ユーザ設定は一時的なリセットを含み、外科医／ユーザは、連続性を再度チェックする前に、状況を改善する（例えば、ジョーを移動させる、導電性物体を除去する）ことを可能にする一時リセットを含む。
更に別の態様にかかる図８９を再び参照すると、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、ステープル線を意図的に横断するように連続性をチェックするように構成されてもよい。ここで、いくつかの外科処置では、連続する横切開（例えば、肺切除、特に複数の角度からの楔形、スリーブ処置など）を確実にするために、交差するステープル線を有することが有益な場合がある。そのような態様では、連続性が検出された後、制御回路は、ジョー間の導電性物体（例えば、既存のステープル線）の検出に関して、外科医に警報（例えば、可聴及び／又は視覚的合図）を（（例えば、外科用器具の構成要素のユーザインターフェース２３１３８、２３１２８及び／又は２３１１８を介して、並びに／あるいは外科用ハブと関連付けられたユーザインターフェース２３１４８及び／又は２３１５８を介して）与えるように構成されてもよい。
図８９を再び参照すると、他の態様によれば、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベース（例えば、外科用器具の構成要素のメモリ２３１３６、２３１２６及び／又は２３１１６あるいは外科用ハブデータベース２３１４９）、及び／又は外部データベース（例えば、外科用ハブデータベース２３１４９、クラウドデータベース２３１５０など）かたデータを受信するように構成されてもよい。様々な態様によれば、内部及び／又は外部データベースから受信されたデータは、手術履歴データ（例えば、患者に対して実施される以前の外科処置に関するデータ、現在の外科処置に関するデータなど）を含み得る。一実施例において、手術履歴データは、ステープルが以前の手術で使用されたこと、及び／又はステープルがどこで使用されたかを示してよく、現在の外科処置データは、クリップを適用するためにクリップアプライヤが使用されたかどうかを示してよい。受信されたデータ（例えば、手術履歴データなど）に基づいて、制御回路（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２）は、進行中の処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてもよい。すなわち、外科用器具２３１２０は、状況に応じて認識してもよく、例えば、検出された連続性が、以前の外科処置からのステープル線、又は現在の外科処置からのクリップであり得ることを推定／判定するように構成されてもよい。別の例として、患者がこれまで一度も外科処置を受けておらず、クリップアプライヤが現在の外科処置において使用されておらず、かつステープルカートリッジが現在の外科処置では発射されている場合、制御回路は、ジョー間で検出された導電性物体は以前のステープル線であると推定／判定するように構成されてよい。更に別の例として、患者がこれまで一度も外科処置を受けておらず、クリップアプライヤが現在の処置で使用されており、及びステープルカートリッジが現在の外科処置においてまだ発射されていない場合、制御回路は、ジョー間で検出された導電性物体はクリップであると推測／判定するように構成されてよい。
スマート電動外科用ステープル留めのための安全システム
動作パラメータを評価するための安全システム
本開示の様々な態様は、外科用器具の１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された組織パラメータに応答して、外科用器具の内部駆動動作を適応させる、制御する、及び／又は同調させることが可能な改善された安全システムを対象とする。より具体的には、様々な態様は、組織パラメータを感知し、感知された組織パラメータに対する現在の装置パラメータの妥当性を示すことを目的とする。
例えば、感知された組織パラメータは、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、患者の解剖学的な構造上の組織の位置、組織の血管新生などを含んでもよく、現在の装置パラメータとしては、カートリッジの色、カートリッジのタイプ、補助部、クランプ負荷、間隙、発射速度などを含んでもよい。したがって、本開示の態様によれば、生理学的感知は、装置若しくはその構成要素の不適切な使用、及び／又は装置の不適切な位置決めを示す場合がある。
一実施例では、外科用器具若しくはその構成要素の不適切な使用、及び／又は外科用器具の不適切な位置決めは、エンドエフェクタのジョーにおける１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された生理学的感知に基づいて、関連付けられた制御回路を介して判定されてよい。そのような実施例では、不適切な使用の判定及び／又は不適切な位置決めの判定後、関連付けられた制御回路は、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上の機能（例えば、ステープル留め）が実施されることを阻止することができる。更に、このような実施例では、関連付けられた制御回路は、関連付けられた制御回路が外科用器具若しくはその構成要素及び／又は外科用器具の位置決めが修正されたと判定した場合（例えば、不適切なステープルカートリッジの交換、外科用器具の再配置など）、又はオーバーライドが受信された（例えば、外科用器具上、外科用器具に連結された外科用ハブ上、手術室にあるユーザインターフェースを介して）と判定した場合、関連付けられた制御回路は、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上の機能を可能にしてよい。
図９４を参照すると、本開示の様々な態様によれば、外科システム２４２００は、制御回路と（２４２１２、２４２２２、２４２３２及び／又は２４２４２、例えば任意の位置（単数又は複数）を示すために仮想線での）、ユーザインターフェースと（２４２１４、２４２２４、２２２３４、２４２４４及び／又は２４２５４、例えば、任意の位置（単数又は複数）を示すために仮想線での）、外科用器具２４２０２とを備えてもよい。外科用器具２４２０２は、エンドエフェクタ組立体２４２１０の構成要素Ａ−２４２１６〜構成要素−Ｎ２４２１８と、同様に例示のために省略された形態での、それぞれシャフト組立体２４２２０及びハンドル組立体２４２３０の構成要素−Ａ（Ｃ−Ａ）〜構成要素−Ｎ（Ｃ−Ｎ）などの複数の構成要素を含む。様々な態様において、外科用器具２４２０２の各構成要素は、少なくとも１つの装置パラメータを含み得る。例えば、エンドエフェクタ組立体２４２１０の構成要素Ａ−２４２１６は、パラメータＰＡａ−ＰＡｎ２４２１７を含むことができ、エンドエフェクタ組立体２４２１０の構成要素−Ｎ２４２１８は、パラメータＰＮａ−ＰＮｎ２４２１９を含むことができるなどである。別の例として、シャフト組立体２４２２０のＣ−Ａ〜Ｃ−Ｎ、及びハンドル組立体２４２３０のＣ−Ａ〜Ｃ−Ｎの各々も同様に、少なくとも１つの装置パラメータを含むことができる。各構成要素は、その対応する装置パラメータを制御回路に送信するように構成することができる。外科用器具２４２０２は、外科用器具の機能に関連付けられた組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータを制御回路に送信するように構成されたセンサ（２４２１３、２４２２３及び／又は２４２３３）を更に含む。制御回路は、システム定義の制約に基づいた各々のそれぞれの装置パラメータと連携して、検出された組織パラメータを分析するように構成され得る。
再び図９４を参照すると、制御回路２４２１２、２４２２２及び／又は２４２３２（例えば、それぞれエンドエフェクタ組立体２４２１０、シャフト組立体２４２２０及びハンドル組立体２４２３０の要素としてそれぞれ示される）は、様々な態様において、外科用器具２４２０２の複数の構成要素のうちの１つ又は２つ以上（例えば、ハンドル組立体２４２３０のハンドル、シャフト組立体２４２２０のシャフト、エンドエフェクタ組立体２４２１０エンドエフェクタ、エンドエフェクタ組立体のステープルカートリッジなど）に組み込まれる、又は外科用器具２４２０２と（例えば無線で）ペアリングされた外科用ハブ２４２４０に組み込まれてもよい（例えば２４２４２）。同様に、センサ（単数又は複数）２４２１３、２４２２３及び／又は２４２３３、ユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４並びにメモリ２４２１５、２４２２５及び／又は２４２３５（例えば、それぞれ、エンドエフェクタ組立体２４２１０、シャフト組立体２４２２０及びハンドル組立体２４２３０の要素として示される）は、様々な態様において、複数の構成要素のうちの１つ又は２つ以上に組み込まれてもよい。特に、様々な態様によれば、外科用器具２４２０２及び／又は外科用ハブ２４２４０は、状況認識外科用器具及び／又は状況認識外科用ハブであってもよい。状況認識は、データベースから受信したデータ（例えば、外科処置に関連付けられた履歴データ）及び／又は外科用器具から受信したデータ（例えば、外科処置中のセンサデータ）から外科処置に関連する情報を判定又は推定する外科システム（例えば２４２００）の能力を指す。例えば、判定された又は推測された情報は、実行される処置のタイプ、操作される組織のタイプ、処置の対象となる体腔などを含むことができる。外科処置に関連するそのようなコンテキスト情報に基づいて、外科システムは、例えば、ペアリングされた外科用器具又はその構成要素を制御することができ、及び／又は外科処置の過程全体にわたって、外科医に状況にあてはまる情報又は提案を提供することができる。
一態様によれば、状況認識外科用ハブ（例えば、２４２４０）は、外科処置を行うために利用される外科用器具２４２０２と（例えば、無線で）ペアリングされる。そのような態様では、外科用器具２４２０２は、エンドエフェクタ（例えば、構成要素Ａ−２４２１６）を含む複数の構成要素を備えてもよい。エンドエフェクタ２４２１６は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、切断ブレードと、エンドエフェクタ２４２１６の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）に関連付けられた組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータを外科用ハブ２４２４０の制御回路２４２４２に送信するように構成された一体型センサ２４２１３と、を備えてもよい。エンドエフェクタ２４２１６を含む外科用器具２４２０２の複数の構成要素（例えば、構成要素−Ｎ２４２１８、例えばステープルカートリッジなど）は、それぞれの装置パラメータ（例えば、それぞれ２４２１９及び２４２１７）を外科用ハブ２４２４０に送信するように構成されている。特に、本明細書及び他の開示される態様で参照されるようなセンサ（例えば、２４２１３）は、複数のエンドエフェクタ２４２１６に関連付けられた複数の組織パラメータを検出するように構成された複数のセンサを備えてもよいことを理解されたい。したがって、更に、そのような態様では、外科用ハブ制御回路２４２４２は、外科処置の過程を通じて、そのようなパラメータデータ（例えば、検出された組織パラメータ（単数又は複数）、エンドエフェクタを含む各構成要素の装置パラメータなど）を受信するように構成されてもよい。検出された組織パラメータは、関連するエンドエフェクタ機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）が実施されるたびに受信されてもよい。外科用ハブ制御回路２４２４２は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベース（例えば、外科用ハブデータベース２４２４９）から及び／又はから外部データベース（例えば、クラウドデータベース２４２６９から）データを受信するように更に構成されてもよい。様々な態様によれば、内部データベース２４２４９及び／又は外部データベース２４２６９から受信されたデータは、処置データ（例えば、外科処置を実施する工程、外科処置に関連するそれぞれの装置パラメータを示すデータ）及び／又は履歴データ（例えば、外科処置に関連する履歴データに基づいて予測される組織パラメータを示すデータ、患者の手術履歴データなど）を含んでよい。様々な態様では、処置データは、外科処置のための現在の／認識された標準的な治療手順を含んでもよく、履歴データは、外科処置に関連する履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいたそれぞれの受信された装置パラメータに対する好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を含み得る。受信されたデータ（例えば、パラメータデータ、内部及び／又は外部データなど）に基づいて、外科用ハブ制御回路２４２４２は、進行中の外科処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてもよい。すなわち、状況認識外科用ハブは、例えば、レポートを生成するための外科処置に関するデータを記録し、外科医が外科処置を実施するためにとる工程を検証し、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、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４及び／又は２４２５４、並びに／又は外科用器具に関連付けられたユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して）提供し、外科用器具の機能を制御するなどに構成されてよい。
別の態様によれば、状況認識外科用器具（例えば、２４２０２）は、外科処置を行うために利用されてもよい。そのような態様では、本明細書に記載されるように、外科用器具２４２０２は、エンドエフェクタ２４２１６を含む複数の構成要素を備えてもよい。エンドエフェクタは、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、切断ブレードと、エンドエフェクタ２４２１６の機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）に関連付けられた組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータを制御回路に伝達するように構成された一体型センサ２４２１３と、を備えてもよい。特に、そのような態様では、検出された組織パラメータは、エンドエフェクタ２４２１６の一体化された制御回路２４２１２に送信されてもよい。エンドエフェクタ２４２１６を含む外科用器具の複数の構成要素（例えば、構成要素−Ｎ２４２１８、例えばステープルカートリッジなど）のそれぞれは、そのそれぞれの装置パラメータを一体化されたエンドエフェクタ制御回路２４２１２に送信するように構成されている。そのような態様では、一体化されたエンドエフェクタ制御回路２４２１２は、外科処置の過程全体にわたって、そのようなパラメータデータ（例えば、検出された組織パラメータ（単数又は複数）、エンドエフェクタを含む各構成要素の装置パラメータ（単数又は複数））を受信するように構成されてもよい。検出された組織パラメータは、関連するエンドエフェクタ機能（例えば、切開、クランプ、凝固、切断、ステープル留めなど）が実施されるたびに受信されてもよい。一体化されたエンドエフェクタ制御回路２４２１２は、外科処置の過程全体にわたって、内部データベース（例えば、エンドエフェクタメモリ２４２１５）から及び／又は外部データベースから（例えば、外科用ハブデータベース２４２４９から外科用ハブ２４２４０を介してクラウドデータベース２４２６９から）データを受信するように更に構成されてもよい。様々な態様によれば、内部データベース及び／又は外部データベースから受信されたデータは、ステープルカートリッジデータ（例えば、エンドエフェクタ制御回路２４２１２によって装置パラメータ（単数又は複数）が受信されたステープルカートリッジ（例えば２４２１８）に関連付けられたステープルのサイズ及び／又はタイプ）、及び／又は履歴データ（例えば、履歴データに基づいたそのようなサイズ及び／又はタイプでステープル留めされるべき予測される組織及び／又は組織のタイプを指すデータ）を含んでよい。様々な態様では、内部データ及び／又は外部データは、外科処置に関連付けられた履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいたそれぞれの受信した装置パラメータに対する好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を含み得る。一実施例では、内部データ及び／又は外部データは、好ましい／理想的な組織パラメータ、及び／又は予測される組織及び／又は組織タイプのための好ましい／理想的な組織パラメータ範囲、あるいは履歴データ（例えば、システム定義の制約）に基づいたステープルカートリッジ（例えば、２４２１８）の装置パラメータに関連付けられたステープルのサイズ及び／又はタイプのための好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を含んでもよい。受信したデータ（例えば、パラメータデータ、内部データ及び／又は外部データなど）に基づいて、エンドエフェクタ制御回路２４２１２は、進行中の処置に関する推定（例えば、コンテキスト情報）を継続的に導出するように構成されてもよい。特に、代替の態様によれば、エンドエフェクタ２４２１６の一体型センサ２４２１３は、検出された組織パラメータ（単数又は複数）を、別の外科用器具の構成要素、例えばハンドル組立体２４２３０のハンドルに関連付けられた制御回路（例えば、２４２２２及び／又は２４２３２）に送信してもよい。そのような態様では、他の外科用器具の構成要素の制御回路（例えば、２４２２２及び／又は２４２３２）は、上述のようにエンドエフェクタ制御回路２４２１２の様々な態様を実行するように同様に構成されてもよい。最後に、状況認識外科用器具（例えば、２４２０２）は、そのユーザに不一致を（例えば、エンドエフェクタ２４２１４のユーザインターフェースを介して、別の外科用器具の構成要素、例えばハンドル組立体２４２３０のハンドルのユーザインターフェース２４２２４及び／又は２４２３４を介して、あるいは、外科用器具２４２０２に連結された外科用ハブ２４２４０に関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して）警報するように構成されてよい。例えば、不一致には、検出された組織パラメータが、これらのサイズ及び／又はタイプのステープル、あるいはそれらの予想される組織及び／又は組織タイプに関連付けられた好ましい／理想的な組織パラメータ、及び／又は好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を超えることが含まれてよい。更なる例として、状況認識外科用器具（例えば、２４２０２）は、不一致に基づいて外科用器具の機能を制御するように構成されてもよい。少なくとも１つの態様によれば、状況認識外科用器具（例えば、２４２０２）は、不一致に基づいて外科的機能を阻止することができる。
不適切な装置配置
本開示の様々な態様によれば、（例えば、１つ又は２つ以上のセンサを介して検出される）生理学的感知は、装置配置の懸念を示す場合がある。より具体的には、このような態様によれば、エンドエフェクタの第１のジョー及び第２のジョー内／それら間に（例えば、クランプ後）、生理学的不適合が存在する場合があり、エンドエフェクタの更なる機能（例えば、凝固、切断、ステープル留めなど）が禁止／阻止され得る。
様々な態様によれば、外科処置は、標的組織（例えば、腫瘍）の切除を含み得る。図９２を参照すると、例えば、患者組織２４０００の一部分は、腫瘍２４００２を含む場合がある。そのような態様では、手術マージン２４００４は、腫瘍２４００２を囲むように画定されてよい。特に、外科処置中に、腫瘍を取り囲む健康な組織の切除を回避及び／又は最小限にすることが理想的である。しかしながら、腫瘍の完全な除去を確実にするために、その外科処置に関連付けられた現在の／認識された標準的な治療手順は、腫瘍を取り囲む距離によって画定される所定の手術マージン、及び／又は腫瘍を取り囲む距離範囲によって画定される所定の手術マージンの切除を承認する場合がある。一態様では、承認される手術マージンは、腫瘍に依存してもよい（例えば、腫瘍のタイプ、腫瘍のサイズなどに基づいてもよい）。別の態様では、承認される手術マージンは、周囲組織への腫瘍の微小浸潤の程度に依存する場合もある。他の態様では、承認される手術マージンは、その腫瘍及び／又は外科処置に関連付けられた履歴データに基づいて、長期生存の改善に相関される場合もある。更に他の態様では、関連付けられた制御回路（例えば、図９４を考慮すると、外科用器具内で、外科用器具の構成要素内の２４２１２、２４２２２、２４２３２、外科用器具に連結された外科用ハブ内２４２４２）は、内部データベース２４２１５、２４２２５及び／又は２４２３５から、並びに／あるいは外部データベース２４２４９及び／又は２４２６９から受信したデータ（例えば、クラウドから、外科用ハブなどからの患者の手術履歴データ、患者の病歴データ、再発腫瘍に関する標準的な治療手順）に基づいて承認される手術マージンを先んじて調節してもよい。そのような態様では、図９２に戻って参照すると、通常の承認された手術マージン（例えば、２４００４）は、そのような受信されたデータに基づいて調節された手術マージン（例えば、２４０１２）に対して決定された量／距離（例えば２４０１０）だけ変更されてもよい（例えば、その患者の手術及び／又は病歴データは、腫瘍が周囲組織を更にわずかに冒している可能性があることを示唆する場合があり、その患者は、再発性腫瘍などの事例を既に有する可能性があることを示唆し得る）。
更に、様々な態様では、外科処置のために標的手術マージン（例えば、２４００４及び／又は２４０１２）が確立された後、外科処置中に腫瘍及び／又はその標的手術マージンを効率的かつ／又は正確に識別し切除することは困難な場合がある。図９４を再び参照すると、本開示の様々な態様によれば、外科用器具２４２０２のエンドエフェクタ（例えば、２４２１６）は、第１の信号を測定し、関連付けられた制御回路（例えば外科用器具において、外科用器具の構成要素内の２４２１２、２４２２２及び／又は２４２３２、外科用器具に連結された外科用ハブ内の２４２４２）に第１の信号を送信するように構成された第１のセンサ（例えば、２４２１３）を備えてよい。そのような態様では、第２の信号を測定し、関連付けられた制御回路に第２の信号を送信するように構成された第２のセンサは、腫瘍を切除するために外科用器具を使用する前に、腫瘍上／内に配置されてよい（図９２を参照、例えば２４００６、腫瘍に対する中心位置）。ここで、様々な態様によれば、第２のセンサは、外科用器具とは別個であってもよい。加えて、及び／又は代替的に、そのような態様では、第２のセンサは、腫瘍を切除するために外科用器具を使用する前に、腫瘍の周辺に位置決めされたセンサを備えてもよい（図９２を参照、例えば、２４００８）。別の態様によれば、複数の第２のセンサが、腫瘍の周辺部の周囲に配置されてもよい。ここで、このような態様では、制御回路は、第１の信号及び第２の信号に基づいて、第１のセンサと第２のセンサとの間の距離を動的に計算するように構成されてもよい。様々な態様によれば、第１のセンサは、エンドエフェクタの切断ブレードに／その近くに位置決めされてもよい。標的手術マージンを検出するための更なる例示的方法は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ Ａ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＭＡＲＧＩＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＤＥＶＩＣＥ」と題された、米国特許出願公開第２０１６／０１９２９６０号に記載されている。
一実施例では、第２のセンサが腫瘍上／内（例えば、中心位置２４００６）に位置決めされている場合、制御回路は、外科処置のために確立された第２のセンサと標的手術マージンとの間のマージン距離を判定するように更に構成されてもよい。このような例では、制御回路は、（例えば、第１のセンサと第２のセンサとの間の）動的に計算された距離を、その判定されたマージン距離と比較することで、エンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）を標的手術マージンに効率的かつ正確に配置することができる（例えば、動的に計算された距離が決定されたマージン距離に等しい、又は実質的に等しいとき、エンドエフェクタは適切に位置決めされる）。制御回路は、そのような技術を利用して、標的手術マージンの周囲（例えば、切除中）にエンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）を効率的かつ正確に配置するように構成されてもよい。
別の例では、第２のセンサが腫瘍の周辺に位置決めされるか、又は複数の第２のセンサが腫瘍の周辺部、例えば、２４００８の周りに配置される場合、制御回路は、第２のセンサと外科処置のために確立された標的手術マージンとの間のマージン距離を判定するように更に構成されてもよい。このような例では、制御回路は、（例えば、第１のセンサと第２のセンサとの間の）動的に計算された距離を、その判定されたマージン距離と比較することで、エンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）を標的手術マージンに効率的かつ正確に配置することができる（例えば、動的に計算された距離が決定されたマージン距離に等しい、又は実質的に等しいとき、エンドエフェクタは適切に位置決めされる）。制御回路は、そのような技術を利用して、標的手術マージンの周囲（例えば、切除中）にエンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）を効率的かつ正確に配置するように構成されてもよい。そのような態様は、腫瘍が異常な形になっているときに有益であり得る。
再び図９４を参照すると、様々な態様によれば、制御回路は、エンドエフェクタ（例えば、又はその切断ブレード）が、標的手術マージン（例えば２４００４及び／又は２４０１２）に対して適切に配置された／位置決めされたとき、外科医に知らせるように構成されてよい（例えば、外科用器具上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用器具に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２４４、及び／又は手術室のユーザインターフェース２４２５４などを介してリアルタイムで）を通知するように構成されてもよい。例えば、ユーザインターフェースは、ｉ）エンドエフェクタ（例えば、２４２１６）が標的手術マージンに位置決めされていることを視覚的に確認するため、及び／又はエンドエフェクタ（例えば、又はその切断ブレード）を標的手術マージンに対して移動させるために、外科医に標的手術マージンを示すデジタルオーバーレイを備えた手術部位のビデオ画像、ｉｉ）エンドエフェクタの切断ブレードが標的手術マージンに位置決めされたことを示すために、外科用器具２４２０２自体にある触覚フィードバック、及び／又はｉｉｉ）エンドエフェクタの切断ブレードが標的手術マージンに位置決めされたことを示す聴覚フィードバックのうちの少なくとも１つを備えてよい。
図９４を再び参照すると、更なる態様によれば、制御回路は、エンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）が癌マージン（例えば、標的手術マージンの内側で、腫瘍によってわずかに冒された周囲組織に近接する）に近すぎる、及び／又はその範囲内にある場合、外科用器具２４２０２が発射するのを阻止するように構成され得る。このような態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、外科用器具にあるユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４、外科用器具に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２４４、並びに／あるいは手術室のユーザインターフェース２４２５４などを介して）受信して、発射を継続することを可能にするように更に構成されてもよい。一実施例では、このようなユーザインターフェースは、発射が継続することを可能にするように選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。そのような態様では、制御回路は、癌マージンに対してエンドエフェクタ（例えば、その切断ブレード）を監視し続けることができる。更に、このような態様では、制御回路は、発射を再び停止する、外科医に警報する、及び／又は記載されるオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。他の態様によれば、制御回路は、リセットイベントが生じる（例えば、エンドエフェクタのジョーを開放し、癌マージンに対してエンドエフェクタのジョーを再配置する）まで発射を阻止するように構成されてもよい。
図９４を再び参照すると、本開示の他の態様によれば、外科システム２４２００の１つ又は２つ以上のセンサは、エンドエフェクタ（例えば、２４２１６）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通る血流を検出し得る。例えば、ドップラー撮像検出器（例えば、外科用ハブに連結されたエンドエフェクタ上に組み込まれた２４２１３、例えばドップラー撮像検出器を備えるパラメータ感知構成要素２４２５３など）は、そうでなければ手術部位で（例えば、赤色、緑色、及び／又は青色レーザ光を介して）見ることができない血管を特定し、識別するように構成されてよく、スペックルコントラスト分析を実行して、そのような血管を通る血流の量及び／又は速度を判定することができる。特に、一実施例では、（例えば、腫瘍に関連付けられる）いくつかの血管を封止するが、（例えば、健康な組織／臓器に関連付けられる）他の血管は封止しないことが望ましい場合がある。したがって、関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具において、外科用器具の構成要素内２４２１２、２４、２２２及び／又は２４２３２、外科用器具に連結された外科用ハブ内２４２４２など）は、血流が血流の所定量及び／又は速度を超えた場合に外科用器具２４２０２が発射することを阻止するように構成され得る。このような態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、外科用器具２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４上のユーザインターフェース、外科用器具に連結された外科用ハブ上ユーザインターフェース２４２４４、並びに／あるいは手術室のユーザ２４２５４などを介して）受信して、（例えば血流が腫瘍に関連する場合）発射を継続することを可能にするように更に構成されてもよい。一実施例では、このようなユーザインターフェースは、発射が継続することを可能にするように選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。このような態様では、制御回路は、血流のためにクランプされた組織を監視し続けることができる。更に、このような態様では、制御回路は、発射を再び停止する、外科医に警報する、及び／又は記載されるオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。他の態様によれば、制御回路は、リセットイベントが生じる（例えば、エンドエフェクタのジョーを開放し、血流の事前定義の量及び／又は速度を超える血流を有する血管に対してエンドエフェクタのジョーを再配置する）まで発射を阻止するように構成されてもよい。
図９４を再び参照すると、本開示の他の態様によれば、外科システム２４２００の１つ又は２つ以上のセンサは、エンドエフェクタ（例えば、２４２１６）の第１のジョーと第２のジョーとの間の組織のクランプと同時に、及び／又はその直後に、血圧の上昇を検出し得る。例えば、血圧モニタ（例えば、外科用ハブに連結される、例えば、血圧モニタを備えるパラメータ感知構成要素２４２５３など）は、クランプと同時に血圧の上昇を検出し得る。様々な態様によれば、外科システム２４２００は、状況認識され、検出された血圧の増加が、エンドエフェクタのジョーの間／ジョー内で組織をクランプすることによって引き起こされたことを推測し得る。例えば、臨界血流を含む血管がジョーの間／ジョー内に捕捉され、狭窄した血流をもたらす場合がある。そのため、様々な態様によれば、関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具において、外科用器具の構成要素内にある２４２１２、２４、２２２及び／又は２４２３２、外科用器具連結された外科用ハブ内の２４２４２など）、血圧上昇が所定の量及び／又は所定の範囲を超えた場合、外科用器具２４２０２が発射することを阻止するように構成され得る。そのような態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、外科用器具上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４、並びに／あるいは外科用器具に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２４４、並びにあるいは手術室のユーザインターフェース２４２５４などを介して）を受信して、発射が継続することを可能にするように更に構成されてもよい（例えば、外科医は、組織がまだクランプされている間に血圧が低下したことを観察し、状況に応じて外科システムが、血圧の上昇が別の原因をもたらすなどと認識する）。一実施例では、このようなユーザインターフェースは、発射が継続することを可能にするように選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。このような態様では、制御回路は、患者の血圧を監視し続けることができる。更に、このような態様では、制御回路は、発射を再び停止する、外科医に警報する、及び／又は記載されるオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。他の態様によれば、制御回路は、リセットイベントが生じる（例えば、ジョーを開放し、クランプされた組織に対してエンドエフェクタのジョーを再配置する）まで発射を阻止するように構成されてもよいように構成されてもよい。
図９４を再び参照すると、本開示の他の態様によれば、外科システムの１つ又は２つ以上のセンサは、エンドエフェクタ（例えば、２４２１６）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内の重要な神経束を検出することができる。例えば、心拍数モニタ（例えば、外科用ハブに連結されたエンドエフェクタ上に組み込また２４２１３、心拍数モニタを含むパラメータ感知構成要素２４２５３など）は、第１のジョーと第２のジョーとの間の組織のクランプと同時に、及び／又は直後に心拍数の増加を検出してもよい。様々な態様によれば、外科システム２４２００は、状況認識され、内部データベース２４２１５、２４２２５、２４２３５、２４２４９及び／又は外部データベース２４２４９及び／又は２４２６９から受信したデータ（例えば、実施されている外科処置の手術部位に関連付けられた解剖学的情報）の文脈において、心拍数の検出された増加は、エンドエフェクタのジョーの間／ジョー内で組織をクランプすることによって引き起こされていることを推定してよい。そのような態様によれば、関連付けられた制御回路（例えば、外科用器具において、外科用器具の構成要素内の２４２１２、２４、２２２及び／又は２４２３２、外科用器具に連結された外科用ハブ内の２４２４２など）は、外科用器具２４２０２が推定に基づいて発射するのを阻止するように構成され得る。更にこのような態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、外科用器具上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４、外科用器具に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２４４、並びに／あるいは手術室のユーザインターフェース２４２５４など）受信して、発射が継続することを可能にする（例えば、外科医は、組織が依然としてクランプされている間に患者の心拍数が減少したことを観察し、外科システムが、心拍数が別の原因に起因すると考えると状況認識する）ように構成されてよい。一実施例では、このようなユーザインターフェースは、発射が継続することを可能にするように選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。このような態様では、制御回路は、患者の心拍数を監視し続けることができる。更に、このような態様では、制御回路は、発射を再び停止する、外科医に警報する、及び／又は記載されるオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。他の態様によれば、制御回路は、リセットイベントが生じる（例えば、ジョーを開放し、クランプされた組織に対してエンドエフェクタのジョーを再配置する）まで発射を阻止するように構成されてもよいように構成されてもよい。
図９４を再び参照すると、本開示の他の態様によれば、外科システム２４２００の１つ又は２つ以上のセンサは、外科用器具２４２０２が通電された装置（例えば、ＲＦ器具／装置）と接触していることを検出し得る。一実施例では、外科用器具及び通電された装置は、外科システム２４２００内の外科用ハブ２４２４０に通信可能に連結されてもよい。例えば、図９に戻って参照すると、装置／器具２３５並びにエネルギー装置２４１は、外科用ハブ２０６のモジュール式制御タワー２３６に連結されてもよい。そのような実施例では、通電された装置２４１の電気外科エネルギーを生成する発生器２４０、及び／又は通電された装置に組み込まれたセンサは、通電された装置に関連付けられたインピーダンスが、閾値の期間にわたって閾値を下回るまで低下するとき（例えば、短絡を示すインピーダンス低下）を検出するように構成されてもよい。図４８と同様に、通電された装置の一体型センサは、経時的なインピーダンスを測定するように構成されてもよい。電気外科用医療装置における短絡を検出する、ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＳＨＯＲＴ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＭＥＤＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳと題する米国特許第９，５５４，８５４号に記載されているものなどの、短絡を検出するための様々な代替方法が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる（例えば、一連のパルスのパルス内の異なる位置におけるインピーダンス値を比較するなど）。様々な態様によれば、外科システム２４２００は、状況認識され、検出された短絡が、内部データベース２４２１５、２４２２５、２４２３５、２４２４９並びに／あるいは外部データベース２４２４９及び／又は２４２６９から受信したデータ（例えば、外科処置の特定の工程及び／又は現在の工程が、別個の外科用器具（例えば、電気外科用器具／装置）の使用を伴うことを示す処置データ）の文脈でにおいて、別個の外科用器具の使用に関連する（例えば、外科用器具の導電性の表面が、通電装置と接触して、短絡を引き起こす）ことを推定してよい。そのような態様によれば、関連する制御回路は（例えば、外科用器具において、外科用器具及び通電された装置の構成要素内の２４２１２、２４、２２２及び／又は２４２３２、外科用器具に連結された外科用ハブ内の２４２４２など）、外科用器具２４２０２が推定に基づいて発射することを阻止するように構成され得る。短絡が存在する場合、電気外科エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）で組織を治療（例えば、凝固）することが困難な場合があり、望ましくない外科的結果（例えば、不完全な組織治療、導電性物体の過剰な加熱など）を生じさせる場合がある。そのような文脈において、制御回路は、（例えば、外科用器具２４２４４に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４、並びに／あるいは手術室２４２５４のユーザインターフェースなどを介して、リアルタイムで）通知するように構成されてもよい。は、短絡が存在し、外科用器具２４２０２の発射が中断されていることを外科医に知らせるように構成されてよい。更にこのような態様によれば、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、外科用器具上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４、外科用器具に連結された外科用ハブ上のユーザインターフェース２４２４４、並びに／あるいは手術室のユーザインターフェース２４２５４などを介して）を受信して、発射が継続することを可能にする（例えば、外科医は、短絡が存在せず、標的組織は低インピーダンスを含むことを検証するなど）ように構成されてもよい。一実施例では、このようなユーザインターフェースは、発射が継続することを可能にするように選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。このような態様では、制御回路は、短絡を監視し続けることができる。更に、このような態様では、制御回路は、発射を再び停止する、外科医に警報する、及び／又は記載されるオーバーライドコマンドを受信するように構成されてもよい。他の態様によれば、制御回路は、リセットイベントが発生する（例えば、再配置された外科用器具がもはや接触しないように、通電された装置に対して再配置される）まで発射を阻止するように構成されてもよい。
不適切な装置の選択／提案される使用
本開示の様々な態様によれば、（例えば、１つ又は２つ以上のセンサを介して検出される）生理学的感知は、外科用器具／装置の選択に関する懸念を示し得る。より具体的には、このような態様によれば、外科用器具と組織との不適合が存在する場合があり、エンドエフェクタの更なる機能（例えば、凝固、切断、ステープル留めなど）が禁止／阻止される場合がある。
図９４を更に参照すると、本開示の一態様によれば、外科用器具２４２４２に連結された外科用ハブ内の制御回路は（例えば、外科用器具２４２１２、２４、２２２及び／又は２４２３２の構成要素内の）、組織特異性のステープラ（例えば、血管ステープラ）、及び感知された情報の任意の組み合わせが（例えば、１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された）、標的組織が、組織に特異的ステープラに不適切であり得る（例えば、反対のことを示す）ことを示唆する場合、警告を提供するように構成されてもよい。
図９３は、本開示の様々な態様による、装置選択問題に対処するための例示的な安全プロセス２４１００を示す。少なくとも１つの態様によれば、安全プロセス２４１００は、外科システム（例えば、図９４の２４２００）の状況認識外科用ハブ（例えば、図９４の２４２４２）に関連付けられた制御回路によって（例えば、外科処置中に）実行／実装されてもよい。他の態様によれば、安全プロセス２４１００は、外科システム（例えば、図９４の２４２００）の状況認識外科用器具（例えば、図９４の２４２１２、２４２２２及び／又は２４２３２）に関連付けられた制御回路によって（例えば、外科処置中に）実行／実装されてもよい。
図９３を参照すると、組織識別プロセス２４１０８は、装置選択２４１０２（例えば、ステープラ選択、例えば、実質組織に発射するのに適したステープラ、血管に発射するのに適したステープラ、気管支に発射するのに適したステープラなど）、１つ又は２つ以上のセンサによって検出された種々の装置測定値２４１０４（例えば、エンドエフェクタ閉鎖角度、エンドエフェクタと接触している組織の長さ、閉鎖力／圧縮曲線など）、及び状況認識情報２４１０６（例えば、外科処置情報、外科医の傾向など）を含む入力を受信してよい。
図９３を考慮すると、装置選択２４１０２で、安全プロセス２４１００を実行／実装する制御回路は、選択されたステープラ／装置からの装置パラメータ、及び／又は選択されたステープラ／装置の各構成要素（例えば、ステープルカートリッジ）に関連付けられた装置パラメータを受信して装置選択を指示するように構成されてもよい。例えば、ステープルカートリッジに関連付けられた装置パラメータは、カートリッジのタイプ、カートリッジの色、カートリッジへの補助部、カートリッジのクランプ負荷限界、カートリッジの間隙範囲、カートリッジの発射速度などを含んでもよい。一態様によれば、装置パラメータは、外科システムに結合されると、ステープラ／装置によって制御回路に送信されてもよい。代替的な態様によれば、装置の選択は、ユーザインターフェース（例えば、外科用ハブ及び／又は手術室に関連付けられたユーザインターフェース、例えば図９４の２４２４４及び／又は２４２５４）を介して入力されてもよく、並びに／又は内部データベース及び／若しくは外部データベース（例えば、実施されている外科処置及び／又は利用できる外科用器具に関するデータ、例えば図９４の２４２４９及び／又は２４２６９）から受信されてもよい。
更に図９３を考慮すると、装置測定値２４１０４は、（例えば、図１７、図１８、図５３、図７８などで本発明に記載されるように）エンドエフェクタ（例えば、図９４の構成要素−Ａ、２４２１６）及び／又は外科用器具の他の構成要素（例えば、図９４の構成要素−Ｎ、２４２１８、例えばステープルカートリッジ）に関連付けられた１つ又は２つ以上のセンサを介して検出され得る。例えば、１つ又は２つ以上の組織センサが、エンドエフェクタと接触している組織の長さを評価するために、エンドエフェクタの長さに沿って連続性をチェックする、及び／又は組織インピーダンスを測定するように位置決めされ、構成されてもよい（例えば、分割電極を使用して組織の位置を判定する図１７のセンサ（単数又は複数）７３８、及び／又はエンドエフェクタの長さに沿った組織の存在を判定するために組織インピーダンスを測定する図７８のセンサ１５３４６８など）。更なる例として、１つ又は２つ以上のセンサは、ジョー／エンドエフェクタの閉鎖角度を検出／推定するように位置決めされ、構成されてもよい（例えば、クランプアクチュエータ／駆動部材の変異を検出する変位センサ、例えば図１７の位置センサ７３４、エンドエフェクタの第１のジョーと第２のジョーの間の間隙を検出するなど間隙センサ、例えば図５３のセンサ１５２００８ａ）。更なる例として、１つ又は２つ以上のセンサは、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮／閉鎖する力を検出するように位置決めされ、構成されてもよい（例えば、組織がクランプされるときの力を検出するために第１のジョー及び／又は第２のジョーの組織面上に力センサ、例えば力センサを備える図１７のセンサ７３８、組織に加えられる力に相関される駆動部材の電流引き込みを検出するセンサ、例えば図１７の電流センサ７３６、閉鎖するための力を測定するためのトルクセンサ、例えば図１７の７４４ｂなど）。エンドエフェクタ閉鎖角度、エンドエフェクタと接触している組織の長さ、及び閉鎖／圧縮する力を検出するための様々な更なる態様が本明細書の他の箇所で説明されている。
次に、図９３を考慮すると、外科認識情報２４１０６は、図９４に照らして、外科用ハブ２４２４２に関連付けられた内部データベース２４２４９及び／若しくは外部データベース２４２６９を介して、並びに／又は外科用器具２４２０２に関連付けられた内部データベース２４２１５、２４２２５、２４２３５及び／若しくは外部データベース２４２４９、２４２６９を介して受信されてよい。
図９３に戻ると、組織識別プロセス２４１０８は、外科用器具（例えば、実質組織、血管、血管、気管支など）が遭遇する組織タイプを判定するように構成されている。一実施例では、組織識別プロセス２４１０８は、様々な入力（例えば、ジョーが完全に開いているとき、ジョーの長さに沿って検出された組織接触、閉鎖と開口の曲線が、組織が実質組織と一致することを示唆するなど）に基づいて組織タイプが実質組織であると判定し得る。別の例では、組織識別プロセス２４１０８は、様々な入力（例えば、閉鎖中にほぼ直ちに検出された組織接触、ステープラの小さい領域の上でのみ検出され、かつ遠位側に境界画定されているように検出された組織接触、初期に検出された閉鎖力は、組織構造が血管と一致すること示唆するなど）に基づいて、組織タイプが血管（例えば、ＰＡ／ＰＶ）であると判定する場合もある。更に別の例では、組織識別プロセス２４１０８は、様々な入力（例えば、閉鎖中にほぼ直ちに検出された組織接触、ステープラの小さい領域上でのみ検出され、かつ遠位側及び近位側の両方に境界画定されているように検出された組織接触、初期に検出された閉鎖力は、組織構造が気管支と一致することを示唆するなど）に基づいて、組織タイプが気管支であると判定してもよい。様々な態様によれば、このような組織タイプの判定は、組織の厚さ、組織の剛性、（例えば、患者に対する）組織の位置、及び本明細書に記載される１つ又は２つ以上のセンサによって取得された測定値から検出される、及び／又はそれに由来する組織内の血管新生を含む組織パラメータに更に基づいてもよい。特に、組織識別プロセス２４１０８は、組織識別の出力／結果に到達する前に、更なる入力（例えば、ステープラの選択、外科処置の情報、外科医の傾向など）との関連で、そのような初期の組織判定を更に評価してもよい。そのような状況認識は、最終的には組織識別の出力／結果をもたらす。ここで、遭遇した組織を識別するための様々な態様が、本明細書の他の箇所で更に議論されている（例えば、胸部手術の例など）。
図９３に戻って参照すると、組織識別の出力／結果は、選択されたステープラ／装置、及び／又は選択されたステープラ／装置の各構成要素が（例えば、ステープルカートリッジ、シャフトなど）、外科処置に対して最適であるかどうかを判定する２４１１０ために利用されてよい。そのような態様では、制御回路は、内部データベース及び／又は外部データベース（例えば、図９４を参照すると、外科用ハブ２４２４２に関連付けられた内部データベース２４２４９及び／又は外部データベース２４２６９、並びに／あるいは外科用器具２４２０２に関連付けられた内部データベース２４２１５、２４２２５、２４２３５及び／又は外部データベース２４２４９、２４２６９）から更なる情報２４１１２を受信することができる。より具体的には、更なる情報２４１１２は、他の利用可能なステープラ、他の利用可能なエネルギー装置、他のステープラ構成要素（例えば、ステープルカートリッジ、シャフトなど）を含んでもよい。少なくとも１つの態様によれば、利用可能性は、手術位置における現在の在庫状況次第である場合もある。特に、更なる情報２４１１２はまた、各々の他の利用可能なステープラ、各々の他の利用可能なエネルギー装置、選択されたステープラ／装置と共に使用するために利用可能な各々の他のステープラ構成要素に関連する装置パラメータなどを含み得る。
様々な態様によれば、選択されたステープラ／装置が最適であるかどうかを評価するとき２４１１０、安全プロセス２４１００を実行／実装する制御回路は、システム定義の制約に基づいた選択されたステープラ／装置２４１０２に関連付けられた各々受信した装置パラメータと連携して、（例えば、本発明に記載される１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された）各検出された各組織パラメータを分析するように構成されてよい。加えて、このような態様によれば、制御回路は、システム定義の制約に基づいた各々の他の利用可能なステープラ、各々の他の利用可能なエネルギー装置、選択されたステープラ／装置と共に利用可能な各々の他のステープラ構成要素に関連付けられた受信した装置パラメータで、（例えば、本明細書に記載される１つ又は２つ以上のセンサを介して検出された）それぞれの検出された組織パラメータを分析するように構成されてもよい。そのような態様によれば、制御回路は、検出された組織パラメータに基づいて、他の利用可能なステープラ、他の利用可能なエネルギー装置、及び／又は選択されたステープラ／装置と共に使用するために利用可能な他のステープラ構成要素のうちの１つ又は２つ以上は、選択されたステープラ／装置２４１０２及び／又は選択されたステープラ／装置２４１０２の構成要素よりも最適であるかどうかを判定するように構成されてもよい。
様々な態様では、検出された組織パラメータ（単数又は複数）は、例えば、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、組織内の血管新生などを含んでよく、受信された装置パラメータは、例えば、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、及びステープルカートリッジの発射速度などを含んでよい。様々な態様によれば、（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいた）システム定義の制約は、各受信された装置パラメータに対する好ましい／理想的な組織パラメータ及び／又は好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を含んでもよい。例えば、好ましい／理想的な組織の厚さ及び／又は好ましい／理想的な組織の厚さの範囲は、各ステープルカートリッジの色と関連付けられてもよい。そのような例では、各ステープルカートリッジの色は、ステープルカートリッジ内のステープルのタイプ及び／又はサイズを示し得る。ここで、短いステープルを含むステープルカートリッジは、厚い組織に対して最適ではない場合がある。更なる態様によれば、（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいた）システム定義の制約は、各検出された組織タイプに対して好ましい／理想的なクランプ負荷限界及び／又は好ましい／理想的なクランプ負荷限界範囲を含み得る。例えば、それぞれのクランプ負荷限界に関連付けられた各ステープルカートリッジは、最適にステープルをステープル留めすることができる組織のタイプを示し得る。ここで、受信した装置パラメータ（例えば、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、ステープルカートリッジの発射速度など）、及び検出された組織パラメータ（例えば、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、組織内の血管新生など）、及び（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいた受信した装置パラメータ及び／又は検出された組織パラメータに関連付けられた）確立されたシステム定義の制約が、本開示によって企図される。
再び図９３を参照すると、選択された装置２４１０２が最適であると判定された場合、安全プロセス２４１００を実施／実装する制御回路は、最初は何もしない（例えば、後に推奨する）ように、及び／又は分析が実施されたことを実証するように構成されてもよい２４１１４。代わりに、選択された装置２４１０２が最適でないと判定された場合、制御回路は、安全性の問題が存在するかどうかを判定するように構成されてもよい２４１１６。様々な態様によれば、選択されたステープラ／装置２４１０２に関して安全性の問題が存在するかどうかを評価するとき、制御回路は、システム定義の制約に基づいた選択されたステープラ／装置２４１０２に関連付けられた各受信した装置パラメータと連携して、各検出された組織パラメータを分析するように構成されてもよい。
上記と同様に、検出された組織パラメータは、例えば、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、組織内の血管新生などを含んでよく、受信した装置パラメータは、例えば、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、及びステープルカートリッジの発射速度などを含んでよい。様々な態様によれば、（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいた）システム定義の制約は、それぞれの受信した装置パラメータに対する好ましい／理想的な組織パラメータ及び／又は好ましい／理想的な組織パラメータ範囲を含み得る。例えば、好ましい／理想的な組織の厚さ及び／又は好ましい／理想的な組織の厚さの範囲は、各ステープルカートリッジの色と関連付けられてもよい。そのような例では、各ステープルカートリッジの色は、ステープルカートリッジ内のステープルのタイプ及び／又はサイズを示し得る。ここで、実施例を続けると、選択されたステープラ／装置２４１０２の受信した装置パラメータがステープルカートリッジの（例えば、短いステープルを示す）色を含み、検出された組織パラメータは、選択されたステープラ／装置２４１０２のステープルカートリッジの色に関連付けられた好ましい／理想的な組織の厚さ、及び／又は好ましい／理想的な組織の厚さの範囲を超える組織の厚さを示す場合、選択されたステープル／装置２４１０２には安全性の問題が存在する。不適切なステープルカートリッジを利用することにより、不十分な結果及び／又は望ましくない結果（例えば、ステープル留め、滲み出し、出血など）を招く恐れがある。そのような例において、制御回路は、安全性の問題を外科医に警告する（例えば図９４を参照して、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）ように構成されてよい２４１１８。そのような態様では、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）受信して、外科処置を進めることを可能にするように更に構成されてもよい２４１２０。一実施例では、図９４を参照すると、そのようなユーザインターフェースは、処置を続行することを可能にするために選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。代替的な態様では、警告に応答して、外科医は、通知された安全性の問題を修正する（例えば、不適切なステープルカートリッジを別のステープルカートリッジと交換する）ことができ、この時点で、装置選択安全プロセス２４１００は再び実行／実装され得る。
上記と同様に、更なる態様によれば、（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいた）システム定義の制約は、検出された各組織タイプに対して好ましい／理想的なクランプ負荷限界及び／又は好ましい／理想的なクランプ負荷限界範囲を含み得る。例えば、それぞれのクランプ負荷限界に関連付けられた各ステープルカートリッジは、最適にステープルをステープル留めすることができる組織のタイプを示し得る。ここで、実施例を続けると、選択されたステープラ／装置２４１０２の受信した装置パラメータは、そのステープルカートリッジクランプ負荷限界を含み、組織識別プロセス２４１０８によって識別された組織が、より高いクランプ負荷限界を有するステープルカートリッジを必要とする組織タイプを示す場合、選択されたステープラ／装置２４１０２には安全性の問題が存在する。不適切なステープルカートリッジを利用することにより、不十分な結果及び／又は望ましくない結果（例えば、ステープル留め、滲み出し、出血など）を招く恐れがある。そのような例において、制御回路は、安全性の問題を外科医に警告する（例えば図９４を参照して、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）ように構成されてよい２４１１８。そのような態様では、制御回路は、オーバーライドコマンドを（例えば、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）受信して、外科処置を進めることを可能にするように更に構成されてもよい２４１２０。一実施例では、図９４を参照すると、そのようなユーザインターフェースは、処置を続行することを可能にするために選択可能なユーザインターフェース要素、例えば、２４２５１を含んでもよい。代替的な態様では、警告に応答して、外科医は、通知された安全性の問題を修正する（例えば、不適切なステープルカートリッジを別のステープルカートリッジと交換する）ことができ、この時点で、装置選択安全プロセス２４１００は再び実行／実装され得る。ここでもまた、受信した装置パラメータ（例えば、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、ステープルカートリッジの発射速度など）、及び検出された組織パラメータ（例えば、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、組織内の血管新生など）、及び（例えば、状況認識外科システムにおいてアクセスされる履歴データ及び／又は処置データに基づいて受信した装置パラメータ及び／又は検出された組織パラメータに関連付けられた）確立されたシステム定義の制約が、本開示によって企図される。
再び図９３を参照すると、選択されたステープラ／装置に安全性の問題が存在しないと判定された場合２４１１６、安全プロセス２４１００を実行／ＪＩっ層する制御回路は、外科医に推奨を提供するように構成されてもよい２４１２２。本開示の少なくとも１つの態様によれば、別の利用可能なステープラ、別の利用可能なエネルギー装置、及び／又は別のステープラ構成要素（例えば、選択されたステープラ／装置と共に使用するために利用可能なステープルカートリッジ、シャフトなど）２４１１２がより最適である、又は任意選択である場合、制御回路は、その利用可能性を外科医に（例えば、図９４を参照すると、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）警報し、現在の外科処置でのその使用を推奨するように構成されてもよい。そのような態様では、制御回路は、（例えば、選択されたステープラ／装置上のユーザインターフェース２４２１４、２４２２４及び／又は２４２３４を介して、外科用ハブに関連付けられたユーザインターフェース２４２４４を介して、手術室のユーザインターフェース２４２５４を介してなど）推奨の受諾を受け取るように更に構成されてもよい。受諾されると、制御回路は、より最適である他の利用可能なステープラ、他の利用可能なエネルギー装置、及び／又は他のステープラ構成要素２４１１２（例えば、図９４の構成要素Ａ〜Ｎ、例えば、選択されたステープラ／装置と共に使用するために利用可能なステープルカートリッジ、シャフトなど）に関する情報を提示する２４１２４ように構成されてよい。拒絶されると、制御回路は、装置選択安全アルゴリズムを終了するように２４１２６、及び／又は後続のプロセスを実行するように構成されてもよい。
様々な他の態様によれば、本明細書のステープラ／装置に関して具体的に論じられているが、本開示はそのように限定されるべきではない。より具体的には、開示される態様は、エネルギー装置（例えば、ＲＦ器具及び／若しくは超音波外科用器具）及び／又はそれらのそれぞれの構成要素並びに／あるいは内視鏡装置及び／又はそれらのそれぞれの構成要素を含む他の外科用器具にも同様に適用される。
感知された閉鎖パラメータによる外科用器具の制御
組織の整合性を判定するための圧縮率
様々な態様において、外科用器具は、外科用器具のジョーの閉鎖に関連付けられた様々な異なる変数又はパラメータを検出することができ、これを使用して、外科用器具がどのように機能するかを判定する様々な動作パラメータを調節する、又はそれに対して影響を与えることができる。外科用器具のジョーが、それらの間の組織をクランプするために開放位置から閉鎖位置へと移行される速度は、クランプ速度又は閉鎖速度として定義され得る。様々な態様では、閉鎖速度は、ジョー閉鎖の例の課程において可変又は一定であり得る。ジョーの閉鎖に関連付けられた特定のパラメータが比較される閾値は、閉鎖閾値として定義され得る。
不適切な閉鎖速度で組織をクランプすること、又は不適切な閉鎖閾値でクランプすることは、組織への損傷をもたらす（例えば、ジョーが組織に過度に強い力を加えることによって組織が裂かれる場合がある）、及び／又は外科用器具による動作不良をもたらす（例えば、ステープルが発射される際に組織がジョーによって固定されて保持されていないためにステープルが変形され得る）場合がある。したがって、いくつかの態様では、外科用器具は、外科用器具によってクランプされている組織の特徴を検出し、それに応じて閉鎖速度（単数又は複数）、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の動作パラメータを調節するように構成される。更に、各外科処置は、複数の異なる組織タイプ及び／又は異なる特徴を有する組織を含み得る。したがって、いくつかの態様では、外科用器具は、組織がクランプされ、閉鎖速度（単数又は複数）、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の動作パラメータをこれに対応して調節するたびに、組織の特徴を動的に検出するように構成される。
本開示は、少なくとも１つの解決策を提供し、外科用器具は、エンドエフェクタによってクランプされている組織の圧縮に関連するパラメータを検出するように構成される。外科用器具は、検出された組織圧縮の特徴に従って異なる整合性を呈する組織を区別するように更に構成され得る。次いで、モータは、ジョーの閉鎖速度に影響を及ぼすように、及び／又は組織の整合性に従ってフィードバックをユーザに提供するように制御され得る。例えば、検出された組織圧縮の特徴が、組織が硬いことを示す場合、ジョーの閉鎖速度を低下させる、及び／又は組織圧縮の特徴が、組織が低い剪断強度を有することを示す場合、外科用器具は、補助補強材を利用するようにユーザに提案を提供するように構成され得る。
図９５は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具２１０００のブロック図を示す。一態様では、外科用器具２１０００は、モータ２１００６に連結された制御回路２１００２と、ユーザインターフェース２１０１０と、センサ（単数又は複数）２１００４とを含む。モータ２１００６は、モータ２１００６が、例えば図２６に関して論じられるようにエンドエフェクタ２１００８のジョー（例えば、図２５に示される外科用器具１５００１０のアンビル１５０３０６及び／又はチャネル１５０３０２）を第１の開放構成と第２の閉鎖構成との間で移行させるように、エンドエフェクタ２１００８に連結されている。センサ（単数又は複数）２１００４は、制御回路２１００２がデータ及び／又は信号を受信するように、制御回路２１００２に通信可能に連結され得る。制御回路２１００２は、制御回路２１００２が、例えばセンサ（単数又は複数）２１００４から受信したデータ及び／又は信号に従ってモータ２１００６の動作を制御するように、モータ２１００６に通信可能に連結され得る。ユーザインターフェース２１０１０は、ディスプレイ又はスピーカーなどの外科用器具のユーザにフィードバックを提供するように構成された装置を含む。
様々な態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、エンドエフェクタでクランプされた組織の圧縮パラメータを検出するように構成され得る。一態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、エンドエフェクタ２１００８のジョーを閉鎖するための力（ＦＴＣ）、すなわち、ジョーを開放構成から閉鎖構成に移行させるために適用される力を検出するように構成され得る。例えば、センサ（単数又は複数）２１００４は、図１２、図１８又は図１９に関して論じられるように、モータによって引き込まれた電流を検出するように構成されたモータ電流センサを含む場合もある。ＤＣモータの場合、モータによって引き込まれる電流は、モータトルク（例えば、モータ２１００６の出力シャフトのトルク）に対応し、これは、エンドエフェクタ２１００８のＦＴＣの代表的なものである。エンドエフェクタ２１００８が組織上で閉鎖するとき、エンドエフェクタ２１００８のＦＴＣは、エンドエフェクタ２１００８から、クランプされた組織に伝達される力を表すことから、ＦＴＣはクランプされた組織の組織圧縮に対応している。組織に加えられる力が大きくなるほど、組織はより圧縮されることになる。別の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、図３６〜図３８に関連して説明されるように、対応する第２の電極からＲＦ信号を受信するように構成された、エンドエフェクタ２１００８上に配設された第１の電極を含む。組織の電気インピーダンスは、その組織の厚さに対応することができ、組織の厚さは、クランプされた組織の組織圧縮に対応し得る。更に別の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、図２４に関して論じたようなセンサ（単数又は複数）２１００４に加えられている力の量を判定するように構成された力反応性変換器を含む。ＦＴＣに関する上記の考察と同様に、エンドエフェクタ２１００８が組織上で閉鎖するとき、変換器によって検出される力は、エンドエフェクタ２１００８から、クランプされた組織に伝達される力を表す。組織に加えられる力が大きくなるほど、組織はより圧縮されることになる。ユーザインターフェース２１０１０は、ディスプレイ又はスピーカーなどの外科用器具のユーザにフィードバックを提供するように構成された装置を含む。更に他の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、上述したセンサと、エンドエフェクタでクランプされた組織と関連付けられた圧縮パラメータを検出することが可能な他のそのようなセンサとの様々な組み合わせを含む場合がある。例えば、図５３に示されるエンドエフェクタ１５２００などのエンドエフェクタは、力反応性変換器を備える第１のセンサ１５２００８ａと、インピーダンスセンサを備える第２のセンサ１５２００８ｂとを含むことができる。
制御回路２１００２は、異なる組織タイプに適応するようにエンドエフェクタ２１００８のジョーの閉鎖速度を調節するように構成され得る。制御回路２１００２は、初期圧縮期間にわたって、組織に及ぼされる圧縮力（例えばＦＴＣ）、又は組織圧縮（例えば、組織インピーダンス）に関連付けられた別のパラメータ（例えば、組織インピーダンス）を監視し、組織圧縮パラメータの変化率に基づいて、ジョーの閉鎖速度又は時間を適宜調節するように構成され得る。例えば、図２２に関して上記で論じたように、短期間の間に全圧縮力を適用するのではなく、より粘弾性の組織の場合には閉鎖速度を低下させるか、又は閉鎖時間を増加させることが有益であり得る。
図９６は、本開示の少なくとも１つの態様による、クランプされた組織の整合性に従って外科用器具を制御するためのプロセス２１０５０の論理フロー図を示す。以下のプロセス２１０５０の説明においては図９５も参照されたい。図示されるプロセスは、例えば、外科用器具２１０００の制御回路２１００２によって実行され得る。したがって、プロセスを実行する制御回路２１００２は、それによって感知された組織圧縮パラメータに関連するセンサ（単数又は複数）２１００４からデータ及び／又は信号（例えば、デジタル又はアナログ）を受信する２１０５２。様々な態様では、組織圧縮パラメータは、そこで手術されている組織の特徴、タイプ、特性及び／又はステータスに関連付けられたパラメータ、内部動作及び／又は外科用器具２１０００の特性に関連付けられたパラメータ又はその構成成分を含むことができる。一態様では、組織圧縮パラメータは、例えば、エンドエフェクタ２１００８のＦＴＣを含み得る。別の態様では、組織圧縮パラメータは、例えば、クランプされた組織の厚さを含み得る。制御回路２１００２は、センサ（単数又は複数）２１００４によって送信された１つ以上の離散値としての組織圧縮パラメータに関するデータ、関連する値（単数又は複数）にその後相関させることができる、センサ（単数又は複数）２１００４によって送信された信号を受信することができる２１０５２。
したがって、制御回路２１００２は、どのように感知された組織圧縮パラメータの値を１つ以上の閾値と比較し、その後それに従って応答を生成するかを判定する。一態様では、制御回路２１００２は、第１の閾値に対して、感知された組織圧縮パラメータの値を判定する２１０５４。例えば、制御回路２１００２は、感知された組織圧縮パラメータが第１の閾値又は上限閾値を超えるか、あるいはそれよりも大きいかどうかを判定することができる２１０５４。一態様では、感知された組織圧縮パラメータが第１の閾値を超える場合、プロセス２１０５０は、「はい」の分岐に沿って進み、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して２１０５６、エンドエフェクタ２１００８のジョーを閉鎖する時間の長さを増加させる。制御回路２１００２は、例えば、ジョーが閉鎖される速度を低下させる、ジョーの移動が組織の初期のクランプ後に休止される時間の長さ（すなわち、組織クリープ待ち時間）を増加する、又はクランプ段階を終了させるための安定化閾値を下げることによって、ジョーの閉鎖時間を増加させるようにモータ２１００６を制御することができる２１０５６。感知された組織圧縮パラメータが第１の閾値を超えない場合、このときプロセス２１０５０は、「いいえ」の分岐に沿って進み、様々な態様では、プロセス２１０５０は終了することができる、又はプロセス２１０５０は続行することもでき、制御回路２１００２は、感知された組織圧縮の値を１つ以上の追加の閾値と比較するか、又は組織パラメータデータ及び／又は信号の受信を継続することもできる２１０５２。
別の態様では、制御回路２１００２は、感知された組織圧縮パラメータの値を第２の閾値に対して更に判定する２１０５８。例えば、制御回路２１００２は、感知された組織圧縮パラメータが第２の閾値未満であるか、又は第２の閾値よりも小さいかを判定することができる２１０５８。一態様では、感知された組織パラメータが第２の閾値を下回る場合、プロセス２１０５０は、「はい」の分岐に沿って進み、制御回路２１００２は、例えばユーザインターフェース２１０１０を介して対応するフィードバックを提供する２１０６０。提供される２１０６０フィードバックは、例えば、スピーカーによって提供されるディスプレイ又は可聴フィードバックを介して提供される視覚フィードバックを含むことができる。一態様では、フィードバックは、感知された組織圧縮パラメータが予想外に低い状態になる状況を改善するために、ユーザが１つ以上の修正アクションをとることを示唆し得る。そのような修正アクションは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＯＲ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＥＲ」と題された、米国特許出願第８，６５７，１７６号に開示されているような補助補強材（すなわち、組織の厚さ補正器）を利用することを含み得る。補助補強材は、様々な態様において、アンビル１５０３０６（図２５）とステープルカートリッジ１５０３０４（図２５）との間に捕捉された組織に追加の圧縮力を適応する、及び／又は適用するように構成された圧縮性材料の層又は一連の層を含むことができる。
上記で論じた閾値は、例えば、センサ（単数又は複数）２１００４によって感知されたパラメータ（単数又は複数）２１００４、及び／又はセンサ（単数又は複数）２１００４によって感知されたパラメータ（単数又は複数）の微分値（例えば、感知されたパラメータの時間の変化率）を含み得る。組織圧縮パラメータがエンドエフェクタ２１００８のＦＴＣを含む態様では、第１の閾値は、それを超えると、クランプされた組織が硬いとみなされる記述を示し得る。硬組織は、組織に対するジョーの機械的作用、又は再膨張中の肺組織のためのいずれかによって、比較的裂かれやすい場合がある。更に、第２の閾値は、クランプされた組織が弱い剪断強度を有する（すなわち、柔らかい）とみなされる記述を示すことができる。弱い剪断強度を有する組織は、切断部材（すなわち、切刃１５０１８２を有するＩビーム１５０１７８）のステープル留め中及び／又は発射中に、エンドエフェクタ２１００８が定位置にしっかりと把持するか、ないしは別の方法で保持することが相対的に困難であり得る。
図９６のプロセス２１０５０の特定の実施例の工程は、特定の順番又は順序で生じるものとして示されているが、そのような描写は単に例示目的のためであり、特定の工程の特定の順序が上記の説明から明示的に必要とされていない限り、プロセス２１０５０の特定の順序は意図されていないことに留意されたい。例えば、プロセス２１０５０の他の態様では、制御回路２１００２は、感知された組織圧縮パラメータが第１の閾値又は上限閾値を超えるかどうかを判定する２１０５４前に、感知された組織圧縮パラメータが第２の、又はより低い閾値を下回るかどうかを判定する場合もある２１０５８。
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２１０００の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１１０４と時間２１１０２を描く第１のグラフ２１１００を示す。第１のグラフ２１１００の以下の説明では、図９５〜図９６も参照されたい。第１のグラフ２１１００は、図９６に関して上述したプロセス２１０５０を実行する制御回路２１００２によって制御された外科用器具２１０００による例示的な発射である第１の発射２１１１０及び第２の発射２１１１４を示す。この例示の実施例では、第１の閾値２１１０６は、ＦＴＣの特定の時間の変化率（すなわち、ΔＦＴＣ）を含み、第２の閾値２１１０８は、特定のＦＴＣを含む。様々な態様では、閾値２１１０６、２１１０８は、１つ以上の他の変数に関して定義されるか、又は外科用器具２１０００のユーザによってプログラム若しくは設定され得る。
第１の発射２１１１０では、図９６に示すプロセスを実行する制御回路２１００２は、組織圧縮パラメータデータ及び／又は信号を受信し２１０５２、ＦＴＣが時間ｔ１において第２の閾値２１１０８を下回ることを判定する２１０５８。したがって、制御回路２１００２は、ユーザが特定のアクションをとるための提案を含む、及び／又はエンドエフェクタ２１００８が低剪断強度を有する組織を把持していることを示すフィードバックをユーザに提供する２１０６０。一態様では、提供されるフィードバック２１０６０は、低剪断強度の組織を補強及び／又は補正するために、エンドエフェクタ２１００８に加えられた組織補正器（例えば、米国特許出願第８，６５７，１７６号に記載されている組織補正器）によってユーザが外科用器具２１０００のクランプを解除し、再度発射させることを示唆することができる。一態様では、制御回路２１００２は、ＦＴＣが第２の閾値を下回る場合、モータ２１００６にエンドエフェクタ２１００８のジョーの閉鎖を停止させるように更に構成され得る。別の態様では、制御回路２１００２は、ＦＴＣが第２の閾値を下回る場合、ユーザがエンドエフェクタ２１００８のジョーの閉鎖を停止することを示唆するように構成される場合もある。提供される２１０６０フィードバックは、例えば、手術室ディスプレイ１０７、１０９、１１９（図２）及び／又は外科用器具ディスプレイ上に表示されたプロンプト、手術室及び／又は外科用器具に位置するスピーカーを介して発せられる可聴メッセージ、外科用器具を介した触覚フィードバック、あるいはこれらの組み合わせを含む様々な形態をとることができる。
第２の発射２１１１４（第１の発射２１１１０の後に組織補正器を利用する発射であってもよい）については、図９６に示されるプロセス２１０５０を実行する制御回路２１００２は、組織圧縮パラメータデータ及び／又は信号を受信し２１０５２、ＦＴＣが第２の閾値を下回ること、あるいはエンドエフェクタ２１００８を閉鎖する過程におけるいずれかの時点で第１の閾値を超えることは判定しない。したがって、制御回路２１００２は、ジョーの閉鎖速度に影響を与えることはなく、ユーザにフィードバックを提供するか、又は任意の他のそのようなアクションを行う。
図９８は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具２１０００の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１１０２対時間２１１０４を示す第２のグラフ２１１１６を示す。第２のグラフ２１１１６の以下の説明では、図９５〜図９６も参照されたい。第２のグラフ２１１１６は、図９６に関して上述したプロセス２１０５０を実行する制御回路２１００２によって制御される外科用器具２１０００による例示的な発射である第３の発射２１１１８を示す。この例示的な実施例では、第１の閾値２１１０６は、ＦＴＣの特定の時間の変化率（すなわち、ΔＦＴＣ）を含む。
第３の発射２１１１６では、図９６に示すプロセスを実行する制御回路２１００２は、組織圧縮パラメータデータ及び／又は信号を受信し２１０５２、ΔＦＴＣが時間ｔ２において第１の閾値２１１０６を超えることを判定する２１０５８。したがって、制御回路２１００２は、ジョーの閉鎖速度を低下させることなどによって、ジョー閉鎖時間を増加させるようにモータ２１００６を制御し２１０５６、それに応じて、ＦＴＣ２１１０２が増加する比率も低下させる。ジョー閉鎖時間を増加させることは、例えば、短い期間にわたって組織により大きい量の力が及ぼされることを阻止することによって、硬い組織に対して損傷を引き起こすのを回避することが有益であり得る。一態様では、第１の閾値２１１０６は、ＦＴＣ（ΔＦＴＣＤ）の規定値の変化率、すなわち、組織タイプ及び他のそのようなパラメータに従う制御アルゴリズムによってＦＴＣに対するいかなる修正もない、外科用器具２１０００の規定値又はベースラインＦＴＣ比率を含むことができる。この態様では、外科処置中に、外科用器具２１０００が受けるＦＴＣがＦＴＣＤを超える場合、プロセス２１０５０を実行する制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して２１０５６ジョー閉鎖時間を増加させることができる。
前述のアルゴリズム又はプロセスを実行する制御回路２１００２がセンサ（単数又は複数）２１００４によって感知されたパラメータを１つ以上の閾値と比較する時間は、外科用器具２１０００の発射ストローク中に、発射ストローク中の一連の別々の実例、及び／又は発射ストローク中の連続する時間間隔を含むことができる。制御回路２１００２によって監視され、閾値と比較される組織圧縮パラメータは、例えば、ＦＴＣ値（例えば、図９７に示される第２の閾値２１１０８）又はΔＦＴＣ値（例えば、図９７〜図９８に示される第１の閾値２１１０６）を含むことができる。
一態様では、制御回路２１００２は、外科用器具２１０００の発射に関連するデータを保存し、次いで、任意選択的に、前の発射からのデータを利用して、クランプされた組織の組織の整合性を判定するためのアルゴリズムを調節するように更に構成され得る。例えば、前の発射からのデータを利用して、図９６に示すプロセス２１０５０の第１及び／又は第２の閾値を調節することができる。一態様では、「状況認識」の項で上述したように、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題され、２０１８年３月２９日に出願された米国特許出願第１５／９４０，６５４号に記載されるように、外科用器具２１０００は、状況認識システムを実行する外科用ハブ１０６（図１〜図３）と対をなすように構成される場合もある。この態様では、状況認識システムは、外科処置中に手術されている組織のタイプを判定し、それに応じてクランプされる組織の整合性を判定するためのアルゴリズムを調節することができる。別の態様では、外科用器具２１０００は、手術されている組織のタイプを示すユーザ入力を受信し、それに応じて組織の整合性を判定するためのアルゴリズムを調節するように構成される場合もある。例えば、外科用器具２１０００は、ユーザによって入力される組織タイプに従って、図９６に示されるプロセス２１０５０の第１及び／又は第２の閾値を規定値から調節するように構成され得る。
上述の技術により、外科用器具２１０００は、クランプされる組織の損傷を回避し、手術されている組織の特定の特徴にとって不適切であるか、又は理想的ではないジョーの閉鎖速度から生じる動作不良（例えば、成形不良ステープル）を阻止することを可能にする。更に、本明細書に記載される技術は、外科処置の過程において遭遇する組織の特徴に適切に応答する外科用器具の能力を改善する。
組織タイプを判定するための組織の初期接触
不適切な閉鎖速度で組織をクランプすること、又は不適切な閉鎖閾値でクランプすることは、組織への損傷をもたらす（例えば、ジョーが組織に過度に強い力を加えることによって組織が裂かれる場合がある）、及び／又は外科用器具による動作不良をもたらす（例えば、ステープルが発射される際に組織がジョーによって固定されて保持されていないためにステープルが変形され得る）場合がある。したがって、いくつかの態様では、外科用器具は、外科用器具によってクランプされている組織の特徴を検出し、それに応じて閉鎖速度（単数又は複数）、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の動作パラメータを調節するように構成される。更に、各外科処置は、複数の異なる組織タイプ及び／又は異なる特徴を有する組織を含み得る。したがって、いくつかの態様では、外科用器具は、組織がクランプされ、閉鎖速度（単数又は複数）、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の動作パラメータをこれに対応して調節するたびに、組織の特徴を動的に検出するように構成される。
本開示は、少なくとも１つの解決策を提供し、そこでは、外科用器具は、ジョーの表面に対する組織接触の度合い、及び組織と接触する最初の地点におけるジョーの相対位置に従ってクランプされている組織の組織タイプを特徴付けるように構成されている。次いで、ジョーの閉鎖速度及びジョー閉鎖速度を調節するための閾値を検出された組織接触の度合い及び検出されたジョーの位置によって特徴付けられる組織タイプに対して適切なレベルに設定することができる。例えば、外科用器具は、実質組織はより大きな度合いのジョーの表面と接触し、血管と比べて初期接触点においてより大きい角度のジョーが接触するため、実質組織と血管を区別するように構成され得る。次いで、外科用器具は、検出された組織タイプに応じて、ジョーの閉鎖速度及び調節閾値に影響を及ぼすようにモータを制御することができる。
図９５に戻って参照すると、一態様では、外科用器具２１０００は、モータ２１００６、ユーザインターフェース２１０１０、及びセンサ２１００４に連結された制御回路２１００２を含む。モータ２１００６が、エンドエフェクタ２１００８のジョー（例えば、図２５に示される外科用器具１５００１０のアンビル１５０３０６及び／又はチャネル１５０３０２）を、図２６に関して考察したように、第１の、すなわち開放構成と、第２の、すなわち閉鎖構成との間で移行させるように、モータ２１００６は、エンドエフェクタ２１００８に連結される。センサ（単数又は複数）２１００４は、制御回路２１００２がデータ及び／又は信号を受信するように、制御回路２１００２に通信可能に連結され得る。制御回路２１００２は、制御回路２１００２が、例えばセンサ（単数又は複数）２１００４から受信したデータ及び／又は信号に従ってモータ２１００６の動作を制御するように、モータ２１００６に通信可能に連結され得る。
様々な態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、エンドエフェクタ２１００８のジョーの表面に対する組織の物理的接触を検出するように構成され得る。一態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、アンビル及びカートリッジ又はチャネルなどのエンドエフェクタ２１００８の組織接触面に沿って配設された１つ以上の組織接触センサを含むことができる。組織接触センサは、例えば、図７５〜図７９に関連して上記で論じたように、組織がそこに当たるように位置決めされているかどうかを判定するようにそれぞれ構成された、ジョーの表面に沿って連続して配置されたセグメント化回路の複数のセンサ又はセグメントを含むことができる。一態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、図３６〜図３８に関して論じられるように、対向するジョー上に配設された対応する電極からＲＦ信号を受信するようにそれぞれ構成された複数の電極を含む。したがって、制御回路２１００２は、エンドエフェクタ２１００８の長さに沿って連続性試験を実施して、（信号伝送媒体、すなわち、組織は、その対応する電極から信号を受信するために電極の間に配置されなければならないため）組織が、その対応する電極から信号を受信することができる各電極に対応する位置に組織が存在することを判定することができる。別の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、図２４に関して説明されるように、センサ（単数又は複数）２１００４に加えられている力の量を判定するようにそれぞれ構成されている、複数の力反応性変換器を含む。したがって、制御回路２１００２は、組織が、それに対するゼロ以外の力を検出する各力反応性変換器に対応する位置に存在すると判定することができる。他の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、複数のロードセル、圧力センサ、及び／又はそれに対する物理的接触を検出するように構成された他のセンサを含む。力反応性変換器に関する上記の考察と同様に、制御回路２１００２は、組織が、各ロードセル、圧力センサ、及び／又はそれに対するゼロ以外の力を検出する他のセンサに対応する位置に存在すると判定することができる。更に別の態様では、センサ（単数又は複数）２１００４は、図１２、図１８又は図１９に関して論じられるように、モータ２１００６によって引き込まれる電流の量を検出するように構成された電流センサを含む。したがって、制御回路２１００２は、図８３に関して説明されるように（すなわち、ＦＴＣは、ジョーが組織をクランプするときに増加し１５３６１０、１５３６１６、ＦＴＣはモータ電流に対応している）、モータ２１００６によって引き込まれる電流が増加して、ジョーが組織に接触するときにモータ２１００６が被る増加したクランプ負荷を補正し、それに対してクランプ力を及ぼし始めるときに従ってエンドエフェクタ２１００８のジョーが最初に組織に接触する点を判定することができる。上述の様々な態様は、エンドエフェクタ２１００８と、クランプされている組織との初期の接触点及び／又は組織とエンドエフェクタ２１００８との接触の度合いを判定するために、個別に、又は他の態様と組み合わせて利用することができる。
図９９は、本開示の少なくとも１つの態様による、クランプされた組織の生理学的タイプに従って外科用器具を制御するためのプロセス２１２００の論理フロー図を示す。以下のプロセス２１２００の説明においては図９５も参照されたい。図示されるプロセスは、例えば、外科用器具２１０００の制御回路２１００２によって実行され得る。したがって、例示のプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２は、上記で論じられ、図１００Ａ〜図１０１Ｂに描かれる組織接触センサなどのセンサ（単数又は複数）２１００４から組織接触データ及び／又は信号を受信する２１２０２。受信した２１２０２組織接触データ及び／又は信号は、組織がセンサ２１００４の少なくとも１つに接触しているかどうかを示す。したがって、制御回路２１００２は、エンドエフェクタ２１００８とクランプされている組織との初期接触点を判定することができる２１２０４。一態様では、制御回路２１００２は、ジョーのそれぞれに配設されたセンサ２１００４のうちの少なくとも１つが、そこに当たる組織接触を検出するときを検出することによって、初期組織接触が生じるときを判定する２１２０４。
したがって、制御回路２１００２は、初期組織接触点におけるジョーの位置を判定する２１２０６。一態様では、制御回路２１００２は、図７７に関して論じられるように、対向するジョー上に配設された対応する磁気素子の相対位置を検出するように構成された、エンドエフェクタ２１００８のジョーのうちの１つの上に配設されたホール効果センサに通信可能に連結される。したがって、制御回路２１００２は、感知された距離又はそれらの間の間隙に従ってジョーの位置を判定することができる２１２０６。別の態様では、制御回路２１００２は、図２０〜図２１及び図２５に関して論じたように、閉鎖管が第１の位置又は近位位置から第２の又は遠位位置へと駆動されるときにジョーを閉じるように構成された閉鎖管の絶対位置又は相対位置を検出するように構成された位置センサに通信可能に連結される。したがって、制御回路２１００２は、閉鎖管の感知された位置に従ってジョーの位置を判定することができる２１２０６。更に別の態様では、制御回路２１００２は、ジョーの少なくとも１つが配向される角度を検出するように構成された、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからのＴＬＥ５０１２Ｂ ３６０°角度センサなどの角度センサに通信可能に連結される。したがって、制御回路２１００２は、ジョー（単数又は複数）が配向される感知された角度に従ってジョーの位置を判定することができる２１２０６。
したがって、制御回路２１００２は、把持された組織とジョーの組織接触面との接触の度合いを判定する２１２０８。組織接触の程度は、図７９に関して論じられるような組織の存在（又は非存在）を検出したセンサ２１００４の数又は比率に対応することができる。一態様では、制御回路２１００２は、組織の存在を検出しなかったセンサ（単数又は複数）２１００４に対する組織の存在を検出したセンサ（単数又は複数）２１００４の比率に従って、組織接触の程度を判定することができる。
したがって、制御回路２１００２は、判定されたジョーの２１２０６位置及び判定された組織接触の度合い２１２０８に従って、モータ２１００６のための制御パラメータを設定する２１２１０。モータ制御パラメータは、例えば、ジョーを閉じるための時間及び／又は閉鎖閾値を含むことができる。一態様では、制御回路２１００２は、ジョーの特定の位置及び様々なセンサを介して感知された組織接触の特定の度合いに関連付けられたモータ制御パラメータ（例えば、ジョー閉鎖速度及び閉鎖閾値）を読み出すために、メモリ（例えば、ルックアップテーブル）にアクセスするように構成され得る。様々な態様において、制御回路２１００２は、例えば、ジョーが開放位置から閉鎖位置へと移行される速度を調節すること、組織の初期のクランプの後（すなわち、組織クリープ待ち時間）にジョーが休止される時間の長さを調節すること、及び／又はクランプ段階を終えるための安定化閾値を調整することによってジョー閉鎖時間を調節するようにモータ２１００６を制御することができる。様々な態様において、閉鎖閾値（単数又は複数）は、例えば、制御回路２１００２がジョーの閉鎖を駆動するモータ２１００６を停止するか、又は例えば、「組織の整合性を判定するための圧縮率」の項で上記で論じたように、他のアクションをとる、最大の許容可能なＦＴＣエンドエフェクタ２１００８又はＦＴＣに関する変化率（すなわち、ΔＦＴＣ）を含み得る。制御回路２１００２は、次いで、プロセス２１２００によってモータ制御パラメータセット２１２１０に従ってモータ２１２０６を制御することができる。
組織との接触の初期点におけるジョーの位置及び組織との接触の度合いは、把持される組織の厚さ又は幾何学的形状に対応しており、これは組織の生理学的タイプに対応している。したがって、制御回路２１００２は、組織タイプを区別し、次いでモータ２１００６の制御パラメータを適宜設定するように構成され得る２１２１０。例えば、制御回路２１００２は、実質組織又は血管組織がエンドエフェクタ２１００８によって把持されているかどうかを判定し、次いで、検出された組織タイプに適切なモータ制御パラメータを設定する２１２１０ように構成され得る。
いくつかの態様では、ジョーの閉鎖速度は、最大ＦＴＣを維持する、及び／又はΔＦＴＣを特定の閉鎖閾値下で維持するように各組織タイプに対して選択することができ、特定の閉鎖閾値も同様に、各組織タイプに対して選択され得る。一態様では、制御回路２１００２は、ジョーの閉鎖運動が恒久的に停止されないように、最小のクランプ率を設定するように構成され得る。一態様では、制御回路２１００２は、ジョーの閉鎖が少なくとも規定値の速度で進行することを確実にするために最大休止時間を制御するように構成され得る。一態様では、制御回路２１００２は、閉鎖閾値（単数又は複数）を超えたとき、又はそれ以外で外科用器具２１０００の使用中に行き詰まった場合、モータ２１００６を停止する、及び／又はユーザにフィードバックを提供するように構成され得る。
図９９のプロセス２１２００の特定の実施例の工程は、特定の順番又は順序で生じるものとして示されているが、そのような描写は単に例示の目的のためであり特定の工程の特定の順序が上記の説明から明確に必要でない限り、プロセス２１２００の特定の順序は意図されていないことに留意されたい。例えば、プロセス２１２００の他の態様では、制御回路２１００２は、初期接触点におけるジョーの位置を判定する２１２０６の前に、組織接触の度合いを判定することができる２１２０８。
図１００Ａ〜図１０１Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、組織との初期の接触位置と閉鎖位置の両方における、実質組織２１０３０及び血管２１０３２を把持するエンドエフェクタ２１００８の種々の側部立面図を示す。描かれる態様では、エンドエフェクタ２１００８は、アンビル２１０１２と、チャネル２１０１４とを含む、ジョーの組織接触面に沿って配設された複数の組織接触センサ２１０１６を含む。他の態様では、組織接触センサ２１０１６は、外科用器具２１０００のチャネル２１０１４に沿って配設されるのに加えて、又はその代わりにカートリッジ１５０３０４（図２５）に沿って配設されてもよい。簡潔にするために、組織接触センサ２１０１６は、以下の説明ではチャネル２１０１４に沿って配設されるものとして論じられる。しかしながら、本明細書で論じられる概念は、組織接触センサ２１０１６がカートリッジ１５０３０４に沿って配設される態様にも同様に適用されることに留意されたい。組織接触センサ２１０１６は、例えば、上記で論じたように、インピーダンスセンサ、ロードセル、力反応性変換器、及びこれらの組み合わせを含むことができる。組織接触センサ２１０１６は、外科処置における外科用器具２１０００の使用する際の作動センサ２１０１８（すなわち、組織の存在を感知するセンサ）と、非作動センサ２１０２０（すなわち、組織の存在を感知しないセンサ）に視覚的に示すことができる。
図１００Ａ及び図１０１Ａは、それぞれ、実質的に実質組織２１０３０及び血管２１０３２とのエンドエフェクタ２１００８の初期接触点を示す。一態様では、エンドエフェクタ２１００８と組織との間の初期接触点は、アンビル２１０１２及びチャネル２１０１４の両方に少なくとも１つの作動センサ２１０１８が存在する点として定義され得る。上述のように、組織タイプは、ジョー（すなわち、アンビル２１０１２及び／又はチャネル２１０１４）の位置と、組織と組織との初期接触点におけるジョーとの接触の度合いに従って区別することができる。例えば、図１００Ａ及び図１０１Ａは、初期組織接触点においての作動センサ２１０１８の割合に基づいて、どのようにして実質組織２１０３０と血管２１０３２を区別することができるかを示す。すなわち、血管２１０３２をクランプすることは、実質組織２１０３０をクランプするのに対して、作動されるセンサ２１０１８の数がより少なくなることになる。アンビル２１０１２上の作動された組織センサ２１０１８の数と、チャネル２１０１４上の作動された組織センサ２１０１８の数とは、初期組織接触点において等しくなくてもよいことに更に留意されたい。更なる例として、図１００Ａ及び図１０１Ａは、初期組織接触点において、アンビル２１０１２がチャネル２１０１４に対して配向される角度に基づいて、実質組織２１０３０と血管２１０３２をどのように区別することができるかを示す。すなわち、アンビル２１０１２は、実質組織２１０３０との初期接触点において第１の角度θ１で、血管２１０３２との初期接触点において第２の角度θ２で配向される。作動されるセンサ２１０１８の割合の差と、アンビル２１０１２が配向される角度の差を個別に、又は組み合わせて（例えば、図９９に示されるプロセス２１２００によって）利用して、クランプされている組織の生理学的タイプを特徴付け、次いで適切なジョーの閉鎖速度、閉鎖閾値、及び組織タイプに対する他のモータ制御パラメータを設定することができる。
図１００Ｂ及び図１０１Ｂは、エンドエフェクタ２１００８が、実質組織２１０３０及び血管２１０３２をそれぞれ完全にクランプした位置を示している。そこに見ることができるように、エンドエフェクタ２１００８が組織をクランプする際の作動センサ２１０１８及び非作動センサ２１０２０の数又は割合の変化を同様に利用して、組織タイプ及び／又は組織の物理的特徴、組織が圧縮される度合い、及び／又はアンビル２１０１２とチャネル２１０１４との間の距離、並びに様々な他のパラメータを判定することができる。例えば、血管２１０３２は、完全にクランプされたときに実質組織２１０３０よりも大きく変形し、これにより、エンドエフェクタ２１００８が血管２１０３２をクランプする際に、作動されるセンサ２１０１８の数は相対的に大きく変化することになる。いくつかの態様では、制御回路は、エンドエフェクタ２１００８をクランプさせるときに作動されるセンサ２１０１８の数の変化又は変化率に従って、組織タイプ（すなわち、生理学的組織タイプ又は特定の物理的特徴を有す組織）を判定するプロセスを実行することができる。いくつかの態様では、制御回路は、エンドエフェクタ２１００８をクランプさせるときに作動されるセンサ２１０１８の数の変化又は変化率に従って、組織が圧縮及び／又は変形される度合いを判定するプロセスを実行することができる。
外科用器具２１０００が、図９９に記載されたプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を含むいくつかの態様では、ジョー２１０１３が最初に組織に接触していると制御回路２１００２が判定したとき、制御回路２１００２は、ジョーの間の隔たりθ、及び組織とジョーとの間の組織接触の長さ又は度合いＬを検出する、又は測定するように構成され得る。閉鎖閾値（例えば、ＦＴＣ閾値又はΔＦＴＣ閾値）、初期閉鎖速度、及び調節された閉鎖速度（単数又は複数）（すなわち、閉鎖閾値を超えた後にジョー２１０１３が閉鎖される閉鎖速度（単数又は複数））はそれぞれ、θ及びＬの関数であり得る。図１００Ａ〜図１００Ｂに示されるように、第１の組織（例えば、実質組織２１０３０）との初期接触点において、ジョーの隔たりは、θ１と定義することができ、組織接触の度合いは、Ｌ１として定義することができる。図１０１Ａ〜図１０１Ｂに示されるように、第２の組織（例えば、血管２１０３２）との初期接触点において、ジョーの隔たりは、θ２と定義することができ、組織接触の度合いは、Ｌ２として定義することができる。したがって、θ１＞θ２及びＬ１＞Ｌ２であるいくつかの態様では、実質的に実質組織ＦＴＣ閾値ＦＴＣｐ＞血管ＦＴＣ閾値ＦＴＣｖであり、実質組織ΔＦＴＣ閾値ΔＦＴＣｐ＞血管勾配閾値ΔＦＴＣｖ、及び血管初期閉鎖速度ｖＶ１＞実質組織初期閉鎖速度ｖＰ１である。これらの閾値間の機能上の違いは、図１０２〜図１０３に関して以下に更に詳細に論じられる。
図１０２は、本開示の少なくとも１つの態様による、実質組織２１０３０を把持する外科用器具２１０００の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１３０４対時間２１３０８を描く第１のグラフ２１３００、及び閉鎖速度２１３０６対時間２１３０８を描く第２のグラフ２１３０２を示す。第１のグラフ２１３００及び第２のグラフ２１３０２の以下の説明において、図９５及び図９９〜図１００Ｂを参照するべきである。本明細書に記載される例示的な発射は、図９５及び図９９〜図１００Ｂに関連して上記に論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
外科用器具２１０００の第１の発射は、第１の発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第１のＦＴＣ曲線２１３１０と、対応する第１速度曲線２１３１０によって表すことができる。第１の発射は、例えば、外科用器具２１０００、又は図９９に示されるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を含まない外科用器具２１０００の規定値の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１２の閉鎖速度を初期又は規定値の閉鎖速度ｖｄ１に急増させる２１３１８。アンビル２１０１２が開放位置から駆動されると、それは、この特定の発射に関しては実質組織２１０３０であるクランプされた組織と接触する。アンビル２１０１２が時間ｔ０でクランプされている組織に接触すると、ＦＴＣは、時間ｔ１において、初期ＦＴＣ（例えば、ゼロ）からピーク２１３１４まで増加する２１３１２。時間ｔ１において、外科用器具２１０００の制御回路２１００２は、ＦＴＣがＦＴＣ閾値（例えば、組織タイプとは独立した規定値閾値であり得る）に達したか又は超えていることを判定し、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１２の移動を停止させ、閉鎖速度をゼロに低下させる２１３２０。アンビル２１０１２の移動は、持続時間ｐ１の間休止されてもよく、その間、閉鎖速度はゼロに維持される２１３２２。休止中、ＦＴＣは、クランプされた組織が弛緩するにつれて徐々に減少する２１３１６。
外科用器具２１０００の第２の発射は、第２の発射の過程の間の経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第２のＦＴＣ曲線２１３２４と、対応する第１速度曲線２１３２４’によって表すことができる。第１の発射とは対照的に、第２の発射は、例えば、図９９に示すプロセスを実行する制御回路２１００２を含む外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１４の閉鎖速度を急増させる２１３３６。実質組織２１０３０の相対的な厚さ及び／又は幾何学的形状により、組織（すなわち、実質組織２１０３０）とジョー２１０１３との初期接触点は、アンビル２１０１２がモータ２１００６によって駆動され始めた直後に生じる。したがって、図９９に示されるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２は、実質組織２１０３０がクランプされていることをほぼ直ちに判定し、これに対応して、ジョーを閉鎖するための時間、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の閉鎖パラメータを閉鎖プロセスにおける比較的早い時点で設定することが可能である。したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１４の閉鎖速度を、実質組織２１３２０に固有の初期閉鎖速度ｖｐ１まで急増させる２１３３６。
アンビル２１０１２が開放位置から駆動されると、それは、この特定の発射に関しては実質組織２１０３０であるクランプされた組織と接触する。アンビル２１０１２が時間ｔ０でクランプされている組織に接触すると、ＦＴＣは、時間ｔ２において最初のＦＴＣ（例えば、ゼロ）から第１のピーク２１３２８まで増加する２１３２６。ＦＴＣは、第１の発射と比較して、第２の発射ではより時間をかけて増加するが２１３２６、これは、プロセス２１２００を実行する制御回路２１００２が、第２の発射では、クランプされている組織のタイプに適した第１、すなわち初期閉鎖速度ｖｐ１を選択するためであり、これにより、外科用器具２１０００の修正されない発射と比較して、組織に及ぼされる力の量が削減されることに留意されたい。時間ｔ２において、外科用器具２１０００の制御回路２１００２は、ＦＴＣがＦＴＣ閾値ＦＴＣｐに達したか、又はこれを超えたと判定する（制御回路２１００２は、実質組織２１０３０がクランプされていると判定したとき、又はｔ０後に、制御回路２１００２によって設定されている）。実質組織ＦＴＣ閾値ＦＴＣｐは、例えば、実質組織２１０３０に対して安全に又は望ましく及ぼされ得る最大力を表すことができる。したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１２の移動を停止して閉鎖速度をゼロに低下させる２１３３８。アンビル２１０１２の移動は、持続時間ｐ２の間、休止されてもよく、その間、閉鎖速度はゼロに維持される２１３４０。休止中、ＦＴＣは、クランプされた組織が弛緩するにつれて徐々に減少する２１３３０。休止持続時間ｐ２は、実質組織２１０３０に関して制御回路２１００２によって選択される既定値の休止持続時間（例えば、ｐ１）又は閉鎖パラメータと等しくなり得る。
休止持続時間ｐ２が時間ｔ３において経過した後、制御回路２１００２はモータ２１００６に再び関与し、アンビル２１０１２を閉鎖することを再開する。したがって、閉鎖速度は、第２の閉鎖速度ｖｐ２まで増加する２１３４２。いくつかの態様では、実質組織ＦＴＣ閾値ＦＴＣｐを最初に超えた後、制御回路２１００２は、アンビル２１０１２が閉鎖される閉鎖速度を、実質組織２１０３０に特異的な第２の閉鎖速度ｖｐ２まで低下させ、この場合ｖｐ２＜ｖｐ１である。制御回路２１００２は、実質組織ＦＴＣ閾値ＦＴＣｐを超えた後で、より低い速度でアンビル２１０１２を閉鎖するように構成することができ、その理由は、それは、検出された組織タイプについて予測されるよりも、組織に厚みがある、又はそれ以外ではアンビル２１０１２からの閉鎖力に対してより抵抗力があることを示す場合があるためである。したがって、クランプされている組織に対してその後及ぼされる閉鎖力の量を削減しようと試みるために、閉鎖速度を低下させることが望ましい場合がある。
アンビル２１０１２が時間ｔ３で閉鎖を再開すると、ＦＴＣは、時間ｔ４で２１３３２に達するまで再び増加し始め、再び実質組織閾値ＦＴＣｐに達するか又はそれを超える。時間ｔ４において、外科用器具２１０００の制御回路２１００２は、ＦＴＣがＦＴＣ閾値ＦＴＣｐに到達したか又は超えていると判定する。したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６がアンビル２１０１２の移動を停止し、閉鎖速度をゼロに低下させる２１３４６。アンビル２１０１２の移動は、持続時間ｐ３の間、休止されてもよく、その間、閉鎖速度はゼロに維持される２１３４８。休止中、ＦＴＣは、クランプされた組織が弛緩するにつれて徐々に減少する２１３３４。
図１０３は、本開示の少なくとも１つの態様による、血管２１０３２を把持する外科用器具２１０００の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１３５４対時間２１３５８を描く第３のグラフ２１３５０、及び閉鎖速度２１３５６対時間２１３５８を描く第４のグラフ２１３５２を示す。第３のグラフ２１３５０及び第２のグラフ２１３５２の以下の説明において、図９５、図９９、図１０１Ａ〜図１０１Ｂも参照すべきである。本明細書に記載される例示的な発射は、図９５、図９９、図１０１Ａ〜図１０１Ｂに関して上記で論じた概念を実証する目的のためであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
外科用器具２１０００の第３の発射は、第３の発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第３のＦＴＣ曲線２１３６０と、対応する第１の速度曲線２１３６０’とによって表すことができる。第３の発射は、例えば、外科用器具２１０００の規定値発射、又は図９９に描かれるプロセスを実行する制御回路２１００２を含まない外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１２の閉鎖速度を初期又は規定閉鎖速度ｖｄ２に急増させる２１３７０。初期閉鎖速度ｖｄ２は、図１０２の初期閉鎖速度ｖｄ１と等しい場合、又は等しくない場合もある。アンビル２１０１２が開放位置から駆動されるとき、それは、この特定の発射に関しては血管２１０３２であるクランプされた組織と接触する前の一定期間の間移動する。これは、図１０２に描かれるように、外科用器具２１０００が実質組織２１０３０をクランプしている発射とは対照的であることに留意されたい。血管２１０３２は比較的薄いため、アンビル２１０１２は概して、血管２１０３２との初期接触を行う前に一定の距離を移動する必要があり、その一方で、実質組織２１０３２は、血管２１０３２よりも概ね厚いため、アンビル２１０１２はほぼ直ちに血管２１０３２との接触を行う。したがって、組織に接触することなく、アンビル２１０１２が一定期間移動するため、ＦＴＣは最初は平坦である２１３６２。アンビル２１０１２が時間ｔ０において組織に接触すると、ＦＴＣは、初期又は平坦な２１３７６ＦＴＣ（例えば、ゼロ）から、時間ｔ２におけるピーク２１３６６まで増加する２１３６４。時間ｔ２において、外科用器具２１０００の制御回路２１００２は、ＦＴＣがＦＴＣ閾値（例えば、組織タイプとは独立した規定値閾値であり得る）に達したか又は超えていることを判定し、モータ２１００６がアンビル２１０１２の移動を停止して、閉鎖速度をゼロに低下させる２１３７２。アンビル２１０１２の移動は、持続時間ｐ４の間、休止されてもよく、その間、閉鎖速度はゼロに維持される２１３７４。休止中、ＦＴＣは、クランプされた組織が弛緩するにつれて徐々に減少する２１３６８。
外科用器具２１０００の第４の発射は、第２の発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第２のＦＴＣ曲線２１３７５と、対応する第１速度曲線２１３７５’とによって表すことができる。第１の発射とは対照的に、第４の発射は、例えば、図９９に示すプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を含む外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１４の閉鎖速度を急増させる２１３８６。血管２１０３２の相対的な薄さ及び／又は幾何学のために（例えば、実質組織２１０３０と比較して）、組織（すなわち、血管２１０３２）とジョー２１０１３との初期接触点は、アンビル２１０１２がモータ２１００６によって一定期間駆動されるまで発生しない。したがって、図９９に示されるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２は、閉鎖プロセスが一定の期間にわたって実行されるまで、血管２１０３２がクランプされていることを判定し、それに対応して、ジョーを閉鎖する時間、閉鎖閾値（単数又は複数）、及び他の適切な閉鎖パラメータを設定することができない。アンビル２１０１２は、一定の期間にわたって血管２１０３２のより薄い組織に接触せず、よって制御回路２１００２はそれ故、クランプされている組織のタイプを検出することができないため、制御回路２１００２は、アンビル２１０１４の閉鎖速度を規定値速度ｖｄに急増させるように２１３８６モータ２１００６を制御する。
アンビル２１０１２が開放位置から駆動されると、アンビル２１０１２が組織に接触せずに一定期間にわたって移動するため、ＦＴＣは最初は平坦である２１３７６。アンビル２１０１２が時間ｔ０において組織に接触すると、ＦＴＣは初期ＦＴＣ（例えば、ゼロ）から増加する２１３７８。血管２１０３２に接触した後、図９９に示されるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２は、血管２１０３２がクランプされていると判定することができ、それに対応して、ジョーの閉鎖、閉鎖閾値、及び閉鎖プロセスのその時点における他の閉鎖パラメータを設定することができる。時間ｔ１において、制御回路２１００２は、ΔＦＴＣが、ΔＦＴＣ閾値ΔＦＴＣｖに達したか、又はこれを超えたと判定する（制御回路２１００２は、血管２１０３２がクランプされていると判定したとき、ｔ０で又はその後、制御回路２１００２によって設定される）。血管ΔＦＴＣ閾値ΔＦＴＣｖは、例えば、血管２１０３２の組織に安全に又は望ましく及ぼすことができる力の最大変化率を表すことができる。したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、血管２０３２組織に特異的な血管閉鎖速度ｖｖ１まで閉鎖速度を低下させ２１３８８、この場合ｖｖ１＜ｖｄである。
アンビル２１０１２が下部血管閉鎖速度ｖｖ１で前進すると、ＦＴＣは、時間ｔ３においてピークに達するまで２１３８２、これまでより増加する２１３８０。時間ｔ３において、制御回路２１００２は、ＦＴＣが、ＦＴＣ閾値ＦＴＣｖに達したか、又はこれを超えたと判定する（制御回路２１００２は、血管２１０３２がクランプされていると判定したとき、ｔ０で又はその後、制御回路２１００２によって設定される）。血管ＦＴＣ閾値ＦＴＣｖは、例えば、血管２１０３２の組織に安全に又は望ましく加えることができる最大力を表すことができる。したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１２の移動を停止させ、閉鎖速度をゼロに低下させる２１９３２。アンビル２１０１２の移動は、持続時間ｐ５の間休止されてもよく、その間、閉鎖速度はゼロに維持される２１３９４。休止中、ＦＴＣは、クランプされた組織が弛緩するにつれて徐々に減少する２１３８４。休止持続時間ｐ５は、血管２１０３２組織のための制御回路２１００２によって選択される規定値の休止持続時間（例えば、ｐ１）又は閉鎖パラメータと等しくてもよい。
要約すると、図１０２〜図１０３は、外科用器具２１０００が、図９９に示すプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を用いて機能する方法と、それを用いないで機能する異なる方法を強調する。
図１０４は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１４０２及び閉鎖速度２１４０４対時間２１４０６を示す第５のグラフ２１４００を示す。第５のグラフ２１４００の以下の説明では、図９５及び図９９〜図１０１Ｂ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９５及び図９９〜図１０１Ｂに関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
外科用器具２１０００の第５の発射は、第５の発射の過程の間の経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第５のＦＴＣ曲線２１４０８と、対応する第５速度曲線２１４０８’とによって表すことができる。第５の発射は、例えば、図９９に描かれるプロセスを実行する制御回路２１００２を含む外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１４の閉鎖速度を、それが特定の閉鎖速度での横ばい状態になるまで２１４１８急増させる２１４１６。アンビル２１０１２が閉鎖すると、ＦＴＣは、特定の時間にピークに達する２１４１２まで増加する２１４１０。ピーク２１４１２から、組織が完全にクランプされるまでＦＴＣは減少し２１４１４、この時点で、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１２の閉鎖を停止し、閉鎖速度をゼロに低下させる２１４２０。
したがって、第５の発射は、ジョー２１０１３の閉鎖中にＦＴＣ閾値、ΔＦＴＣ閾値、又は任意の他の閉鎖閾値のいずれにも到達しない、又は超えられない、外科用器具２１０００の発射を表す。換言すれば、第５の発射は、ジョー２１０１３の閉鎖中に全ての制御パラメータ内に留まる。したがって、制御回路２１００２は、アンビル２１０１２がアンビル２１０１２の閉鎖速度を調節するか、又はジョー２１０１３の閉鎖中に任意の他の修正アクションをとる。
図１０５は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１４０２及び閉鎖速度２１４０４対時間２１４０６を示す第６のグラフ２１４２２を示す。第６のグラフ２１４２２の以下の説明では、図９５及び図９９〜図１０１Ｂ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９５及び図９９〜図１０１Ｂに関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
外科用器具２１０００の第６の発射は、第６の発射の過程中の経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第６のＦＴＣ曲線２１４２４と、対応する第６速度曲線２１４２４’とによって表すことができる。第６の発射は、例えば、図９９に描かれるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を含む外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１４の閉鎖速度を、それが特定の閉鎖速度に達するまで急増させる２１４３２。アンビル２１０１２が閉鎖すると、ＦＴＣは、特定の時間にピーク２１４２８に達するまで増加する２１４２６。この特定の例では、外科用器具２１０００のオペレータは、その中で組織を再度調節するために、外科用器具２１０００のジョー２１０１３を開放することを選択する。したがって、閉鎖速度は、それが負の閉鎖速度に達するまで低下し２１４３４、このことは、例えば、組織がジョー２１０１３内で再度調節されることを容易にするために、ジョー２１０１３が開放されていることを示す。次いで、閉鎖速度は、ゼロまで戻り２１４３６、ジョー２１０１３は停止する。それに対応して、ジョー２１０１３が組織から解放されると、ＦＴＣはゼロに減少する２１４３０。
図１０６は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射に関する、エンドエフェクタＦＴＣ２１４０２及び閉鎖速度２１４０４対時間２１４０６を示す第７のグラフ２１４３８を示す。第７のグラフ２１４３８の以下の説明では、図９５、及び図９９〜図１０１Ｂ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９５及び図９９〜図１０１Ｂに関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
外科用器具２１０００の第７の発射は、第７の発射の過程の間の経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化を示す、第７のＦＴＣ曲線２１４４０と、対応する第７速度曲線２１４４０’とによって表すことができる。第７の発射は、例えば、図９９に描かれるプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２を含む外科用器具２１０００の発射を表すことができる。外科用器具２１０００の発射が開始されると、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御してアンビル２１０１４をその開放位置から駆動し始め、アンビル２１０１４の閉鎖速度を、第１の閉鎖速度ｖ１へと急増させる２１４５０。アンビル２１０１２が閉鎖すると、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９９に描かれるプロセス２１２００に従って制御回路２１００２によって検出された特定の生理学的組織タイプについて、規定値のΔＦＴＣ閾値又はΔＦＴＣ閾値のいずれかであり得るΔＦＴＣ閾値ΔＦＴＣＴ閾値に到達する、又はそれを超えることを判定する。別の例として、ΔＦＴＣＴは、他の感知されたパラメータに応答して、又は別のアルゴリズムに従って、制御回路２１００２及び／又は外科用器具２１００の別の制御回路によって実行される別のプロセスによって設定することもできる。例えば、ジョー閉鎖が図９９に例示されるプロセス２１２００の動作パラメータ内に進行するが、外科用器具２１０００の別のセンサ及び／又は別のプロセスは、それにもかかわらず、クランプされている組織が、何らかの方法で予想されるパラメータから逸脱する（例えば、組織は、所与の組織タイプについて予想されるよりも厚いか又はより薄い）と判定した場合、この場合、ジョー２１０１３を閉鎖する時間、閉鎖閾値、及びそれに応じた他の制御パラメータを設定する。一実施例では、第２のセンサは、組織が予想されるよりも薄いことを時間ｔ１で検出する。したがって、制御回路２１００２は、新たなΔＦＴＣＴ（この例では、前のΔＦＴＣＴよりも低い）を設定し、制御回路２１００２はその後、その時間ｔ１において到達される、又は超えていると判定する。
したがって、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１２の閉鎖速度を第２の閉鎖速度ｖ２に低下させ２１４５２、この場合ｖ１＞ｖ２である。ｔ１から、閉鎖速度の低下は、ＦＴＣがより遅い速度で増加することになる２１４４４。ＦＴＣは、それがＦＴＣ閾値ＦＴＣＴより下のピーク２１４４６に達するまでを増加し２１４４４、その後減少する。第７の発射が、ｔ１後に全ての閉鎖パラメータ内に留まっているので、閉鎖速度は、組織が完全にクランプされるまで、第２の閉鎖速度ｖ２に維持され２１４５４、制御回路２１００２は、モータ２１００６を制御して、アンビル２１０１２の閉鎖を停止し、閉鎖速度がゼロに低下する２１４５６。
図１０７は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のジョーが組織及び／又はステープルに接触するときを判定するためのインピーダンス２１５０２対時間２１５０４を描くグラフ２１５００を示す。第７のグラフ２１４３８の説明においては図９５も参照されたい。上記で論じたように、エンドエフェクタ２１００８によってクランプされた組織の圧縮の度合いを検出するように構成された、及び／又は組織との初期接触を検出するように構成されたセンサ（単数又は複数）２１００４は、例えば、インピーダンスセンサを含むことができる。インピーダンスセンサ（単数又は複数）によって検出される、組織のインピーダンスのインピーダンス及び／又はインピーダンスの変化率を利用して、クランプされている組織の状態を判定することができる。例えば、検出されたインピーダンスが、開回路状態を示すインピーダンスＺＯＣにおいて横ばい状態２１５０６を有する場合、インピーダンスセンサに連結された制御回路２１００２は、ジョーが開放している及び／又は組織に接触していないと判定することができる。別の例として、検出されたインピーダンスが開回路インピーダンスＺＯＣから最初に減少する際２１５０８、インピーダンスセンサに連結された制御回路２１００２は、組織との初期接触がなされたと判定することができる。別の例として、検出されたインピーダンスが開回路インピーダンスＺＯＣから減少するとき２１５１０、インピーダンス曲線対時間の形状、及び／又は検出されたインピーダンスの変化率を、インピーダンスセンサに連結された制御回路２１００２によって利用して、組織圧縮の速度及び／又は組織が圧縮されている度合いを判定することができる。更に別の例として、検出されたインピーダンスがゼロに低下した場合２１５１２、インピーダンスセンサに連結された制御回路２１００２は、エンドエフェクタ２１００８のジョーが、インピーダンス検出システムを短絡させるステープルと接触していると判定することができる。
術前情報に基づいてエンドエフェクタパラメータを調節するためのシステム
本開示の態様は、外科用器具の制御回路によって実行される閉鎖制御プログラムによって実装される閉鎖閾値及び閉鎖速度の調節のために提示され、この調節は、術前情報に基づいて行われる。閉鎖閾値の調節は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム（１つ以上の外科システム１０２と、明瞭性のためにクラウド１０４と称されるクラウド１０４、２０４などのクラウドベースの分析医療システムとを含む）による状況認識の実行の一例であり得る。例えば、閉鎖閾値は、クラウド１０４から受信された、又は外科用ハブ若しくは外科用器具によって判定された周術期情報に基づいて、患者固有の閉鎖閾値に合わせて調節することができる。本明細書で使用するとき、周術期情報は、術前情報、術中情報、及び術後情報を含む。
術前情報は、外科用器具を用いた外科手術の実施前に受信された情報を指し、術中情報は、外科手術中（例えば、外科手術の１つの工程が実施されている間）に受信された情報を指す。具体的には、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、特にハンドヘルド式インテリジェント外科用器具のための適切なエンドエフェクタ閉鎖閾値及び閉鎖速度アルゴリズムなどのエンドエフェクタ閉鎖パラメータを判定又は推定することができる。そのような推定は、実施される外科処置に関連し、かつ対応する患者に関連するコンテキスト情報に基づくことができる。コンテキスト情報は、周術期情報を含むか、又はその情報に基づいて判定することができる。外科用器具は、外科用器具１１２、６００、７００、７５０、７９０、１５００１０など、本開示に記載される任意の好適な外科用器具であってよい。明確にするために、外科用器具１１２が参照される。
周術期に診断された疾患及び治療などの周術期情報は、外科用器具１１２によって治療されている組織の特性又は特徴に影響を及ぼし得る。例えば、患者は、以前に癌と診断されており、癌を治療するために放射線治療を受けている場合がある。したがって、この周術期情報は、患者の組織が増大した剛性の特徴を有し得ることを示す。しかしながら、現在適用されている閉鎖制御プログラムは、この増大した剛性に対処していない場合がある。したがって、一般的な閉鎖速度アルゴリズムに従って外科処置を実施するための閉鎖制御プログラムを使用することによって、患者の組織の過剰な圧縮により組織への不必要な外傷又は損傷をもたらす可能性がある。加えて、外科手術中に、複数の潜在的な組織のタイプのうちのどの組織タイプが治療されているかを識別するなどによって、術中情報が分析される場合もある。異なるタイプの組織はまた、組織の剛性などの異なる組織の特徴を有する場合もある。したがって、周術期調節の代わりに、又はそれに加えて、術中調節を実施するために周術期情報の変化が使用されてもよい。要するに、閉鎖制御プログラムは、組織タイプ、外科処置、及び既に実施されている外科処置など、周術期情報に応じて、異なる閉鎖速度閾値が適用されるべきであると考える訳ではない。
外科用器具は、外科手術が外科用器具１１２で行われる際の組織タイプ、及びそのような異なる組織タイプの様々な特徴を考慮することが望ましい場合がある。具体的には、外科用器具１１２は、臨床医が外科用器具によって外科手術を実施する前に、並びに外科手術の実行中に、組織タイプ及びその組織タイプの特徴を効果的に判定することが望ましい場合がある。
したがって、一部の態様では、クラウドベースの分析医療システム（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１００）が提供され、この場合、周術期情報は、治療されるべき組織のタイプ及び治療前に治療された組織の特徴を判定するために考慮されてよい。例えば、実施されるべき外科処置及び他の患者情報は、外科処置が実施される前に読み出された周術期情報の事例であり得る。外科手術のこれまでに実施された工程、他の手術履歴、及び組織タイプの変化は、考慮され得る術中情報の例である。一般に、この周術期情報報は、外科用器具１１２のエンドエフェクタパラメータ（例えば、閉鎖変化率及び閉鎖閾値）を判定、推定又は調節するための閉鎖パラメータを示すセンサ信号と共に使用されてもよい。エンドエフェクタは、エンドエフェクタ７０２、１５１６００、１５０３００、１５１３４０、１５２０００、１５２１００、１５２１５０、１５２２００、１５２３００、１５２３５０、１５２４００、１５３４６０、１５３４７０、１５３５０２など、本開示に記載される任意のエンドエフェクタであってもよい。明確にするために、エンドエフェクタ７０２が参照される。
閉鎖速度に関連する状況認識のための周術期情報を分析することは、多くの方法で達成することができる。周術期情報に基づいて、外科用器具の（図１２、図１５、図１７及び図２９Ａ〜図２９Ｂに関連して上記で論じた）制御回路５００、７１０、７６０、１５０７００などの制御回路は、選択された閉鎖制御プログラムで使用される閉鎖変化率及び閉鎖閾値入力を調節することができる。明確にするために、制御回路５００が参照される。制御回路５００はまた、周術期情報に基づいて異なる制御プログラムを選択することもできる。追加的に又は代替的に、外科用ハブ１０６、２０６（明確にするために外科用ハブ１０６と称される）などの外科用ハブは、クラウド１０４又は外科用器具１１２から周術期情報を受信してもよい。例えば、外科用ハブ１０６は、クラウド１０４、又はこれは、（例えば、図２４に示すように）外科用器具１１２の組織接触又は圧力センサに基づいて判定される初期の組織の厚さ測定値から患者の電子医療記録（ＥＭＲ）を受信してもよい。
次いで、外科用ハブ１０６は、受信された周術期情報を分析することができる。この分析に基づいて、次いで、外科用ハブ１０６は、選択された閉鎖制御プログラムで使用される閉鎖変化率及び閉鎖閾値入力を調節するために、外科用器具１１２に信号を送信することができる。外科用ハブ１０６はまた、制御回路が異なる制御プログラムを選択することなどによって、外科用器具１１２に異なる閉鎖制御プログラムを選択するように命令することもできる。異なる制御プログラムの選択は、ハブ１０６から受信した信号、又はハブ１０６から更新された制御プログラムを受信する外科用器具１１２によって受信される信号に基づく場合もある。クラウド１０４はまた、使用される閉鎖速度及び最大閾値を調節するための分析を実施することもできる。具体的には、クラウド１０４のプロセッサは、周術期情報を分析して、例えば、閉鎖制御プログラムへの入力を変更するために、又は外科用器具によって実施されるべき異なる好適な閉鎖制御プログラムを選択するために組織タイプ及び特徴を判定することができる。
このようにして、外科用器具１１２は、好適な閉鎖速度アルゴリズム及び閉鎖最大閾値を適用するように、クラウド１０４によって（例えば、ハブ１０６を介して）命令されてよい。組織タイプ及び特徴は、閉鎖パラメータを示すセンサ信号に基づいて更に判定されてもよい。センサは、組織接触又は圧力センサ、力センサ、モータ電流センサ、位置センサ、負荷センサ、又は上述のセンサ４７２、４７４、４７６、６３０、７３４、７３６、７３８、７４４ａ〜７４４ｅ、７８４、７８８、１５２４０８、１５３１０２、１５３１１２、１５３１１８、１５３１２６、１５３２００、１５３４３８、１５３４４８、１５３４５０ａ、１５３４５０ｂ、１５３４７４などの他の好適なセンサであってもよい。明確にするために、センサ４７４が参照される。センサ４７４は、外科用器具１１２のパラメータを示すセンサ信号を送信するように構成される。組織タイプ及び特徴を判定する前に、一部のタイプの周術期情報をクラウド１０４内に記憶することができる。例えば、患者ＥＭＲは、クラウド１０４のメモリ（例えば、クラウドデータベース）に記憶され得る。一般に、外科用器具１１２、ハブ１０６又はクラウド１０４は、周術期情報を分析して、組織タイプ及び状況認識のための特徴を判定することができる。
したがって、周術期情報に基づいて判定された組織タイプ及び特徴は、使用される閉鎖率及び最大閾値を先んじて調節するために使用されてよい。すなわち、周術期情報を使用して、より有効な閉鎖パラメータ（例えば、エンドエフェクタ７０２パラメータ）を予測し得ることで、外科用器具１１２によって適用される閉鎖制御プログラムが、治療されている組織の患者固有の組織の特徴及びタイプを考慮する閉鎖速度及び閾値を使用することになる。したがって、本明細書に記載される閉鎖速度及び閾値状況認識を使用することにより、外科用器具１１２が、治療されるべき組織を過剰圧縮することなく、調節された閉鎖速度及び閾値を適用することを有利に可能にし得る。過剰な圧縮は、エンドエフェクタ７０２の第１及び第２のジョー部材に基づく場合もある。第１及び第２のジョー部材は、例えば、第１のジョー部材１５２００２、１５２１５２、１５２１５４及び第２のジョー部材１５２２０４、１５２２５４、１５２３０４であってもよい。第１及び第２のジョー部材はまた、アンビル７１６、７６６及びステープルカートリッジ７１８、７６８を指す場合もある。明確にするために、第１のジョー部材は１５２００２と称され、一方、第２のジョー部材は１５２２０４と称される。第１のジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材１５２００４は、第１のジョー部材１５２００２と第２のジョー部材１５２００４との間の距離として画定されるエンドエフェクタ７０２の開口部を画定してもよい。
例えば、エンドエフェクタ７０２の開口部が不必要に小さい場合、不必要な組織損傷又は過剰圧縮からの外傷が生じる可能性がある。このような過剰圧縮を低減又は阻止することは、センサ４７４からの周術期情報及び／又はセンサ信号を使用して調節することによって達成されてよい。また、初期閉鎖パラメータ測定中に加えられる圧縮を、（閉鎖力を測定する）負荷センサ４７４及び（第１のジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材１５２００４の位置を測定する）位置センサ４７４に基づいて最小限に抑えることもできる。一般に、センサ４７４は、外科用器具１１２のエンドエフェクタ７０２によって及ぼされる閉鎖力を測定するように構成されてよい。周術期情報から組織の特徴及びタイプを先んじて推定することに加えて、外科用器具１１２、ハブ１０６及びクラウド１０４のうちの１つ以上は、（図１２に示すように）センサ４７４からの感知された測定値を使用して、必要に応じて加えられる閉鎖力、閉鎖速度、及び閉鎖閾値を検証する、又は更なる調節を行ってもよい。具体的には、接触センサを使用して、変形されていない組織の厚さを判定することができる。また、位置センサ４７４と組み合わせた負荷センサ４７４が、第１のジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材１５２００４のそれぞれの位置に対する適用された閉鎖力に基づいて、組織の厚さを判定するために使用されてもよい。これらの検証又は更なる調節は、術前又は術中に実施することができる。
閉鎖パラメータ状況認識は、継続的に実施されてもよい。したがって、臨床医又は外科医は、エンドエフェクタ７０２の閉鎖パラメータ（例えば、閉鎖制御プログラム）を適切に調節するために（例えば、外科処置の工程が実施されるとき）、周術期情報を継続的に使用してもよい。臨床医履歴（例えば、外科医の日常的な業務）に基づいて、例えば、実施されている外科処置の次の工程が血管組織に関与すると判定された場合、周術期情報を使用してエンドエフェクタ７０２の閉鎖パラメータを調節する場合もある。このような状況では、状況認識外科用器具１１２は、一定の閉鎖変化率で閉鎖力を適用してよい。そのような周術期情報は、エンドエフェクタ７０２の閉鎖パラメータ（例えば、制御プログラムの閉鎖変化率及び閉鎖閾値）を調節するために、外科用器具１１２の閉鎖パラメータを示すセンサ信号と共に使用されてもよい。術中情報などの周術期情報は、患者が放射線療法によって以前に治療されたことを示す場合がある。
この情報に基づいて、制御回路５００は、外科処置の工程全体を通して考慮され得る組織の特徴である、組織の剛性の増加を推定し得る。一実施例では、この増加した組織の剛性は、より適切なエンドエフェクタ７０２の閉鎖パラメータ値に対する調節が達成され得るように、組織の厚さを示すセンサ信号を補うために使用される周術期情報であってもよい。周術期情報はまた、適用される外科処置が、肺葉切除処置であることを示す場合もあり、これは、クラウド１０４内に記憶されたデータから判定され得る。肺葉切除処置の知識に基づいて、治療される（例えば、ステープル留めされる）可能な組織タイプには血管、気管支組織、及び実質組織が含まれることが特定されてよい。
したがって、周術期情報に基づいて、外科用器具１１２によって現在治療されている組織の特有の組織タイプ及び特徴は、組織の治療的な処置の開始前に予測又は推定され得る。例えば、治療情報、診断情報、及び患者情報と併せて、初期の組織の厚さ（現在治療されている組織が最初にエンドエフェクタ７０２に接触したときに測定される）を考慮すると、これまでに照射された実質組織が治療されているという推定を可能にし得る。治療されている組織のタイプ及び特徴は、外科処置を開始する前にコンテキスト上判定れ得るため、外科用器具１１２の制御回路５００によって実装される閉鎖制御プログラムは、治療的な処置が開始する前に、有利に調節され得る（例えば、推定された組織タイプ又は特徴に従って入力パラメータを変更することによって）、又は（例えば、異なる制御プログラムを選択することによって）変更され得る。具体的には、治療されている照射された実質組織の剛性及び脆弱性に対処するために、最大組織閉鎖閾値を低下させてもよい。最大閾値は、適用され得る最大閉鎖力、又は最大の閉鎖変化率を指すことができる。更に、閉鎖制御プログラムの閉鎖アルゴリズムはまた、照射された実質組織の識別に基づいて、より遅い、より保守的な閉鎖速度を適用するように調節される場合もある。
また、外科用器具１１２が、例えば、照射された実質組織に適切なステープル留め用外科用器具１１２であるかどうかを判定することができる。周術期情報が、選択された外科用器具１１２がその意図された使用に適していないことを示す場合、警告が生成され得る。例えば、現在治療されている組織が気管支組織であり、不適切な血管ステープル留め外科用器具１１２が選択されていることが周術期情報に基づいて推定され得る場合、臨床医に対して警告が生成される。一般に、外科用器具１１２は、外科用器具のタイプと周術期情報とセンサ信号との間の、判定、予測又は推定された不一致に基づいて警報を生成してもよい。更に、上記で論じたように、術中情報はまた、外科処置全体の中で調節に使用され得る。例えば、全体的の処置手術における現在の工程は、硬い気管支組織を治療する場合があり、これは典型的には、より遅い閉鎖速度になるであろう。更に、初期調節の後に更なる調節を行うこともできる。具体的には、追加の術中情報（例えば、感知された情報）が分析され、現在適用されている閉鎖アルゴリズムに適用される閉鎖するための力が修正又は調節されるべきと推定されたとき、より遅い閉鎖速度をより速い閉鎖速度に調節するように、手術中に更なる調節を行うことができる。このような調節はまた、特定の状況では手術後に行われる場合もある。
したがって、閉鎖速度及び閾値は、治療的な処置の開始前又は治療的な処置中に、判定された組織タイプ、組織の特徴、及び周術期情報に基づいて有益に調節され得る。したがって、この調節は、過剰な歪みに起因する組織損傷を有利に回避又は最小化し、ステープル留め外科用器具１１２からのステープルの適切な形成を容易にすることができる。
図１０８及び図１０９は、本開示の様々な態様による、周術期情報に基づいて使用され得る様々なエンドエフェクタ閉鎖閾値関数を示すグラフ２２０００と、調節されたエンドエフェクタ閉鎖制御アルゴリズムを示すグラフ２２１００である。グラフ２２１００は、グラフ２２０００を考慮して拡大されている。図１０８及び図１０９では、エンドエフェクタ７０２に適用されるクランプ力として理解することができるクランプ又は閉鎖する力（ＦＴＣ）が、グラフ２２０００、２２１００のｙ軸２２００２、２２１０２上に示されている。外科サイクルの経過した時間又はそれにわたる時間は、ｘ軸２２００４、２２１０４上に示される。図１０８のｘ軸２２００４は、例えば、サイクルが１３秒にわたることを示す。対照的に、図１０９のｘ軸２２１０４は２秒未満である。図１０８に示されるように、規定値の普遍的組織閉鎖閾値関数（ＦＴＣｄ２２００６として示される）が、一般的な外科処置で使用される外科用器具１１２のエンドエフェクタ７０２の閉鎖を制御するために適用されてよい。
規定値のＦＴＣｄ２２００６よりも保守的な他の閾値もグラフ２２０００、２２１００に示されている。しかしながら、これより保守的でない閾値を使用することもできる。ＦＴＣＬ１２２００８及びＦＴＣＬ２２２０１０によって表されるように、より保守的な閉鎖閾値は、規定値の閉鎖力機能に対して外科用器具の閉鎖力を低減するために使用可能である。ＦＴＣＬ１２２００８及びＦＴＣＬ２２２０１０は、外科用器具１１２、ハブ１０６又はクラウド１０４のメモリに記憶される閾値であり得る。追加的に又は代替的に、ＦＴＣｄ２２００６は、外科用サイクル中の好適な時点で動的に調節され得る。動的調節は、制御回路５００、対応するハブ１０６又はクラウド１０４によって実施され得る。また、グラフ２２０００、２２１００は、異なる閉鎖閾値関数ＦＴＣｄ、ＦＴＣＬ１、及びＦＴＣＬ２２２００６、２２００８、２２０１０の対応する勾配を示す。閉鎖閾値は、対応する外科サイクルにおける時間の関数として変化し得るため、閉鎖閾値の勾配は、外科サイクルの間全体にわたって一定であるか、又は必要に応じて変化する場合もある。
換言すれば、特定の閉鎖閾値関数によって定義される瞬間的な変化率は、外科サイクルにおける異なる時間の範囲の間で異なってもよい。例えば、特定の閉鎖閾値関数は、外科サイクルの開始時の比較的遅い増加率及び外科サイクルの真ん中あたりの比較的速い増加率を定義してよい。閉鎖閾値関数ΔＦＴＣｄ２２１０６、ΔＦＴＣＬ１２２１０８及びΔＦＴＣＬ２２２１１０は、関数ＦＴＣｄ２２００６、Ｌ１２２００８及びＦＴＣＬ２２２０１０の図で変倍されており、閉鎖閾値関数の対応する勾配を示している。図１０９の態様では、勾配は一定であるが、勾配は適宜変化し得ることが分かる。閉鎖変化率は、選択される閉鎖閾値関数に従って調節され得る。調節の一例が、図１０８及び図１０９の「ｘ」によって例示され、グラフ２２１００を考慮すると変倍されたより大きなサイズで示されている。この例では、ライン２２０１２、２２１１２によって表されるような閉鎖変化率は、ΔＦＴＣＬ２２２１１０を超えないように調節される。
一態様では、外科用器具１１２のモータ４８２、７０４ａ〜７０４ｅ、７５４、１５００８２、１５０７１４などのモータは、エンドエフェクタ７０２の第２のジョー部材１５２００４に対して第１のジョー部材１５２００２を移動させることができる。明確にするために、モータ４８２が参照される。モータ４８２は、ライン２２０１２、２２１１２によって表されるような閉鎖変化率に従って、及び選択された閉鎖閾値に従ってエンドエフェクタ７０２を移動させる、又は閉鎖してもよい。この目的のために、制御回路５００は、モータ４８２によって引き込まれた電流を調節して、選択された閾値に基づいてモータ４８２の速度又はトルクを変化させてもよい。例えば、グラフ２２０００、２２１００は、外科用器具１１２の閉鎖変化率パラメータを選択された閾値ＦＴＣＬ２２２０１０内に留まるように変化させるように、制御回路５００が時点「ｘ」（グラフに示すように）でモータ４８２をどのように調節し得るかを示している。患者固有の閾値であり得るＦＴＣＬ２２２０１０は、周術期情報に基づいて選択及び判定もよい。
グラフ２２０００、２２１００に示されるＦＴＣ閾値２２００６、２２００８、２２０１０は、制御回路５００によって実行される異なる又は同一の閉鎖制御プログラムのパラメータであってもよい。これらの閉鎖制御プログラムは、外科用器具１１２のメモリにローカルに記憶されてもよく、又はハブ１０６又はクラウド１０４上にリモートに記憶されてもよい。一般に、閉鎖閾値関数は、そのサイクルにおける任意の時点に関して、瞬間的に適用可能な閉鎖閾値が示されるように、閉鎖閾値がサイクルにおける時間の関数としてどのように変化するかを定義する。閉鎖閾値は、例えば、エンドエフェクタのジョーを閉鎖するために適用され得る最大閉鎖力、又は使用される閉鎖力の最大変化率を定義することができる。図１０８は、使用される閉鎖力の最大変化率として閾値を使用することを示す。グラフ２２０００、２２１００上の選択された時点で、ｘ軸２２００４、２２１０４上の時間及びｙ軸２２００２、２２１０２上のＦＴＣに対してプロットされたライン２２０１２、２２１１２は、時間内のその時点でジョー１５２００２、１５２００４を閉鎖するために適用される瞬間的な力を示す。
ライン２２０１２によって示されるように、適用される力は時間ゼロから時間ｔ１まで経時的に増加し、その後増加率はゼロになり、次いで力を減少させる一定の比率に達する。時間ｔ２の少し前は、減少率は非常に急である。時間ｔ２の後、ジョーを閉じるために適用される力は、ゼロ比率に移行し始め、その後、ゼロ以外の比率で減少する。グラフ２２１００のライン２２１１２によって示されるように、ジョー１５２００２、１５２００４を閉鎖するための適用される閉鎖力は、時間ゼロから０．５秒のわずかに前まで増加する（ｘ軸２２１０４上に示される）。グラフ２２１００上の「ｘ」に対応する時間において、制御回路５００は、閉鎖の増加率が減少するように、選択された閉鎖アルゴリズムを調節するようにモータ４８２を調節してもよい。このようにして、モータ４８２は、選択された患者固有の閾値ΔＦＴＣＬ２２２１１０内に留まるように制御回路５００によって制御され得る。加えて、グラフ２２１００に示されるように、「ｘ」に対応する時間の後は、適用される閉鎖力のよりゆっくりとした増加率は一定の比率になる。
一態様では、適用されるＦＴＣの同一の全体量が、外科サイクル中に適用されてもよい。しかしながら、エンドエフェクタを閉鎖するために適用される力は、必要に応じて、より段階的に又は即座に加えられてもよい。これは、ライン２２０１２、２２１１２などの閉鎖変化率によって表される変化率によって示される。図１０９は、３つの図示した閾値ΔＦＴＣｄ２２１０６、ΔＦＴＣＬ１２２１０８及びΔＦＴＣＬ２２２１１０のそれぞれを、ＦＴＣｄ２２００６、ＦＴＣＬ１２２００８及びＦＴＣＬ２２２０１０の図で変倍されるように示しており、一部の態様では、ΔＦＴＣｄ２２１０６、ΔＦＴＣＬ１２２１０８及びΔＦＴＣＬ２２２１１０は、異なる閉鎖閾値関数を表す。換言すれば、制御回路５００は、閾値ＦＴＣｄ２２００６、ＦＴＣＬ１２２００８及びＦＴＣＬ２２２０１０のいずれか１つから、閾値ΔＦＴＣｄ２２１０６、ΔＦＴＣＬ１２２１０８及びΔＦＴＣＬ２２２１１０に調節してよく、これらはこの状況において完全に異なる閾値である。
上述のように、閉鎖閾値関数の勾配は、１回の外科サイクル中に変化することが可能である。そのような状況において、動的勾配は、外科サイクル全体にわたって一貫して又は個別に調節され得る。一般に、閉鎖閾値パラメータの調節は、現在の閉鎖制御プログラムのパラメータを（例えば、制御回路５００によって実装されている閉鎖閾値関数を直接変更する制御回路５００によって）変更する、又は全体的に新たな閉鎖制御プログラムに切り替えることによって達成され得る。切り替え又は調節は、周術期情報に基づいて、制御回路５００、ハブ１０６又はクラウド１０４によって実施される場合もある。例えば、制御回路５００は、現在の制御プログラムから、クラウド１０４から受信した第２の閉鎖制御プログラムに切り替えることができる。第２の閉鎖制御プログラムはまた、クラウド１０４からハブ１０６に送信される場合もある。
上述したように、組織を治療するために使用される外科用器具１１２のうちの１つ以上を使用して、現在治療的に処置されている組織のタイプ及び特徴を判定する、推定する、又は予測するために、対応するハブ１０６及びクラウド１０４を使用して、周術期情報を受信する、推定する又は判定することができる。これらの閉鎖状況認識推定及び予測は、閉鎖変化率閾値を調節するのに有用である。したがって、ＦＴＣｄ２２００６、ΔＦＴＣｄ２２１０６に加えて、グラフ２２０００、２１０００は、例えば、外科用器具１１２によって使用される閉鎖アルゴリズムが自動的に組み込むことができる、例えば、第２の組織閉鎖変化率閾値関数ＦＴＣＬ１２２００８、ΔＦＴＣＬ１２２１０８も示す。すなわち、外科用器具１１２は、入力を現在の閉鎖制御プログラムに合わせて調節するか、又は制御回路５００によって実行される異なる制御プログラムに合わせて調節することができる。例えば、状況認識外科用ハブ１０６は、現在適用されている外科処置が胸腔内にある標的領域に基づく肺外科処置であると判定することができる。次に、胸腔が、例えば、手術室で使用される別の装置からの通気出力に基づいて標的領域として推定され得る。よって、治療される組織タイプは、肺組織であると判定される。したがって、外科用器具１１２は、これまでに使用された閾値ＦＴＣｄ２２００６、２２１０６からの肺組織に対する規定値の閉鎖閾値関数ＦＴＣＬ１２２００８、２２１０８を使用するように調節することができる。このような調節は、ｙ軸２２００４、２２１０４にまたがる外科サイクル中に行われてよい。
例えば、状況認識外科用ハブ１０６は、患者の肺が比較的脆い組織を含むことを予測し得る。したがって、図１０８及び図１０９に示されるように、閉鎖閾値関数は、より低いＦＴＣ閾値関数に調節され得る。閉鎖閾値は、例えば、エンドエフェクタによって加えられる最大許容ＦＴＣ値、又は最大許容ＦＴＣ変化率であり得る。肺組織の比較的高い剛性の推定が、他の周術期情報によって確認されてよい。例えば、クラウド１０４内に記憶された患者のＥＭＲを分析して、患者が癌と以前に診断されており、放射線治療を受けていると判定する場合がある。この種の術前情報を使用して、肺組織の組織の特徴が、相対的に高い剛性及び有意な液体含有量（例えば、組織内の水の割合）を含むことを推定し得る。
初期予測を確認することに加えて、周術期情報を使用して、不正確な初期予測に適応することもできる。例えば、外科用器具１１２は、組織が実際よりも柔軟であるという誤った仮定に基づいて、次善の閉鎖アルゴリズムを適用する場合がある。このような状況では、患者履歴の術前情報が、誤った仮定に対する補正の一部として使用されてもよい。一般に、周術期情報は、閉鎖パラメータを示すセンサ信号と併せて使用されてよい。有利には、周術期情報は、センサ信号に基づいて判定された初期閉鎖アルゴリズムを確認することができ、又は初期閉鎖アルゴリズムを異なるより適した閉鎖アルゴリズムに調節するために使用される場合もある。例えば、センサ信号は、感知された適用された閉鎖力とエンドエフェクタ７０２の開口位置（例えば、第２のジョー１５２００４に対する第１のジョー１５２００２の位置）の関係を示すことができる。このような信号は、組織の剛性を判定するために使用することができ、外科手術の前又は外科手術中に閉鎖アルゴリズムを調節するために、他の周術期情報と併せて使用される場合もある。
したがって、図１０８及び図１０９のグラフ２２０００、２２１００は、患者固有の組織の特徴に基づいて、規定値の肺組織閾値関数ＦＴＣＬ１が更に調節され得ることを示す。図１０８及び図１０９に示されるように、外科用器具は、例えば、患者の固有の周術期情報に基づいて、閾値関数ＦＴＣＬ１２２００８からＦＴＣＬ２２２０１０又はＦＴＣｄ２２００６に更に調節することができる。したがって、調節は、外科処置が開始する前に、又は外科処置中に行われる場合がある。更に、調節は、ＦＴＣｄ２２００６からＦＴＣＬ２２２０１０、又は閾値関数ＦＴＣＬ２２２０１０からなされてもよく、又は閾値関数ＦＴＣＬ２２２０１０が単純に直接実装される場合もある。周術期情報に基づいて、利用可能な閉鎖閾値関数のいずれにおける調節も可能である。
図１０８及び図１０９は、より低い閾値に対する調節、より高い閾値への調節も可能である。図１０８及び図１０９に示される閾値関数は、特定の閉鎖制御プログラムによって実装され得る特定の制御プロセスに対応し得る。あるいは、制御プロセスは、異なる閉鎖制御プログラムに対応することもできる。制御回路５００は、例えば、選択された閉鎖制御アルゴリズム自体を直接変更するか、又は異なる閉鎖制御アルゴリズムに切り替えてもよい。すなわち、例えば、特定の閉鎖制御アルゴリズムの閉鎖閾値関数、又はライン２２０１２、２２１１２によって表される特定の適用された閉鎖変化率に関する閉鎖閾値関数は修正されてよい。閉鎖閾値関数の修正は、周術期情報に基づいて外科処置中に実施することができる。また、閾値関数は、時間の他の、又は時間に加えて何らかの更に他のパラメータの関数、例えば使用されるステープルサイズなどであってもよい。
追加的に又は代替的に、閉鎖の調節は単に、入力を閉鎖閾値関数に合わせて調節するだけでよい。例えば、組織の厚さなどの組織の特徴が閉鎖閾値関数に対する入力である場合、周術期情報を使用して、予測される又は推定される組織の厚さの入力に従って出力閉鎖閾値が修正されるように、予測により、又は推定により入力修正してもよい。したがって、適用される閉鎖閾値関数は周術期情報に基づいて修正され得る。上記で論じたように、適用される閉鎖閾値関数は、適用される閉鎖制御アルゴリズムによって定義される。また、適用されるＦＴＣ又は閉鎖力ライン２２０１２、２２１１２は、周術期情報に基づいて調節され得る。
一態様では、ＦＴＣ又は閉鎖力ライン２２０１２、２２１１２は、制御回路５００によって実行される対応する閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータを表す。ＦＴＣライン２２０１２、２２１１２はまた、適用される閉鎖制御アルゴリズムによっても定義される。一態様では、適用される閉鎖力は、図１０８及び図１０９における「ｘ」によって示されるように、実施されている外科処置のサイクル中に動的に調節され得る。この動的調節はまた、状況認識の適用であってもよい。換言すれば、外科処置における閾値又は閾値関数に対する調節を推定又は予測するために、周術期情報を取り入れてもよい。このようにして、図１０８及び図１０９に示されるように、図１０８及び図１０９に表示される「ｘ」に対応する時間又は複数の時間で、適用されるＦＴＣは、対応する瞬間的な閉鎖閾値内に留まるように調節又は修正される。要するに、適用される閉鎖制御アルゴリズムは、閉鎖閾値関数及び閉鎖変化率の両方を含むことができ、それらの両方とも周術期情報に基づいて調節され得る。
一般に、異なる閉鎖閾値又は異なる閉鎖閾値関数に対する調節は、治療されている組織の判定された、推定された又は予測された特徴又はタイプに基づいて実施されてよい。上記で論じたように、組織の特徴又はタイプは、周術期情報に基づいて判定する、推定する、又は予測することができる。別の閉鎖閾値に対する調節は、外科用器具１１２のモータ４８２によって生成される最大トルク、又はモータ速度の変化率に対して最大閾値を調節するものとして理解され得る。周術期情報の様々な例を使用して、組織タイプ又は組織の特徴を判定する、推定する又は予測することができる。例えば、組織の水分量、筋肉特性、及び脈管構造は、適用される閉鎖速度アルゴリズム（閉鎖閾値を含む）に影響を及ぼし得る。一態様では、これらの特性、並びに他の組織タイプ及び組織の特徴的特性は、規定値の閉鎖閾値ＦＴＣＤ２２００６又は任意の他の初期閉鎖制御プログラムパラメータを判定するために使用される。
したがって、高度な脈管構造は、比較的低い勾配を有する規定値の閉鎖閾値関数を推定するのに使用される組織の特徴であり得る。初期制御プログラムパラメータを判定することに加えて、適用されている外科処置及び手術履歴（例えば、処置の手術工程に対して処置を実施する臨床医の典型的なルーチン）などの術前情報が使用されて、高いヘモグロビン含有量を有する血管組織が標的化されていることを推定した場合、このとき、外科用器具によって適用される閉鎖変化率は、より遅くなるように調節され得る。したがって、これらの特性を使用して、制御プログラムパラメータを術前及び術中に判定することができる。また、周術期情報は、好適な血管用ステープラが血管組織に対する処置に使用されていることを確認するために使用される場合もある。
図１１０は、本開示の一態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００によって閉鎖速度アルゴリズムを調節する一態様のフロー図２２２００である。工程２２２０２において、現在の閉鎖アルゴリズムが判定される。これは、外科用器具１１２の制御回路５００によって現在実行されている閉鎖制御プログラムを判定することを指してよい。図１０８及び図１０９に関連して上述したように、現在の閉鎖アルゴリズム又は制御プログラムは、閉鎖閾値関数（例えば、閉鎖閾値パラメータ）及び適用される閉鎖力（ＦＴＣ）関数（例えば、閉鎖変化率パラメータ）を含んでもよい。フロー図２２２００は、工程２２２０４に進み、ここで、術前情報が受信され、分析される。上記で論じたように、術前情報は、組織接触センサ４７４に基づいた初期の組織の厚さ、以前の診断及び治療を含む（例えば、ハブ又はクラウドに記憶された患者情報ＥＭＲ記録上にリストにされた）患者履歴、外科医の典型的な手術ルーチンなどの臨床医履歴、識別された外科用器具、及び関連する材料、並びに識別された現在の外科処置を含んでもよい。この術前情報は、工程２２２０６で組織タイプ又は組織の特徴を判定する、推定する又は予測するために使用することができる。
例えば、組織接触センサ４７４によって測定される変形前の初期の組織の厚さは、初期閉鎖アルゴリズムを判定するために使用され得る。肺の問題の患者履歴などの術前情報を使用して、実施されている現在の外科処置が胸部処置であり、組織タイプが肺組織であることを判定する場合がある。この術前情報は、初期閉鎖アルゴリズムに対する調節を判定するために更に使用され得る。追加的に又は代替的に、非治療的（又は準非治療的）初期の組織圧縮測定値と閉鎖部材の位置測定値（例えば、エンドエフェクタの第１及び第２のジョーの位置）を術前情報と併せて使用することもできる。手術室内の通気装置から受信した通気の術前情報を更に使用して、現在の処置が胸郭であることを推定することができる。他の術前情報もまた、実施されている特定の胸部処置を更に予測するために使用され得る。例えば、患者が癌であることを示す、クラウド内の患者ＥＭＲ記録に基づいて、胸部処置が肺葉切除であり、肺葉内の癌組織を切除することができることが工程２２２０６で推定され得る。
更に、患者ＥＭＲ記録は、患者が癌に対する放射線治療を以前に受けたことを患者履歴が示すことを更に示すことができる。このような状況では、照射された肺組織は硬いであろうが、例えば、外科用器具１１２による単極ＲＦエネルギーの印加を受けやすいことが推定又は予測され得る。これは、推定される組織の特徴の一例である。また、肺葉切除が実施されていることの推定はまた、外科用器具１１２によるステープル留めが可能な組織が血管（ＰＡ／ＰＶ）、気管支、及び実質組織を含むと判定する場合もある。工程２２２０８において、術前情報に基づいて、現在の閉鎖アルゴリズムに対する調節を判定し、適用する。上記で論じたように、閉鎖閾値及び適用されるＦＴＣは、組織タイプ及び組織の特徴に基づいて調節されてもよい。例えば、高い組織の剛性は、（例えば、ＦＴＣライン２２０１２、２２１１２によって表されるような）適用されるＦＴＣのより保守的な変化率並びに（例えばＦＴＣＬ２２２０１０及びΔＦＴＣＬ２２２１１０によって表されるような）より低い最大閾値を一般に出力する閉鎖閾値を必要とする場合がある。
最大閾値は、第１及び第２のジョー部材１５２００２、１５２００４が外科用器具１１２に対してステープルを発射するのに十分な位置にある閾値を示してもよい。比較的厚い組織は、例えば、よりゆっくりとした閉鎖力の変化率に対応してよく、また、例えば、概してより高い最大閉鎖閾値に対応し得る。また、組織タイプ又は構造は、工程２２２０８で他の閉鎖アルゴリズムの調節を特定するために判定された外科処置及び臨床医履歴に基づいて推定される場合もある。例えば、治療している外科医の臨床医履歴は、最初に血管を治療する事例を示してもよい。組織タイプ及び構造は、高い血中含量（すなわち、高脈管構造）を有する血管肺組織であると推定され得る。この推定された組織タイプ及び特性の情報に基づいて、よりゆっくりと適用されるＦＴＣ変化率に対する調節が有益であると判定することができる。要約すると、工程２２２０８において、推定される情報に基づいて、現在の閉鎖アルゴリズムに対する調節を判定し、適用する。したがって、現在の外科手術は、調節された現在の閉鎖アルゴリズムを使用する外科用器具１１２によって実施され得る。
フロー図２２２００は次に、判定動作２２２１０に進み、この判定動作２２２１０で、識別された外科処置の任意の工程が残っているかどうかが判定される。工程残っていない（すなわち、判定動作２２２１０に対する回答が「いいえ」である）場合、フロー図２２２００は、一部の態様では終了する。しかしながら、判定動作２２２１０に対する回答が「はい」である場合、外科処置の更なる工程が残っている。したがって、フロー図２２２００の現在の状態は、手術中である。この場合、フロー図は工程２２２１２に進み、術中情報を受信し、分析することができる。例えば、術中情報は、外科処置のこの工程において治療された組織タイプが実質組織であることを示し得る。具体的には、組織は、例えば、臨床医履歴に基づいて実質組織であると推定され得る。この推定は、組織接触センサ４７４の測定値、及び負荷センサ４７４と閉鎖部材位置の測定値と併せて行われ得る。更に、臨床医履歴は、単極ＲＦエネルギー外科用器具を用いて切開した後、治療している外科医が、肺亀裂（肺の実質組織を覆うために内側に折り畳まれる内臓ひだの二重折り）を型どおりに完了することを示してもよい。このような状況では、以前に完了した単極ＲＦ切開に基づいて、外科処置の現在の工程が肺の実質組織であることが推定されてよい。
加えて、外科用ハブ１０６は、使用される外科用器具１１２が、例えば、実質組織に発射するための適切なステープラであるかどうかを判定してもよい。初期組織接触センサ４７４の測定値は、エンドエフェクタ７０２が完全に開いているとき（最大ジョー開口部で）、第１及び第２のジョー部材１５２００２、１５２００４の長さに接触する組織に基づいて、組織が比較的厚いことを示してもよく、このことは実質組織と一致し得る。更に、ジョー開口曲線と比較して閉鎖部によって表されるような閉鎖部材位置測定値に対する負荷センサ４７４は、比較的高い組織の剛性を示し得る。このような剛性の特性は、照射された実質組織と一致することができ、これは、クラウド内の患者ＥＭＲデータを参照することによって確認することができる予測である。このようにして、例えば工程２２２１２では、センサ信号と周術期情報を併せて使用することができる。
この受信及び分析された術中情報に基づいて、判定動作２２２１４において、更なる調節が必要であると判定することができる。一方、判定動作２２２１４で回答が「いいえ」の場合、フロー図は判定動作２２２１０に戻る。判定動作２２２１４における回答が「はい」であるとき、組織タイプ及び組織の特徴は、工程２２２０６で上述したものと同様に、実質組織の組織構造及び剛性の特性を判定するなどと推定される。続いて、工程２２２０８において、現在適用されている閉鎖アルゴリズムの調節を判定し、適用することができる。具体的には、硬く脆い実質組織が治療されていることの推定は、適用される閉鎖力のよりゆっくりとした、より保守的な変化率への調節を生じることができる。
したがって、現在の閉鎖アルゴリズムは、閉鎖閾値及び変化率を最小化するアルゴリズムに調節され得る。すなわち、調節された閾値は、最大閉鎖力閾値の低減、閉鎖力のより緩やかな変化率、閉鎖力閾値の変化率の低減、又は上記のいくつかの組み合わせ若しくは部分的組み合わせを有し得る。臨床医が不注意に閉鎖閾値を超える状況では、例えば、待機時間を設けることができる。閉鎖閾値を超えると、組織又は圧縮されている材料が、例えば、ステープルを発射するために厚すぎることを示す場合がある、この待機時間が必要であり得る。したがって、待機時間は、エンドエフェクタ７０２内のいくつかの組織材料又は流体が排出する又は退出することを可能にし得る。好適な待ち時間の際、組織は適切に圧縮されて、ステープル留め外科用器具１１２がステープルを発射できるように適切なエンドエフェクタ７０２の構成を達成することができると判定される。調節された閉鎖アルゴリズムはより保守的であるため、長い待機時間が使用され得る。しかしながら、臨床医は、外科用器具１１２上のより迅速なクランププロトコルの使用を手動で選択することによって、この長い待機時間又は保守的な調節された閉鎖アルゴリズムをオーバーライドすることが可能であり得る。
工程２２２０８において、この修正された閉鎖アルゴリズムを実質組織に適用すると、フロー図は再び判定動作２２２１０に進む。ここで、外科処置の残りの工程が存在するため、回答は再び「はい」であってもよい。例えば、肺葉切除処置は、次いで、血管ステープル留め工程に進むことができる。ここでも、工程２２２１２において、術中情報を受信し、分析する。例えば、外科用ハブは、臨床医が血管ステープラ外科用器具を選択したことを判定することができる。また、組織接触センサ４７４からの初期測定は、組織接触が閉鎖中にほとんど直ちに起こることを示し得る。加えて、組織接触は、血管ステープラ１１２の小さい領域を包含するように決定されてもよく、ステープラ１１２の遠位側に境界画定されてもよい。負荷センサ４７４の測定値はまた、適合性組織構造を示す場合もある。更に、組織は、肺血管と一致し得る比較的低い剛性を有し得ることが推定され得る。更に、臨床医履歴は、治療している外科医が、肺亀裂を完了した後の工程として、血管用の血管ステープラ１１２を使用することを示し得る。したがって、術中情報は、例えば、閉鎖パラメータセンサ信号と共に、組織タイプ及び組織の特徴を推定するために使用されてもよい。具体的には、血管組織は、選択された血管用ステープラ１１２の特定の特性に基づいて治療されることが予測され得る。初期組織接触及び負荷センサ４７４の測定値は、例えば、この初期予測を確認することができる。
その結果、更なる調節が必要であることを判定動作２２２１４で判定することができ、これによりフロー図２２２００は工程２２２０６に進む。工程２２２０６において、組織は、比較的低い組織の厚さ及び剛性を有する血管組織であると推定され得る。したがって、フロー図２２２００は工程２２２０８に進み、ここで、以前に適用された保守的な閉鎖アルゴリズムが、通常の閉鎖アルゴリズムに調節される。通常の閉鎖アルゴリズムは、一定の閉鎖変化率を含んでもよい。また、閉鎖閾値は、実質組織の制御アルゴリズムで使用される閾値よりも高くてもよい。換言すれば、通常の閉鎖アルゴリズムは、より高い最大適用閉鎖力に達することができ、閉鎖変化率は、実質組織の場合よりも速くてもよい。外科用器具はまた、特定の色を表示する発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータなどの好適なインジケータを介して、通常の閉鎖アルゴリズムへの調節を臨床医に通知することができる。別の例では、工程２２２０６において、患者が完全な肺亀裂を有することを判定することができる。したがって、外科処置においてまだ行われている実質組織のステープル発射は存在しない。この判定に応答して、外科用器具は、外科用器具のディスプレイを介して、この推定が正しいことを確認するように臨床医に促すことができる。臨床医は次に、外科処置のこの工程又は段階のための適切な閉鎖制御アルゴリズムを手動で選択することができる。追加的に又は代替的に、外科用器具１１２は、工程２２２０６で実施された推定が最終的でなくてもよいため、保守的な閉鎖アルゴリズムに対する規定値であってもよい。いずれの場合でも、調節された閉鎖アルゴリズムは、工程２２２０８で適用される。
肺葉切除処置例の説明を続けると、フロー図は判定動作２２２１０に進む。判定動作２２２１０において、外科処置の残りの工程が存在すると判定され得る。したがって、工程２２２１２において、術中情報を受信し、分析する。術中情報に基づいて、治療されている組織タイプが気管支組織であると推定され得る。更に、初期組織接触センサ４７４の測定値は、エンドエフェクタ７０２間に把持された組織が、エンドエフェクタ７０２の初期閉鎖中にほとんど直ちに第１ジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材１５２００４に接触し、そのような接触がステープル留め外科用器具１１２の小さい領域に対応することを示し得る。また、このような接触部は、ジョー部材１５２００２、１５２００４の両側に境界画定される。
その結果、この組織接触シナリオは気管支組織に対応することが予測され得る。上記で論じたように、これらの初期組織接触センサ４７４の測定値は、非治療的又は準非治療的であってもよい。更に、ジョーの開口曲線と比較して閉鎖によって表される閉鎖負荷センサ４７４の測定値は、気管支組織と一致する硬い組織構造を示し得る。外科処置で既に血管用ステープラ１１２が使用されているという外科処置履歴による指示もまた、実質組織のステープル発射が既に行われており、著しい単極ＲＦエネルギー使用が生じている可能性が高いことを意味する場合がある。例えば、臨床医履歴と共に検討されるこの外科処置履歴は、外科医が気管支組織を治療することを予測するために使用されてもよい。この予測は、肺葉切除処置における最後の工程として気管支をステープル留めする外科医の通常的な業務と一致するであろう。工程２２２１２でこのタイプの及び他の好適な術中情報を分析することに基づいて、更なる調節が必要であることを判定動作２２２１４において判定することができる。判定動作２２２１４に対する回答が「はい」であるため、フロー図は工程２２２０６に進み、治療された組織が正常な組織の剛性及び厚さを有する気管支組織であると推定される。
一態様では、外科用器具１１２が特定の組織タイプに対してのみ構成されているため、治療された組織が気管支組織であると結論付けやすくなり得る。例えば、外科用器具１１２は、気管支に使用されるステープルを発射するように適応可能であってもよい。反対に、外科用器具１１２は、実質組織に使用されるステープルを発射するように適応可能であり得る。そのシナリオでは、外科医が、実質組織に使用されるステープルで気管支組織を治療しようと試みるため、外科用器具１１２によって警告が発生され得る。この警告は、聴覚的警告、視覚的警告、又は何らかの他の適切な警告であり得る。別の例では、血管ステープラ１１２が気管支組織と共に使用するために選択された場合に、血管ステープラ１１２によって警告が提供されてもよい。上記で論じたように、治療されている組織が気管支組織であり、血管ステープラが禁忌であることを、周術期情報に基づいて判定することができる。同様に、閉鎖負荷及びステープラカートリッジの選択などの他の周術期情報が、外科用器具１１２が、それが互換性のない組織タイプ又は特性に対して使用されたときに警告を提供するために使用されてもよい。上記で論じたように、周術期情報を使用して行われる推定は、閉鎖パラメータセンサ信号と併せて行われてもよい。全ての状況において、使用されている外科用器具１１２が治療されている組織に対して安全であることを確実にするために、安全チェックが実装され得る。
推定される組織タイプ及び特性に従って、工程２２２０８において、現在の閉鎖アルゴリズムに対する調節が行われる。一定の閉鎖速度が好適であると判定されてもよいが、閉鎖速度は、例えば、気管支の推定された組織の特徴に応じて、より速く又はより遅くなるように調節されてもよい。閉鎖閾値は、同一又は同様の方法で修正され得る。更に、外科用器具１１２が即座に適用可能な閉鎖閾値を超える場合、より長い待機時間が自動的に有効になる、又は提案されるように現在の鎖アルゴリズムを調節することもできる。例えば、気管支組織のこの待機時間は、実質組織に使用される待機時間より長くてもよい。上記で論じたように、外科医は、例えば、ＬＥＤインジケータを介して、選択された調節を閉鎖アルゴリズムに通知する。臨床医は、外科医がステープラ外科用器具１１２を適切な状況で発射することを許可され得るように、より長い待機時間に対する臨床医のオーバーライドも可能である。フロー図２２２００は次に、工程２２２１２に進み、外科処置の更なる工程が残っていないと判定することができる。
一態様では、フロー図２２２００は、制御回路によって実装され得る。しかしながら、他の態様では、フロー図２２２００は、外科用ハブ１０６又はクラウド１０４によって実装され得る。加えて、工程２２２０４及び２２２１２は、それぞれ、術前情報及び術中情報報に関して記載されているが、このように限定されるものではない。具体的には、周術期情報は、特定の術前情報又は術中情報報ではなく、全体的に受信及び分析されてよい。上記で論じたように、周術期情報は、術前情報、術中情報、及び術後情報を包含する。更に、センサ信号は、コンテキスト及び基準閉鎖アルゴリズム調節のために周術期情報と併せて使用されてもよい。
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においては、ユーザ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に集中され得る一方で、間隙の残りは、占有された状態であるか、又はわずかに占められた状態を維持する。外科用ステープル留め器具のジョー間に位置決めさ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下させ得る。例えば、不規則な組織分布は、クランプされた組織の一部分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をもたらす場合があり，これは、手術を受け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、特定の処置では、ステープル線の破損をもたらす場合がある。不十分な組織圧縮は、また、ステープルの配備及び形成に悪影響を及ぼして、ステープル留めされた組織が漏出又は不適切に治癒する原因となり得る。
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のジョーとの間で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含む、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の第１のジョーと第２のジョーとの間のいくつかの所定のゾーンに関する組織分布の不規則性を感知して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、所定のゾーンの間の組織の量及び位置の不規則性を感知して示すように更に構成されている。
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た状況において、組織の最も適切な位置及び位置決めに関するフィードバックを提供するように構成される。
所定のゾーンにおける組織インピーダンスの絶対測定値は、エンドエフェクタが浸漬される環境によって著しく影響され得る。例えば、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、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、予めステープル留めされた組織の周囲でクランプされ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でクランプされ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、互いの比較において、異なる所定のゾーンにおける組織インピーダンス測定値を評価することによって異なる所定のゾーンにおける組織分布を評価する際のこうした不一致に対処する。
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、所定の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、所定の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、所定のゾーン間の組織圧縮における不規則性を感知して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。
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、所定のゾーンのそれぞれにおいて、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つ以上の組織接触回路を備える。
簡潔にするため、本開示の実施形態のうちの１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、直線状外科用ステープル留め器具、湾曲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、超音波エネルギー又は高周波（ＲＦ）エネルギーなどの、組織に治療エネルギーを印加する外科用器具にも同等に適用可能である。
図１１１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から延在してい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の残部から取り外され、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Ｌと平行に通る。
組織は、ステープルカートリッジ２５００９をアンビル２５００７に向けて遠位方向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に向かって近位方向に移動して、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１１１に例示されるように、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Ｌに対して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。
再び図１１１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）が、アンビル２５００７の湾曲した長さに沿って画定されている。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している。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、組織インピーダンスが３つのゾーンのそれぞれにおいて測定される。本明細書では股部ゾーンとも称されるゾーン１は、アーム２５０１０の最も近くに置かれた内側ゾーンであり、ゾーン３は外側ゾーンであり、ゾーン１よりもアーム２５０１０から更に遠くに離れている。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に沿って延在している。一方で、ゾーン２は、ゾーン１とゾーン３との間でアンビルの湾曲した長さの約半分に沿って延在している。
図１１２は、図１１１のエンドエフェクタの部分断面図であり、ジョー間で３つの組織分布評価ゾーン（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３）において組織を把持して示されている。図１１３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）に多くの点で類似す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。
図１１１の実施形態では、アンビル２５００７は、３つのゾーン（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３）に分割された組織接触表面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つよりも多くてもよく、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１２６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１２７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、又は少なくとも実質的に同じであり得る。あるいは、図１１１に示すように、ゾーンのサイズは変化してもよい。
ゾーンの好適な数、サイズ、及び位置は、外科用器具のタイプに応じて選択されてもよい。例えば、直線状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、シャフトから最も遠い外側又は遠位ゾーン、及び内側ゾーンと外側ゾーンとの間の１つ以上の中間ゾーンを含んでもよい。
図１１１の実施形態の３つのゾーンは、アンビル２５００７の組織接触表面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表面に対して画定され得る。換言すれば、ステープルカートリッジの組織接触表面は、エンドエフェクタ内の組織分布を評価する目的で、所定のゾーンへと分割され得る。
図１１１の実施形態の３つのゾーンのそれぞれは、所定のゾーンに置かれた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つ以上の組織接触回路を含む。例示的な組織接触回路を図２４に示す。所定のゾーンでアンビル２５００７及びステープルカートリッジ２５００９と接触する組織「Ｔ」は、所定のゾーンでアンビル２５００７及びステープルカートリッジ２５００９上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、所定のゾーンで、組織と接触していないときには開いている感知回路「ＳＣ」を閉じる。
本明細書に開示される任意の接触回路は、これに限定するものではないが、組織と接触していないときには開いている感知回路を、組織と接触しているときに閉じる、ジョーの内面に配置された電気接点を含み得。
接触回路はまた、センサに加えられる力の量を判定する敏感な力変換器を含んでもよく、この力は、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。こうして組織「Ｔ」に加えられた力は、続いて、組織圧縮の量に変換されてもよい。力センサは、組織「Ｔ」が受ける圧縮の量を測定し、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。
上述したように、過剰な組織圧縮は、手術されている組織「Ｔ」に悪影響を及ぼす可能性がある。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、ステープル線の破損をもたらす場合もある。組織「Ｔ」に加えられる圧力に関する情報は、外科医が組織「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。
接触回路の力変換器としては、圧電素子、圧電抵抗素子、金属膜又は半導体歪みゲージ、誘導性圧力センサ、容量性圧力センサ、及び、抵抗素子上のワイパーアームを駆動するたにブルドン管、カプセル又はふいごを使用する電位差圧変換器を挙げることができるが、これらに限定されない。
様々な態様では、エンドエフェクタ２５００２内の所定のゾーンは、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実施例を、本開示の図７５に関連して説明する。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、所定のゾーンのそれぞれにおいて、組織を通して治療レベル未満の電気信号を通す。
図１１４〜図１１９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１１４〜図１１６のエンドエフェクタ２５００２の真っ直ぐにされた断面図は、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１１７〜図１１９のエンドエフェクタの真っ直ぐにされた断面図は、アンビル２５００７の組織接触表面とステープルカートリッジ２５００９との間の感知接触回路を閉じるための初期圧縮下の３つの実施例の組織を示す。
上述のように、所定のゾーンで組織「Ｔ」とアンビル２５００７の組織接触表面及びステープルカートリッジ２５００９との間の接触を確立することにより、所定のゾーンで感知回路が閉じる。感知回路の閉鎖により、電流が、図１１２に示される所定のゾーンにおける組織「Ｔ」、及び感知回路を通る。所定のゾーンにおける組織「Ｔ」のインピーダンスは、以下の式から計算することができ、
Figure 2021519643
 式中、Ｚｔｉｓｓｕｅは組織インピーダンスであり、Ｖは電圧であり、Ｉは電流であり、Ｚｓｅｎｓｅ ｃｉｒｃｕｉｔは感知回路のインピーダンスである。
図１１２に示すように、隣接するプレート（ｐ）の間に絶縁要素２５０１４を位置決めして、隣接する感知回路を分離することができる。図１１２には３つの感知回路が示されているが、感知回路の数は３つでなくてもよい。様々な実施例において、エンドエフェクタは、「ｎ」個の所定のゾーンに対応する「ｎ」個の感知回路を含んでもよく、この場合「ｎ」は、数３以上の整数である。
図１２０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内の組織分布における不規則性を特定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。
プロセス２５０３０は、エンドエフェクタ２５００２内の所定のゾーン（例えばゾーン１、ゾーン２、及びゾーン３）に対応する感知回路組立体２５４７１のセンサ回路からセンサ信号を受信すること２５０３２と、受信したセンサ信号に基づいて、こうしたゾーンにおける組織部分の組織インピーダンスＺｔｉｓｓｕｅを判定すること２５０３４と、を含む。図１２１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Ｚｔｉｓｓｕｅ曲線２５００１、２５００３、２５００５を示す。
プロセス２５０３０は、条件付き工程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る場合、組織分布は不十分であるとみなされ、図１１５、図１１８、図１２１、図１２３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２５０４０、エンドエフェクタ２５００２を再位置決めするための命令が提供される。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のみ解放され、その後、組織がエンドエフェクタ２５００２の外に滑り出ることがないように再クランプされる。
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、組織分布は十分であるとみなされ、図１１４、図１１７、図１２１、図１２２の実施例によって示されるように、所定の閉鎖力（ＦＴＣ）閾値率を維持しながら、エンドエフェクタの閉鎖は継続される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、組織分布は十分であるとみなされるが、図１１６、図１１９、図１２１、図１２４の実施例によって示されるように、ＦＴＣ閾値率はより低い率に低減される２５０４４。
図１２５は、図１２０のプロセスを実行するために使用され得る制御システム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」個の感知回路Ｓ１〜Ｓｎを含む感知回路組立体２５４７１を含み、この場合「ｎ」は２よりも大きい整数である。感知回路Ｓ１〜Ｓｎは、上述のように、エンドエフェクタ内の所定のゾーンを画定する。
様々な実施例では、感知回路組立体２５４７１は、「ｎ」個の連続性センサを含み、「ｎ」は２よりも大きい整数である。連続性センサは、上述のように、エンドエフェクタ内に所定のゾーンを画定する。
様々な実施例では、感知回路Ｓ１〜Ｓｎは、インピーダンス測定を使用して組織圧縮を示すセンサ信号を提供するように構成することができる。連続性センサ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ように用いることができる。加えて、エンドエフェクタ２５００２内の組織分布を判定するために、組織クリープ速度を評価するのにＦＴＣセンサを使用することができる。
様々な態様では、感知回路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つ以上の電極を、エンドエフェクタ２５００２のいずれか又は両方のジョーの上に位置決めすることができる。把持された組織の組織圧縮／インピーダンスは、経時的に測定することができる。
様々な態様では、磁界センサ、歪みゲージ、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が、エンドエフェクタ内の所定のゾーンにおける組織圧縮／インピーダンスを測定するように適合され、構成されてもよい。
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でより多くの組織が感知される場合、閉鎖システムの前進速度がマイクロコントローラ４６１によって変更される。閉鎖速度は、内側ゾーン内の組織がエンドエフェクタ２５００２内で外向きにクリープするための時間を可能にすることによって組織分布を改善するために、減速される。
様々な態様では、組織特性及び位置決めを通知するために、閉鎖間隙が変化する際にインピーダンスの変化を観察することができる。
図１２２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の例示的な発射のための、エンドエフェクタＦＴＣ２５４０２及び閉鎖速度２５４０４対時間２５４０６を描くグラフ２５４００を示す。グラフ２５４００の以下の説明においては、図１１４、図１１７、図１２０も参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図１１４、図１１７、図１２０に関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
図１１４、図１１７に示されるエンドエフェクタ２５００２の発射は、発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化をそれぞれ示す、ＦＴＣ曲線２５４０８と、対応する速度曲線２５４０８’とによって表すことができる。発射は、例えば、図１２０に描かれるプロセス２５０３０を実行する制御回路を含む外科用器具のエンドエフェクタ２５００２の発射を表し得る。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させ始め、アンビル２５００７の閉鎖速度を、それが特定の閉鎖速度で横ばい状態になる２５４１８まで急増させる２５４１６。アンビル２５００７が閉鎖すると、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、組織「Ｔ１」が完全にクランプされるまでＦＴＣは減少し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、閉鎖速度をゼロに低下させる２５４２０。
したがって、図１１４、図１１７の発射は、エンドエフェクタ２５００２の発射を表し、ジョー２５００６、２５００８間の組織分布は許容限度内にある。換言すれば、図１１４、図１１７の発射は、ジョー閉鎖の過程の間、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、過程の間、アンビル２５００７を休止させず、アンビル２５００７の閉鎖速度を調節せず、又は任意の他の修正アクションをとらない。
図１００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の例示的な発射のための、エンドエフェクタＦＴＣ２５４０２及び閉鎖速度２５４０４対時間２５４０６を描くグラフ２５４２２を示す。グラフ２５４２２の以下の説明においては、図１１５、図１１８、図１２０も参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図１１５、図１１８、図１２０に関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
図１１５、図１１８、図１２０に示されるエンドエフェクタ２５００２の発射は、発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化をそれぞれ示す、ＦＴＣ曲線２５４２４と、対応する速度曲線２５４２４’とによって表すことができる。図１１５、図１１８の発射は、例えば、図１２０に描かれるプロセス２５０３０を実行する制御回路を含む外科用器具のエンドエフェクタ２５００７の発射を表し得る。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させ始め、アンビル２５００７の閉鎖速度を、それが特定の閉鎖速度に達するまで急増させる２５４３２。アンビル２５０１２が閉鎖すると、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１１５、図１１８に示されるように、ジョー２５００６、２００８間の組織分布が第３のゾーンに向かって偏っていることを示す、感知回路組立体２５４７１からの入力を受信する。
これに応答して、プロセス２５０３０で概説されるように、プロセッサ４６２は、ディスプレイ４７３を介して、外科用器具のエンドエフェクタ２５００７のオペレータに、その中の組織「Ｔ２」を再調整するためにジョー２５００６、２５００８を開くように命令する。したがって、閉鎖速度は、それが負の閉鎖速度に達するまで低下し２５４３４、これは、例えば組織「Ｔ２」がジョー２５００６、２５００８内で再度調節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、閉鎖速度はゼロまで戻り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はゼロに減少する２５４３０。
図１２４は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の例示的な発射のための、エンドエフェクタＦＴＣ２５４０２及び閉鎖速度２５４０４対時間２５４０６を描くグラフ２５４３８を示す。以下の第７のグラフ２５４３８の説明においては、図１１６、図１１９、図１２０も参照されたい。本明細書に記載される例示的な発射は、図１１６、１１９、１２０に関連して上記で論じた概念を実証する目的のためのものであり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではない。
図１１６、図１１９、図１２０に示されるエンドエフェクタ２５００２の発射は、発射の過程における経時的なＦＴＣ及び閉鎖速度の変化をそれぞれ示す、ＦＴＣ曲線２１４４０と、対応する速度曲線２５４４０’とによって表すことができる。図１１６、１１９の発射は、例えば、図１１に描かれるプロセス２５０３０を実行する制御回路を含む外科用器具のエンドエフェクタ２５００２を表し得る。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させ始め、アンビル２５００７の閉鎖速度を、第１の閉鎖速度ｖ１まで急増させる２５４５０。アンビル２５００７が閉鎖すると、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１１６、１１９に示されるように、組織分布がゾーン１に向かって偏っていると判定する。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、組織「Ｔ３」に、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許すため、モータ４８２の速度を調節してよい。
図１２６は、本開示の少なくとも１つの態様による、図１２７〜図１２９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点を用いる、ステープル線６００３上にセンタリングされた外科用器具６００２の図６０００を示す。以下の図１２７〜図１３７の説明で用いられているように、ステープル線は、複数列の千鳥状ステープルを含んでもよく、典型的には、限定しないが、２列又は３列の千鳥状ステープルを含む。ステープル線は、図１２７〜図１３１に関連して記載される二重ステープル留め技術を使用して形成された二重ステープル線６００４であってもよく、あるいは、図１３１〜図１３７に関連して記載される直線横切開技術を使用して形成された直線状ステープル線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用いて、解剖学的構造の１つの部分に位置する器具６００２を、視線の利益なしに、ステープル線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、前の動作に隣接する器具６００２の現在の位置合わせを表示することを含む。センタリングツールは、例えば、重なり合いステープル留め技術とも呼ばれる二重ステープル留め技術を用いる腹腔鏡支援直腸手術中に有用である。例示の例では、腹腔鏡支援直腸外科処置中、円形ステープラ６００２は、骨盤腔６００８内の患者の直腸６００６内に位置決めされ、腹腔鏡は腹腔内に位置決めされる。
腹腔鏡支援直腸手術の間、結腸は、長さ「ｌ」を有するステープル線６００３によって横切開及び封止される。二重ステープル留め技術は、円形ステープラ６００２を使用して端々吻合を形成するものであり、腹腔鏡支援直腸手術で現在広く使用されている。円形ステープラ６００２を使用した吻合の成功裏な形成のために、円形ステープラ６００２を発射してステープル重なり部分６０１２を切り取り、吻合を形成する前に、ステープル線６００３の中心「ｌ／２」を通して穿刺し、かつ／又は組織を完全にクランプする前に、円形ステープラ６００２のアンビルトロカール６０１０がステープル線６００３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とステープル線６００３横切開の中心との位置ずれは、高率の吻合の失敗をもたらし得る。この技術は、超音波器具、電気外科用器具、超音波／電気外科用器具の組み合わせ、及び／又は外科用ステープラ／電気外科用器具の組み合わせに適用することができる。ここで、円形ステープラ６００２のアンビルトロカール６０１０をステープル線６００３の中心「ｌ／２」と位置合わせするためのいくつかの技術がここで記載されている。
一態様では、図１２７〜図１２９に記載されるように、また図１〜図１１も参照し、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、二重ステープル留め技術を使用した腹腔鏡支援直腸手術の結腸横切開において、二重ステープル線６００４の重なり合い部分を検出するための装置及び方法を提供する。二重ステープル線６００４の重なり合い部分が検出され、円形ステープラ６００２のアンビルトロカール６０１０の現在位置は、外科用ハブ２０６に連結された外科用ハブディスプレイ２１５上に表示される。外科用ハブディスプレイ２１５は、二重ステープル線６００４の中心に位置する、二重ステープル線６００４の重なり合い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、重なり合う二重ステープル線６００４領域の周囲を中心とする円形画像を表示して、二重ステープル線６００４の重なり合い部分が円形ステープラ６００２のナイフ内に収容され、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。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、吻合を形成する前に、二重ステープル線６００４の中心を通して穿刺し、かつ／又は組織を完全にクランプする前に、ディスプレイを用いて、外科医は、アンビルトロカール６０１０を二重ステープル線６００４の中心と位置合わせする。
図１２７〜図１３１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６０２２のアンビルトロカール６０１０を、二重ステープル留め技術によって作成された二重ステープル線６００４のステープル重なり部分６０１２に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線６００４上にセンタリングされている。円形ステープラ６００２は、二重ステープル線６００４の下方の結腸６０２０内に挿入され、腹腔鏡６０１４は、二重ステープル線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、二重ステープル線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の位置を判定する。腹腔鏡６０１４は、二重ステープル線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感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、二重ステープル線６００４の画像６０３８、及び、二重ステープル線６００４の画像６０３８を囲む、外科用ハブディスプレイ２１５のステープル重なり部分６０１２の画像６０４０を中心にセンタリングされた標的位置合わせリング６０３２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、二重ステープル線６００４の画像６０３８、及び円形ステープラ６００２の円形ナイフによって切り取られるためのステープル重なり部分６０１２の画像６０４０上にセンタリングされた二重ステープル線６００４の画像６０３８を囲む標的位置合わせリング６０３２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。
図１２７は、二重ステープル留め技術によって作成された二重ステープル線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。二重ステープル線６００４は、長さ「ｌ」を有し、ステープル重なり部分６０１２は、二重ステープル線６００４に沿って途中の「ｌ／２」に位置する。図１２７に示されるように、円形ステープラ６００２は、結腸６０２０の一部に挿入され、二重ステープル線６００４横切開の真下に位置決めされる。腹腔鏡６０１４は、二重ステープル線６００４横切開の上方に位置決めされ、腹腔鏡６０１４の視野６０１６内の二重ステープル線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。
図１２７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、Ｘによってマークされた位置に至る破線に沿って示されている。図１２７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、ステープル重なり部分６０１２とは位置合わせされていない。ステープル重なり部分６０１２を外れた点で、二重ステープル線６０４４を通してアンビルトロカール６０１０を穿刺すると、吻合の失敗をもたらす場合がある。図１２９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をステープル重なり部分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。ステープル重なり部分６０１２は、二重ステープル線６００４の横方向部分の残りの部分よりも多くの金属を含有するため、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、またステープル重なり部分６０１２に近接しているときに最大である。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上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の位置の可視化表現に変換される。
図１２８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成された二重ステープル線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。ここで、外科医は、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、吻合を形成する前に、二重ステープル線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ができる。
図１２９は、外科用ハブディスプレイ２１５上に表示されたセンタリングツール６０３０を示し、センタリングツールは、二重ステーリング（double-staling）技術によって作成された二重ステープル線６００４のステープル重なり部分６０１２の表示を提供し、ここでアンビルトロカール６０１０は、図１２７に示されるように二重ステープル線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、外科用ハブディスプレイ２１５上に二重ステープル線６００４の画像６０３８を提示し、かつ、腹腔鏡６０１４から受信したステープル重なり部分６０１２の画像６０４０を提示する。ステープル重なり部分６０１２の画像６０４０を中心にセンタリングされた標的位置合わせリング６０３２は、二重ステープル線６００４の画像６０３８を囲んで、投影された切断経路６０３４が標的位置合わせリング６０３２に位置合わせされたときに、ステープル重なり部分６０１２が円形ステープラ６００２ナイフの投影された切断経路６０３４の円周内に位置することを確実にする。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、二重ステープル線６００４を通る点を示し、ここで、アンビルトロカール６０１０は、その現在の位置から前進した場合に穿刺する。
図１２９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位置を通る所望の穿刺と位置合わせされない。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上にセンタリングされるまで、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、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、吻合を形成する前に、二重ステープル線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。
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上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によって判定される。別の態様では、センサ６０２２は腹腔鏡６０１４上に位置してもよく、ここでセンサ６０２２はアンビルトロカール６０１０の先端部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若しくは腹腔鏡６０１４のいずれか又はその両方に位置して、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の位置を判定し、また外科用ハブ２０６を介して外科用ハブディスプレイ２１５に情報を提供することができる。
図１３０及び図１３１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の更新前画像６０４２及び更新後画像６０４３を示す。図１３０は、外科用ハブディスプレイ２１５上に提示されたステープル重なり部分６０４０の画像６０４０上の二重ステープル線６００４の画像６０３８を囲む標的位置合わせリング６０３２と位置合わせする前の、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１３１は、外科用ハブディスプレイ２１５上に提示されたステープル重なり部分６０４０の画像６０４０上の二重ステープル線６００４の画像６０３８を囲む標的位置合わせリング６０３２と位置合わせした後の、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の現在の位置は、十字線６０３６（Ｘ）によってマークされ、これは図１３０に示すように、ステープル重なり部分６０４０の画像６０４０の中心の左下方に位置決めされている。図１３１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と位置合わせする。標的位置合わせリング６０３２は、例えば、二重ステープル線６００４の中心に対するアンビルトロカール６０１０の現在位置にオーバーレイされたグレイアウト位置合わせ円として表示されてもよい。画像は、どの方向に移動するかに関する指示マークを含んでもよい。標的位置合わせリング６０３２は、許容限度内で所定の中心距離内に位置するときに、太字で示される、色を変える、又はハイライトすることができる。
別の態様では、センサ６０２２は、結腸直腸横切開内の直線状ステープル線の先頭及び末尾を検出し、円形ステープラ６００２のアンビルトロカール６０１０の現在位置の位置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、平らな犬の耳を形成する直線状ステープル線上にセンタリングされる円形ステープラ６００２を提示し、また、アンビルトロカール６０１０の現在位置を提供して、外科医が、円形ステープラ６００２を発射する前に組織を穿刺し、かつ／又は完全にクランプする前に、必要に応じてアンビルトロカール６０１０をセンタリング又は位置合わせすることを可能にする、外科用ハブディスプレイ２１５を提供する。
別の態様では、図１３２〜図１３４で説明されるように、また図１〜図１１も参照して、直線状ステープル留め技術を用いる腹腔鏡支援直腸手術の結腸直腸横断面においては、直線状ステープル線６０５２の先頭及び末尾が検出され、円形ステープラ６００２のアンビルトロカール６０１０の現在位置は、外科用ハブ２０６に連結された外科用ハブディスプレイ２１５上に表示される。外科用ハブディスプレイ２１５は、平らな犬の耳を形成する二重ステープル線６００４上にセンタリングされた円形画像を表示し、アンビルトロカール６００２の現在位置が表示されて、円形ステープラ６００２を発射して直線状ステープル線６０５２の中心６０５０を切り取り、吻合を形成する前に、直線状ステープル線６０５２を通して穿刺し、かつ／又は組織を完全にクランプする前に、外科医がアンビルトロカール６０１０をセンタリング又は位置合わせすることを可能にする。
図１３２〜図１３５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６０２２のアンビルトロカール６０１０を、直線状ステープル留め技術によって作成された直線状ステープル線６０５２の中心６０５０に位置合わせするプロセスを示す。図１３２及び図１３３は、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０に対するアンビルトロカール６０１０の位置を判定するために、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、直線状ステープル線６０５２の下方の結腸６０２０内に挿入され、腹腔鏡６０１４は、直線状ステープル線６０５２の上方の腹部を通して挿入される。
図１３２は、直線状ステープル線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１３３は、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０と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、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０を検出して、アンビルトロカール６０１０をステープル線６０５２の中心と位置合わせするために用いられる。一態様では、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０は、直線状ステープル線６０５２の一方の端部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配置されてもよい。端部は、センサ６０２２の経路にこれ以上のステープルが存在しない場合に検出され得る。端部のうちの一方に達すると、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状ステープル線６０５３に沿って移動され、直線状ステープル線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判定される。直線状ステープル線６０５２の長さが判定されたら、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０は、長さを２つの「ｌ／２」で割ることによって判定することができる。
図１３４は、外科用ハブディスプレイ２１５上に表示されたセンタリングツール６０５４を示し、センタリングツールは直線状ステープル線６０５２の表示を提供し、ここでアンビルトロカール６０１０は、図１３２に示されるように二重ステープル線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、直線状ステープル線６０５２及び結腸６０２０の一部分の腹腔鏡視野６０１６の標準レチクル視野６０５６を提示する。外科用ハブディスプレイ２１５はまた、直線状ステープル線の画像中心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を囲む標的リング６０６２を提示する。十字線６０６６は、直線状ステープル線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、直線状ステープル線６０５２を通る点を示し、ここで、アンビルトロカール６０１０は、その現在の位置から前進した場合に穿刺する。
図１３４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位置を通る所望の穿刺と位置合わせされていない。アンビルトロカール６０１０と直線状ステープル線６０５２の中心６０５０とを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上にセンタリングされ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、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、吻合を形成する前に、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０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。
一態様では、本開示は、直線状横切開技術、及び円形ステープラ６０２２のアンビルトロカール６０１０が直線状ステープル線６０５２に概ね沿ってセンタリングされたかのように位置決めされた位置合わせリング又はブルズアイ（bullseye）を用いて、直線状ステープル線６０５２の画像を表示するための装置及び方法を提供する。装置は、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０に対するアンビルトロカール６０１０の現在位置にオーバーレイされたグレイアウト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をどの方向を移動させるか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、許容限度内で所定の中心距離内に位置するときに、太字で示される、色を変える、又はハイライトされることができる。
ここで図１３２〜図１３５を参照すると、図１３５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上に表示される、腹腔鏡６０１４を通して見た外科用の直線状ステープル線６０５２横切開の標準レチクル視野６０８０の画像６０８０である。標準レチクルビュー６０８０では、標準レチクル視野６０５６内の直線状ステープル線６０５２を見ることは困難である。更に、直線状ステープル線の中心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。このビューは、円形ステープラが適切にセンタリングされているかどうかを示すための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、背景画像とのコントラストも存在しないため、ステープルを見ることも困難である。
ここで図１３２〜図１３６を参照すると、図１３６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状ステープル線６０５２の中心６０５０に位置合わせされる前の、図１３５に示される手術部位のレーザ補助型レチクル視野６０７２の画像６０８２である。レーザ補助型レチクル視野６０７２は、アンビルトロカール６０１０の位置決めを補助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直線状ステープル線６０５２の中心の左下方に現在位置決めさ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、直線状ステープル線６０５２のステープルをコントラスト色で表示して、背景に対してより可視的にする。直線状ステープル線６０５２がハイライトされ、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０の上にブルズアイ標的６０７０が表示される。レーザ補助型レチクル視野６０７２外では、画像６０８２は、ステータス警告ボックス６０６８、提案ボックス６０７４、標的リング６０６２、及び直線状ステープル線６０５２の中心６０５０に対する、十字線６０６６によってマークされた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１３６に示すように、ステータス警告ボックス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、「トロカールを中心ステープル線に合わせて調整してください」と言明する。
ここで図１３２〜図１３７を参照すると、図１３７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状ステープル線６０５２の中心６０５０に位置合わせされた後の、図１３６に示される手術部位のレーザ補助型レチクル視野６０７２の画像６０８４である。レーザ補助型レチクル視野６０７２は、アンビルトロカール６０１０の位置決めを補助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直線状ステープル線６０５２の中心の左下方に現在位置決めさ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、直線状ステープル線６０５２のステープルをコントラスト色で表示して、背景に対してより可視的にする。直線状ステープル線６０５２がハイライトされ、直線状ステープル線６０５２の中心６０５０の上にブルズアイ標的６０７０が表示される。レーザ補助型レチクル視野６０７２外では、画像６０８２は、ステータス警告ボックス６０６８、提案ボックス６０７４、標的リング６０６２、及び直線状ステープル線６０５２の中心６０５０に対する、十字線６０６６によってマークされた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１３６に示すように、ステータス警告ボックス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、「トロカールを中心ステープル線に合わせて調整してください」と言明する。
図１３７は、アンビルトロカール６０１０及び円形ナイフがステープル線６０５２の中心に位置合わせされた後の、図１３６に示される手術部位のレーザ補助された視野である。この図では、レーザ補助型レチクルの視野６０７２の内側で、位置合わせマーク十字線６０６６（Ｘ）が、ステープル線６０５２の中心及びハイライトされたブルズアイ標的の上に位置決めされており、ステープル線の中心に対するトロカールの位置合わせを示す。レーザ補助型レチクルの視野６０７２の外側では、ステータス警告ボックスが、トロカールが「位置合わせされている」ことを示し、「トロカール導入を続行してください」と提案する。
ここで図１３８〜図１４２を参照すると、組織の量及び位置のみならず、組織の性質、タイプ、又は状態も、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、回腸嚢肛門吻合処置及び端々吻合処置としても知られるＪ−パウチ処置などの、予め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での予めステープル留めされた組織の位置決め及び分布が不十分であると、予め発射されたステープル線が、エンドエフェクタ内で別のゾーンよりも１つのゾーンに集中する場合があり、これは、こうした処置の結果に悪影響を及ぼす。
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のジョーとの間で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含む、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予めステープル留めされた組織の位置決め及び配向は、エンドエフェクタ内のいくつかの所定のゾーンで組織インピーダンスを測定及び比較することによって判定される。様々な態様では、組織インピーダンス測定値を利用して、組織の重ね合わせられた層及びエンドエフェクタ内のそれらの位置を特定することができる。
図１３８、図１４０及び図１４１は、その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とアンビル２５５０４とを含む、円形ステープラのエンドエフェクタ２５５００を示す。アンビル２５５０４及びステープルカートリッジ２５５０２のステープルキャビティ２５５０５は、エンドエフェクタ２５５００の他の特徴を強調するために図１３８から取り除かれている。ステープルカートリッジ２５５０２は、本開示による、感知回路（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）によって画定される４つの所定のゾーン（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、ゾーン４）を含む。
図１３９は、それらの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とアンビルとを含む、円形ステープラの別のエンドエフェクタ２５５１０を示す。アンビル及びステープルカートリッジ２５５１２のステープルキャビティは、エンドエフェクタ２５５１０の他の特徴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、本開示による、感知回路（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１３８及び図１３９の円形ステープラのそれぞれに画定されたゾーンは、サイズが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の周囲で円周方向に配置される。
上記のように、予めステープル留めされた組織は、組織内に予め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、図１４１に示されるように、予め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こと（例えば、Ｊ−パウチ処置）、及び、図１４０に示すように、予めステープル留めされた組織を他の予めステープル留めされた組織にステープル留めすること（例えば端々吻合処置）に利用される場合が多い。
通常、ステープルは組織とは異なる導電率を有するため、組織内のステープルの存在は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予めステープル留めされた組織の最適な位置決め及び配向を判定するために、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）の所定の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。
図１４０及び図１４１の左側の実施例は、円形ステープラの所定のゾーンに対して適切に位置決め及び配向された予めステープル留めされた組織を示す。予め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、所定のゾーンと１回のみ交差する。図１４０及び図１４１の左下側は、適切に位置決め及び配向された予めステープル留めされた組織内に配備されたステープルカートリッジ２５５０２のステープル２５５０８を示す。
図１４０及び図１４１の右側の実施例は、不十分に位置決め及び配向された予めステープル留めされた組織を示す。予めステープル留めされた組織は、１つ以上の所定のゾーンにおいて中心から外れている（図１４１）か、又は重なり合っている（図３１）。図１４０及び図１４１の右下側は、不十分に位置決め及び配向された予めステープル留めされた組織内に配備されたステープルカートリッジ２５５０２のステープル２５５０８を示す。
図１３８〜図１４２に関連して用いられているように、ステープル線は、複数列の千鳥状ステープルを含んでもよく、典型的には、限定しないが、２列又は３列の千鳥状ステープルを含む。図１４０の実施例では、図１３８の円形ステープラは、予め配備されたステープル線ＳＬ１、ＳＬ２を含む２つの組織をステープル留めするために用いられる。適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ１、ＳＬ２を表す図１４０の左側の実施例では、ゾーン１〜ゾーン４のそれぞれは、ステープル線ＳＬ１、ＳＬ２のうちの１つの別個の部分を受容する。第１のステープル線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のステープル線ＳＬ１と交差する第２のステープル線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つのゾーンで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。
反対に、不適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ１、ＳＬ２を表す図１４０の右側の実施例では、ステープル線ＳＬ１、ＳＬ２は、ゾーン１及びゾーン３にわたって、互いの上に重なり合うか、又は実質的に互いの上に延在し、ゾーン２及びゾーン４と比較してより低いインピーダンス測定値をゾーン１及びゾーン３にもたらす。
図１４２及び図１４３は、上述したように、８つの感知回路Ｓ１〜Ｓ８によって画定される８つの所定のゾーン（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々吻合処置におけるステープル線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のステープルキャビティは、エンドエフェクタ２５５１０の他の特徴を強調するために図１４２及び図１４３から取り除かれている。
図１４４及び図１４５は、感知回路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、配向の角度（θ）を表し、垂直軸２５５２２、２５５２２’は、対応する所定のゾーン（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’上に描かれる。
図１４２及び図１４４の実施例では、インピーダンス測定値は、適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ１、ＳＬ２を表す。図１４２に示すように、ステープル線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。予め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の間で均等に分布しているため、こうしたゾーンにおける組織インピーダンス測定値は、規模が同じであるか、又は少なくとも実質的に同じであり、また、予め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著しく低い。
逆に図１４３、図１４５の実施例では、インピーダンス測定値は、不適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ１、ＳＬ２を表す。図１４３に示すように、ステープル線ＳＬ１、ＳＬ２は、互いの上に重なり合い、ゾーン１及びゾーン５のみを通って延在する。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は、予め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規模が著しく低い。
図１４６及び図１４７は、上述したように、８つの感知回路Ｓ１〜Ｓ８によって画定される８つの所定のゾーン（ゾーン１：ゾーン８）を含む図１３９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−パウチ処置におけるステープル線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のステープルキャビティは、エンドエフェクタ２５５１０の他の特徴を強調するために図１４６及び図１４７から取り除かれている。
図１４８及び図１４９は、感知回路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、配向の角度（θ）を表し、垂直軸２５５２８、２５５２８’は、対応する所定のゾーン（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’上に描かれる。
図１４６及び図１４８の実施例では、インピーダンス測定値は、適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ３を表す。図１４６に示すように、ステープル線ＳＬ３は、ゾーン１及びゾーン５のみを通って延在する。予めステープル留めされた組織は、ゾーン１及びゾーン５の間で均等に分布しているため、こうしたゾーンにおける組織インピーダンス測定値は、規模が同じであるか、又は少なくとも実質的に同じであり、また、予め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著しく低い。
逆に図１４７、図１４９の実施例では、インピーダンス測定値は、不適切に位置決め及び配向されたステープル線ＳＬ３を表す。図１４７に示すように、ステープル線ＳＬ３は、全てステープルカートリッジ２５５１０の片側にあるゾーン４、ゾーン５、及びゾーン６を通って延在する。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は、予め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規模が著しく低い。
様々な態様では、円形ステープラ（例えば、図１３８の円形ステープラ及び図１３９の円形ステープラ）は、制御システム２５４７０（図１２５）を更に含み、制御システム２５４７０は、円形ステープラの感知回路の受信したセンサ信号から判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１３８〜図１４９に関連して示されるように、図１２５に示される制御システム２５４７０は、１つ以上の予め配備されたステープル線の幾何学的パラメータを判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、図１２６〜図１３７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判定するようにも構成され得る。特定の例では、マイクロコントローラ４６１は、図１２６〜図１３７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、既存のステープル線の長さ及び中心線、並びに／又は２つの連続する線の中心交点を判定するようにも構成され得る。
マイクロコントローラ４６１は、ディスプレイ４７３を介して、例えば、予めステープル留めされた組織の検出された不適切な位置決め及び／又は配向を、外科オペレータに警報することができる。他の可聴手段、触覚的手段、及び／又は視覚手段も使用することができる。マイクロコントローラ４６１は、組織のステープル留めを防ぐための工程をとることもできる。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を停止させることができる。特定の例では、マイクロコントローラ４６１は、新しい位置及び／又は配向を外科オペレータに推奨することができる。
様々な態様では、本開示の円形ステープラは、有線通信チャネル及び／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９）に通信可能に連結される。こうした円形ステープラによって収集されたデータを、外科用ハブ１０６、２０６に送信することができ、外科用ハブは、更なる分析のために、クラウドベースのシステム１０４、２０４にデータを更に送信することができる。
図１５０は、予め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）内に適切に位置決めするための制御プログラム又は論理構成を描くプロセス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）によって実行される。
例示の目的のために、以下の説明は、プロセス２５６００を、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ものとして描写する。メモリ４６８は、プロセス２５６００を実施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。
プロセス２５６００は、外科用ステープラによって実施されている外科処置のタイプを判定する２５６０２。外科処置のタイプは、「状況認識」の項に記載される様々な技術を用いて判定することができる。続いて、プロセッサ２５６００は、判定された外科処置のタイプに基づいて、適切に位置決めされた予めステープル留めされた組織の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−パウチ処置において適切に位置決めされた予めステープル留めされた組織は、例えば端々吻合処置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含む。
次いで、プロセス２５６００は、所定のゾーン内で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、ユーザに警報し２５６０８、かつ／又は組織治療をオーバーライドすることができる２５６１０。一態様では、プロセッサ４６１は、ディスプレイ４７３を通してユーザに警報することができる２５６０８。加えて、プロセッサ４６１は、例えば、モータドライバ４９２にモータ４８２（図１２５）を停止させることによって達成され得る、エンドエフェクタがその発射を完了するのを防ぐことによって、組織治療をオーバーライドすることができる２５６１０。
しかしながら、所定のゾーン内で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治療を続行する２５６１２ことを許可する。
概して図１５１〜図１５７を参照すると、組織のオーバーハングは、外科用エンドエフェクタのジョーの間に把持される、例えば血管（ＢＶ）などの組織がエンドエフェクタの最適治療領域を超えて延在する場合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治療を受けない場合がある。組織が血管を含み、治療が血管（ＢＶ）の封止及び切断を伴う場合、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。
本開示の態様は、外科用器具のエンドエフェクタ内で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含む外科用器具を提示する。本開示の態様は、外科用器具のエンドエフェクタ内で所定の治療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含む外科用器具も提示する。
様々な実施例では、外科用器具２５７０１のため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を備える。２５７０１は、例えば外科用器具１５００１０などの、本明細書の別の箇所で開示される他の外科用器具に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１つは、エンドエフェクタ２５７００を開放構成（図１５１、図１５２及び図１５５）と閉鎖構成（図１５３、図１５４、図１５６及び図１５７）との間で移行させるように移動可能である。図１５１〜図１５７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との間で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、超音波エネルギー及び／又は高周波エネルギーを印加することによって組織を治療することができる。
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性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１５４及び図１５７に示されるように、連続性センサと接触しているとき、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、オーバーハングしている組織の存在を示す。
ジョー２５７０２、２５７０４は、図１５４及び図１５７に示されるように、組織治療が閉鎖構成で適用される治療領域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、治療領域２５７１４の遠位のジョー２５７０２、２５７０４内に画定される。段付き機構２５７２０は、閉鎖構成で、屈曲ノーズ２５７１６、２５７１８におけるジョー２５７０２と２５７０４との間の最小距離又は間隙を維持する。
フレックス回路２５７０６は、組織の非存在下で、間隙２５７２４が段付き機構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内に位置している。
図１５１〜図１５７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との間に存在する治療領域２５７１４を含む。治療領域２５７１４内でエンドエフェクタ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から組織内へと配備され、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の治療領域は、治療領域において組織に高周波エネルギー及び／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。
図１５１〜図１５７の実施例では、連続性センサは、ステープルカートリッジ２５７０８の遠位部分上に配設され、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た絶縁フレックス回路２５７０６によって画定される。オーバーハンドしている組織の存在を示すセンサ信号は、接点を介して、例えば制御システム４７０（図１２）などの制御システムまで通る。
フレックス回路２５７０６は、段付き機構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、平坦部分２５７２８の遠位縁部から延在する傾斜路２５７３０を更に下方に延在する。段付き機構２５７２０を越えて平坦部分２５７２８及び／又は傾斜路２５７３０上に延在する組織は、連続性センサをトリガして、センサ信号を制御システム４７０へと送信させる（図１２）。
屈曲ノーズの遠位端は、連続性センサの遠位に位置決めされた対応する位置合わせ機構２５７２２、２５７３２を含む。図１５１〜図１５７の実施例では、位置合わせ機構２５７２２は隆起面を含み、位置合わせ機構２５７３２は、位置合わせ機構２５７２２の隆起面を受容するように構成された対応する凹状面を備える。
連続性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、これは限定するものとして解釈されるべきではない。例えば、特定の例では、連続性センサは、アンビル２５７１０の遠位ノーズ２５７１８上に配設され得る。
様々な態様では、図１２８〜図１５７に示されるようなエンドエフェクタ２５７００を含む外科用器具は、ハンドヘルド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。本出願は、２０１７年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号で開示され、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
特定の例では、図１５１〜図１３４に示されるようなエンドエフェクタ２５７００を含む外科用器具２５７０１は、図１〜図１１に関連してより詳細に説明されるように、有線通信チャネル及び／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及び図４）、２０６（図９））に通信可能に連結することができる。
様々な態様において、組織の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状態、ステープルカートリッジ２５７０８のカートリッジデッキなどのエンドエフェクタ２５７００の少なくとも部分図を示すことができる。更に、インピーダンス若しくは別の組織圧縮推定値感知手段又は３Ｄスタッキング若しくは別の可視化手段を用いて、屈曲ノーズ２５７１６、２５７１８間で感知されたオーバーハングしている組織の量を更に示すことができる。
癌組織近接性検出
癌は、細胞調節機構における障害を伴う細胞レベルの疾患である。腫瘍細胞は、それらの代謝を変化させて、制御されていない細胞増殖及び生存を維持するが、この形質転換は、栄養素及びエネルギーの絶え間ない供給に依存したままにする。癌細胞は、グルコース取り込み量の増加を含む、それらの代謝プログラムの特性変化を経験することが示されている。多くの癌細胞は、間質液環境におけるグルコースの減少及び乳酸の増加をもたらす解糖（嫌気的代謝）の増加を示している。したがって、正常組織におけるグルコース濃度は癌組織よりも高い。また、癌組織における乳酸濃度の増加により、癌組織のｐＨ（水素の電位）は正常組織のｐＨよりも低い。
癌の一般的な治療の１つは、癌組織を切除することである。図１５８に示すように、外科用器具を使用して、癌組織の周囲の健康な組織内に画定された周辺部に沿って組織を封止して切断することができる。組織の封止は、エネルギー（例えば、ＲＦ又は超音波）の印加によって、又は組織内へのステープルの配備によって達成され得る。成功した処置においては、除去された組織の外縁に癌細胞は検出されず、これは、きれいな手術マージン（clear surgical margin）と呼ばれる。
様々な既存の技術を用いて、外科医は、所望のきれいな手術マージンに対して外科用エンドエフェクタによって把持された組織が位置する場所の視覚的判定を試みることができる。言うまでもなく、このような視覚的判定は非効率的となり得る。更に、癌組織を切断することによって癌組織を意図せずに乱すことは、望ましくない結果を有し得る。例えば、このプロセスによって除去された癌性細胞は、血流を通って他の健康な組織に移動して、例えば、癌を他の健康な組織に広げる場合がある。
本開示の態様は、癌治療において利用される様々な外科用器具を提示し、これらの外科用器具は、エンドエフェクタにより癌治療を適用する前に、癌組織に対する近接性を評価し、かつ／又は、ユーザが癌組織から離れた安全な距離をナビゲートするのを支援するための様々なセンサ及びアルゴリズムを用いる。
図１６０は、本開示の少なくとも１つの態様による、癌組織に対する外科用器具２６０１０のエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセス２６１２０の論理フロー図を示す。一態様では、以下により詳細に記載されるように、プロセス２６１２０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２６１２０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２６１２０は、順序論理回路５２０（図１５）によって実行され得る。
プロセス２６１２０は、エンドエフェクタ２６０００と接触している組織の生理学的パラメータを測定し２６１２３、測定された生理学的パラメータは、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を示すものである。生理学的パラメータが所定の閾値に到達するか又はこれを超えると判定された場合、プロセス２６１２０は更に、ユーザに警報し２６１２５、かつ／又は組織治療をオーバーライドする２６１２６。
図１６１は、本開示の少なくとも１つの態様による、癌組織に対する外科用器具２６０１０のエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価するための制御プログラム又は論理構成を描くプロセス２６０２０の論理フロー図を示す。一態様では、以下により詳細に記載されるように、プロセス２６０２０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２６０２０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２６０２０は、順序論理回路５２０（図１５）によって実行され得る。
図１６２及び図１６３に示すように、エンドエフェクタ２６０００は、癌組織に対するエンドエフェクタの近接性を表す組織の生理学的パラメータを示すセンサ信号を生成又は提供するように構成されたセンサアレイ２６４７１を含む。図１６３は、センサアレイ２６４７１に連結された制御回路を含む制御システム２６４７０を示す。制御システム２６４７０は、センサアレイ２６４７１のセンサ信号に基づいて、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価するように構成されている。
一態様では、生理学的パラメータは、組織内のグルコース濃度である。低いグルコース濃度は、エンドエフェクタが癌組織に極めて近接していることを示す。
別の態様では、生理学的パラメータはｐＨ濃度である。低いｐＨ濃度は、エンドエフェクタが癌組織に極めて近接していることを示す。
図１５９は、腫瘍からの距離（ｘ軸）に対してプロットされた組織の生理学的パラメータ（Ｙ軸）を示すグラフである。図１５９の実施例では、生理学的パラメータは、腫瘍に対する近接性が増加するにつれて減少する。このような特性を呈する生理学的パラメータの例としては、以下により詳細に記載されるように、グルコース及びｐＨが挙げられる。他の実施例は、腫瘍に対する近接性が増加するにつれて増加する生理学的パラメータを伴い得る。
図１５９の実施例では、組織の生理学的パラメータは、図１５８に示されるきれいなマージンを画定する腫瘍からの距離（ｄ）で正常レベル（Ｎ）に到達する。正常レベル（Ｎ）は、正常組織における生理学的パラメータの典型的なレベルを表す。
外科用器具２６０１０は、多くの点で外科用器具１５００１０と類似している。例えば、エンドエフェクタ２６０００及び制御システム２６４７０は、それぞれ、エンドエフェクタ１５０３００及び制御システム４７０（図１２）に多くの点で類似している。簡潔にするために、上述の外科用器具１５００１０の構成要素と同様の外科用器具２６０１０の構成要素は、本明細書では繰り返さない。
エンドエフェクタ２６０００は、交換式シャフト組立体１５０２００から延在する第１のジョー２６００１及び第２のジョー２６００２を含む。エンドエフェクタ２６０００は、第１のジョー２６００１内に画定されたアンビル２６００９（図３２）と、第２のジョー２６００２内に画定されたステープルカートリッジ２６００５と、を更に含む。第１のジョー２６００１及び第２のジョー２６００２のうちの少なくとも１つは、エンドエフェクタ２６０００を開放構成と閉鎖構成との間で移行させて、アンビル２６００９とステープルカートリッジ２６００５との間で組織を把持するために、互いに対して移動可能である。動作中、外科用器具２６０１０による組織治療は、ステープルを発射部材２６０１１によってステープルカートリッジ２６００５から把持された組織内へと配備することを伴う。配備されたステープルは、アンビル２６００９によって変形される。
様々な態様において、本開示による外科用器具は、ＲＦエネルギー又は超音波エネルギーを組織に印加することによって組織を治療するエンドエフェクタを含んでもよい。様々な態様において、外科用器具２６０１０は、ハンドヘルド式外科用器具であり得る。あるいは、外科用器具２６０１０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むことができる。本出願は、２０１７年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号で開示され、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
生理学的パラメータを測定し、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価することは、外科用器具２６０１０の起動と共に開始してよく、また、外科用器具２６０１０が動作状態を維持する限り継続的に実施されてもよい。あるいは、プロセス２６０２０に関連して説明されるように、そのような活動は、例えば、エンドエフェクタ２６０００によって把持された組織を検出することによってトリガされてもよい。特定の例では、このような活動はトリガされて、閉鎖構成に到達又は接近することができる。
プロセス２６０２０は、組織が外科用エンドエフェクタ２６０００によって把持されているかどうかを検出する２６０２１。図１１２は、エンドエフェクタのジョーが最初に組織「Ｔ」と接触したときを判定する組織接触又は圧力センサを含む組織接触回路の一例を示す。ジョーが組織「Ｔ」に接触すると、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り、組織と接触していないときには開いている感知回路「ＳＣ」が閉じられる。
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敏感な力変換器を含んでもよく、この力は、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。こうして組織に加えられた力は、続いて、組織圧縮の量に変換されてもよい。特定の例では、生理学的パラメータを測定し、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価することは、所定の組織圧縮閾値に到達することによってトリガされ得る。
力変換器としては、圧電素子、圧電抵抗素子、金属膜又は半導体歪みゲージ、誘導性圧力センサ、容量性圧力センサ、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、カプセル又はふいごを使用する電位差圧変換器を挙げることができるが、これらに限定されない。図１１２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、２０１１年６月２７日に出願され、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲＳ」と題され、２０１２年５月５日に発行された米国特許第８，１８１，８３９号に更に記載されている。
特定の例では、エンドエフェクタ２６０００が閉鎖構成に移行すると、生理学的パラメータを測定し、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価することがトリガされ得る。エンドエフェクタ２６０００に閉鎖運動を伝達する長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成された追跡システム４８０（図１２及び図１６３）は、閉鎖構成を検出することに利用され得る。
マイクロコントローラ４６１は、検出２６０２１を実施する際に、センサ４７２、４７４、４７６の１つ以上からの１つ以上の読み取り値を調査してもよい。例えば、エンドエフェクタ２６０００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に使用することができる歪みゲージセンサ４７４からの読み取り値は、組織がエンドエフェクタ２６０００によって把持されているかどうかを反映することができる。
いずれの場合も、組織がエンドエフェクタ２６０００によって把持された、又は閉鎖構成に到達したと判定された２６０２１場合、把持された組織の生理学的パラメータに基づいて、癌組織からのエンドエフェクタ２６０００の近接性を確認することができる２６０２３。「ｎ」が１以上の整数である「ｎ」個のセンサを含むセンサアレイ２６４７１は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を示す組織の生理学的パラメータに従って、マイクロコントローラ４６１にセンサ信号を提供するように構成され得る。
癌組織に対するエンドエフェクタの近接性が、所定の閾値に到達するか又はこれを超えると判定された２６０２４場合、外科オペレータに警報し２６０２５、かつ／又は組織治療をオーバーライドする２６０２６ための工程をとることができる。
マイクロコントローラ４６１は、例えばディスプレイ４７３を介して、外科オペレータに警報することができる。他の可聴手段、触覚的手段、及び／又は視覚手段も使用することができる。マイクロコントローラ４６１は、組織の封止を防ぐための工程をとることもできる。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を停止させることができる。
様々な態様では、１つ以上のプロセス２６０２０及び２６１２０は、プロセス２６０２０及び２６１２０の工程のうちの１つ以上を実施するためにプロセッサ４６２によって実行され得る、メモリ４６８に記憶されたプログラム命令によって実装される。マイクロコントローラ４６１はまた、プロセス２６０２０及び２６１２０の工程のうちの１つ以上を実施する際に、クラウドベースのシステム１０４（図１）からのニューラルネットワーク、ルックアップテーブル、定義関数、及び／又はリアルタイム入力を用いてもよい。
一実施例では、マイクロコントローラ４６１は、センサアレイ２６４７１からのセンサ信号を、把持された組織の生理学的パラメータの値と相関させる際に、メモリ４６８に記憶され得るルックアップテーブル又は定義関数を用いてもよい。ルックアップテーブルはまた、生理学的パラメータの判定された値に基づいて、又はより直接的に、受信したセンサ信号に基づいて、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価するための近接性インデックスを定義することができる。図１６４は、センサアレイ２６４７１からマイクロコントローラ４６１によって受信されたセンサ信号読み取り値（Ｒ１−ｎ）を、エンドエフェクタと癌組織との間の対応する距離（Ｄ１−ｎ）と相関させる例示的な近接性インデックス２６０３０を示す。
様々な例において、組織の生理学的パラメータを測定すること、及び／又は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０００の近接性を評価することは、ユーザ入力によってトリガされる。例えば、ディスプレイ４７３などのユーザインターフェースを用いて、例えば、ユーザ入力を受信してマイクロコントローラ４６１に送信することができる。
癌組織に対するエンドエフェクタの近接性を検出することに加えて、エンドエフェクタを癌組織から十分に離れるようにナビゲートするための方向を提供することが望ましい。図１６５は、エンドエフェクタ２６０５０を癌組織から離れるようにナビゲートするための制御プログラム又は論理構成を描くプロセス２６０４０の論理フロー図である。エンドエフェクタ２６０５０は、多くの点でエンドエフェクタ２６０００と類似している。例えば、外科用器具２６０１０は、エンドエフェクタ２６０００の代わりにエンドエフェクタ２６０５０を装備することができる。
プロセス２６０４０は、単独で、又はプロセス２６０２０若しくは少なくともその一部と組み合わせて実行することができる。様々な態様において、プロセス２６０４０は、エンドエフェクタ２６０５０の対向している側面２６０５３、２６０５４にあるセンサ２６０５５、２６０５６と通信する制御システム２６４７０の制御回路によって実行される。センサ２６０５５、２６０５６は、それを貫いて移動可能な横切開部材を収容するように構成された細長いチャネルに沿って延在する長手方向軸「Ｌ」によって画定される横切開経路によって離間及び分離される。センサ２６０５５、２６０５６は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０５０の近接を示す生理学的パラメータに対応するセンサ信号を提供するように構成されている。
プロセス２６０４０は、プロセス２６０４０を実施するためにプロセッサ４６２によって実行され得る、メモリ４６８に記憶されたプログラム命令によって実行することができる。マイクロコントローラ４６１はまた、プロセス２６０４０を実施する際に、クラウドベースのシステム１０４（図１）からのニューラルネットワーク、ルックアップテーブル、定義関数、及び／又はリアルタイム入力を用いてもよい。
プロセス２６０４０は、センサ２６０５５、２６０５６からのセンサ信号を受信すること２６０４１を含む。センサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表すと判定された２６０４２場合、プロセス２６０４０は、エンドエフェクタ２６０５０による組織への治療適用を許可する２６０４３。逆に、センサ信号が所定の閾値以下の生理学的パラメータの値を表すと判定された２６０４４場合、プロセス２６０４０は、ユーザにエンドエフェクタを任意の好適な方向に移動させるよう命令する２６０４５。
上記に加えて、第１のセンサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表し、第２のセンサ信号が所定の閾値未満の値を表すと判定された２６０４６場合、プロセス２６０４０は、ユーザにエンドエフェクタ２６０５０を第１の方向２６０６１に移動させるように命令する。反対に、第２のセンサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表し、第１のセンサ信号が所定の閾値未満の値を表すと判定された２６０４８場合、プロセス２６０４０は、ユーザにエンドエフェクタ２６０５０を第１の方向２６０６１とは反対の第２の方向２６０６２に移動させるように命令する。
図１６６に示すように、長手方向軸「Ｌ」は、第１の側面２６０５３及び第２の側面２６０５４を画定する。第１の方向２６０６１は、第１の側面２６０５３上を長手方向軸「Ｌ」から離れる方向に延在し、一方で第２の方向２６０６２は、第２の側面２６０５４上を長手方向軸「Ｌ」から離れる方向に延在する。
図１６７は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０５０の３つの異なる位置（位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ）に関する、時間（ｘ軸）に対してプロットされた組織の生理学的パラメータの値（Ｙ軸）を表す、センサ２６０５５、２６０５６からのセンサ信号を示すグラフである。生理学的パラメータは、組織内のグルコース濃度である。上記のように、低いグルコース濃度は、癌組織に極めて近接していることを示す。あるいは、生理学的パラメータは、ｐＨ濃度であってもよい。低いｐＨ濃度は、癌組織に極めて近接していることを示す。
様々な実施例において、本開示の少なくとも１つの態様によると、エンドエフェクタは、癌組織に対する近接性を示す２つ以上の生理学的パラメータを測定するセンサを含んでもよい。例えば、エンドエフェクタは、１つ以上のグルコースセンサ及び１つ以上のｐＨセンサを含み得る。異なるタイプのセンサからのセンサ信号は、癌組織に対する近接性を評価するためにマイクロコントローラ４６１によって受信・分析され得る。
位置Ａでは、センサ２６０５５、２６０５６のセンサ信号２６０５７、２６０５８は、所定の閾値「Ｎ」以上である。したがって、癌組織は、エンドエフェクタ２６０５０から十分に遠く離れていると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ４６１は、エンドエフェクタ２６０５０によって把持された組織を治療するのは安全であることを外科オペレータに通知することができる。
位置Ｃでは、センサ２６０５５、２６０５６の信号２６０５７、２６０５８は、所定の閾値「Ｎ」未満である。したがって、腫瘍は、横切開経路２６０５２上のセンサ２６０５５、２６０５６間にあるか、又は少なくともその近くにあると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ４６１は、組織に対する治療を適用する前に、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ２６０５０をいずれかの方向の側面に移動させることによって再位置決めするように、外科オペレータに命令することができる。
位置Ｂでは、センサ２６０５５のセンサ信号２６０５７は所定の閾値「Ｎ」未満であり、一方で、センサ２６０５６のセンサ信号２６０５８は所定の閾値「Ｎ」よりも大きい。したがって、腫瘍はエンドエフェクタ２６０５０の第１の側面５６０５３上に延在していると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ４６１は、組織を治療する前に、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ２６０５０を癌組織から遠ざかるように第２の方向２６０６２へと移動させることによって再位置決めするように、外科オペレータに命令することができる。
様々な実施例では、センサ信号は、センサによって検出される生理学的パラメータに正比例する。しかしながら、他の等価な実施例では、センサ信号は、センサによって検出される生理学的パラメータに反比例することができる。そのような他の実施例では、センサ信号は、癌組織に対する近接性が増加するにつれて減少する。それでもなお、インバータを利用して、受信したセンサ信号を反転させることができる。
様々な態様では、図１６３、図１６６、及び図１６７を参照すると、マイクロコントローラ４６１は、あるセンサ信号を他のセンサ信号から減算することによって、センサ２６０５５、２６０５６のセンサ信号を更に処理する。得られたデルタを更に分析して、エンドエフェクタ２６０５０が移動されるべき方向を判定することができる。図１６７に示すように、位置Ａ及び位置Ｃでは、センサ信号はほとんどが互いを相殺する。しかしながら、図１６７の位置Ｂでは、デルタ２６０５９内で陽性が検出される。デルタのポジティブな移行は、癌組織がエンドエフェクタ２６０５０の第１の側面２６０５３上を延在するが、第２の側面２６０５４上は延在しないことを示す。加えて、デルタ２６０５９がゼロより高いか低いかによって、エンドエフェクタ２６０５０の所望の運動方向の指示が与えられ得る。
図１６６の実施例に示すように、センサ２６０５５、２６０５６を用いて、マイクロコントローラ４６１は、癌組織に対する関連する近接性を評価し、どのように癌組織方向から離れるようにナビゲートするかを判定することができる。他の実施例では、センサアレイは、３つ以上のセンサを含んでもよい。一実施例では、センサアレイは、センサ２６０５５、２６０５６に加えて、エンドエフェクタの遠位部分に第３のセンサを含んでもよい。
様々な態様では、図１６８に示すように、エンドエフェクタ２６０７０は、６つのセンサ（Ｓｅｎ１〜Ｓｅｎ６）、すなわち２つの近位センサ（Ｓｅｎ１及びＳｅｎ６）、２つの中間センサ（Ｓｅｎ２及びＳｅｎ５）、並びに２つの遠位センサ（Ｓｅｎ３及びＳｅｎ４）を含むセンサアレイ２６０８０を装備してもよい。加えられたセンサは、とりわけマイクロコントローラ４６１が、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の位置をより正確に予測することを可能にする。
エンドエフェクタ２６０７０は、多くの点でエンドエフェクタ２６０００、２６０５０と類似している。例えば、エンドエフェクタ２６０７０は、第１のジョー２６０７１と第２のジョー２６０７２とを備える。第１のジョー２６０７１及び第２のジョー２６０７２のうちの少なくとも一方は、それらの間に組織を把持するように他方に対して移動可能である。
上記に加えて、エンドエフェクタ２６０７０は、第２のジョー２６０７２内に画定されたアンビルと、第１のジョー２６０７１内に画定されたステープルカートリッジ２６０７５と、を更に含む。エンドエフェクタ２６０７０によって把持された組織を治療するために、ステープルが、ステープルカートリッジ２６０７５から把持された組織内へと配備され、アンビルによって変形される。組織を切断するために、横切開部材は、横切開部材の横切開経路２６０７３を画定する細長いスロットに対して移動される。横切開経路２６０７３は、エンドエフェクタ２６０７０の対向している２つの側面２６０７６、２６０７７を画定する。
上記に加えて、センサアレイ２６０８０は、多くの点でセンサアレイ２６４７１と類似している。例えば、センサアレイ２６０８０は、マイクロコントローラ４６１に連結することもできる。センサアレイ２６０８０は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の近接性を示す組織の生理学的パラメータに従って、マイクロコントローラ４６１にセンサ信号を提供するように構成された６つのセンサ（Ｓｅｎ１〜Ｓｅｎ６）を含む。他の実施例では、センサアレイ２６４７１のようなセンサアレイ２６０８０は、７つ超又は６つ未満のセンサを含んでもよい。
センサアレイ２６０８０のセンサは、離間配置され、ステープルカートリッジ２６０７５の外側縁部２６０７８、２６０７９上に配置される。図１６８の実施例では、Ｓｅｎ１、Ｓｅｎ２、及びＳｅｎ３は、側面２６０７６上に配置され、Ｓｅｎ４、Ｓｅｎ５、及びＳｅｎ６は、側面２６０７７上に配置される。換言すれば、横切開経路２６０５２は、センサアレイ２６０８０のセンサ間を延在する。
様々な実施例では、センサ信号と信号の平均値との差は、腫瘍の近接性への洞察を与えることができる。センサが腫瘍上にあることを信号が示す場合、そのセンサと他のセンサとの差は、腫瘍が片側に沿っているか（横切開されていない）、あるいは横切開経路に沿っているか（横切されている）の洞察を与える。信号と平均との差が小さいが平均が高い場合は、エンドエフェクタ全体が腫瘍上にある。
図１６９及び図１７２は、ｘ軸上の時間に対してＹ軸上にプロットされたセンサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６のセンサ信号を示すグラフである。センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６のセンサ信号は、癌組織からの距離の変化と共に変化する生理学的パラメータを測定する。したがって、Ｓｅｎ１〜Ｓｅｎ６のセンサ信号は、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の位置を示す組織の生理学的パラメータを表す。図１６９及び図１７２の生理学的パラメータは、癌組織に対する近接性の増加と共に減少するものであるが、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６のセンサ信号は、インバータを通されている。図１６９の位置Ａ〜Ｃ及び図１７１の位置Ａ〜Ｅのそれぞれは、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の別個の位置を表す。
図１６９及び図１７２の実施例では、センサ信号の平均（ＡＶＧ）は、次式からマイクロコントローラ４６１を計算することができ、
Figure 2021519643
 式中、Ｓｅｎ１−ｎは、時間（ｔ）におけるセンサ信号値を表し、（ｎ）はセンサの数を表す。
次に、マイクロコントローラ４６１は、以下の式を用いることができ、
Figure 2021519643
 式中、（ｎ）は１以上の整数であり、（ＡＶＧ）はセンサ信号の平均であり、（ｘ）は所定の閾値であり、癌組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の近接性を判定することができる。図１６９及び図１７２の位置Ａに示されるように、式が所定の閾値（ｘ）未満の結果をもたらす場合、マイクロコントローラ４６１は、エンドエフェクタ２６０７０による組織治療を認可する。図１６９の位置Ｂ〜Ｄ及び図１７２の位置Ｂ〜Ｅでは、式は所定の閾値（ｘ）よりも大きい結果をもたらして、センサのうちの１つ以上が癌組織に極めて近接していることを示す。
マイクロコントローラ４６１は、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６のそれぞれのセンサ信号をセンサ信号の平均（ＡＶＧ）と比較して、癌組織に対するセンサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６の近接性を評価することができる。組織に対するエンドエフェクタ２６０７０の近接性は、癌組織に対するセンサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６の評価された近接性から推定され得る。（ＡＶＧ）を超えるセンサ信号を提供するセンサは、癌組織に極めて近接して位置決めされたセンサとして識別することができる。センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６のセンサ信号に他の数式を適用して、癌組織に対するセンサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６の近接性を確認することができる。
上記に加えて、エンドエフェクタ２６０７０上のセンサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６の空間的関係から追加情報を推定することもできる。図１７０は、エンドエフェクタを癌組織に対してナビゲートするための命令を提供する制御プログラム又は論理構成を描くプロセス２６０９０の論理フロー図であり、この命令は、センサが癌組織に極めて近接していることを示す読み取り値を報告する、エンドエフェクタ上のセンサの空間的関係に基づく。プロセス２６０９０は、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６からのセンサ読み取り値に基づいてマイクロコントローラ４６１によって実行することができる。プロセス２６０９０は、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６からセンサ信号を受信すること２６０９１と、上述の式に基づいて、癌組織に極めて近接しているセンサを判定すること２６０９２と、を含む。更に、プロセス２６０９０は、エンドエフェクタ２６０５０上で癌組織に極めて近接しているセンサの相対位置に基づいて、エンドエフェクタ２６０５０を癌組織から遠ざかるようにナビゲートするための命令を提供すること２６０９２を含む。
図１６９の位置Ｃ及び図１７２の位置Ｂは、図１７０のプロセス２６０９０を実装する実施例を示す。図１６９の位置Ｃ及び図１７２の位置Ｂでは、Ｓｅｎ３及びＳｅｎ４の読み取り値は（ＡＶＧ）よりも大きいが、残りのセンサは、（ＡＶＧ）未満の読み取り値を報告する。加えて、Ｓｅｎ３及びＳｅｎ４は、エンドエフェクタ２６０７０の遠位部分の対向している側面２６０７６及び２６０７７上に位置する。したがって、癌組織は横切開経路２６０７３上を延在し、主にエンドエフェクタ２６０７０の前に位置すると結論付けることができる。これに応答して、マイクロコントローラ４６１は、外科オペレータに把持された組織を解放するように命令し、組織を再把持する前に、エンドエフェクタ２６０７０を後方に動かしてきれいなマージンに到達させることができる。
図１６９の位置Ｄは、図１７０のプロセス２６０９０を実装する別の例を示す。図３８の位置Ｄでは、Ｓｅｎ３及びＳｅｎ２の読み取り値は（ＡＶＧ）よりも大きいが、残りのセンサは、（ＡＶＧ）未満の読み取り値を報告する。加えて、Ｓｅｎ２及びＳｅｎ３は、エンドエフェクタ２６０７０の同じ側面２６０７６上に位置決めされる。したがって、癌組織は、エンドエフェクタ２６０７０の側面２６０７６上に延在すると結論付けることができる。側面２６０７７上に位置するセンサＳｅｎ４、Ｓｅｎ５、及びＳｅｎ６の読み取り値は、これらのセンサが癌組織に極めて近接はしていないことを示すため、マイクロコントローラ４６１は、外科オペレータに把持された組織を解放し、エンドエフェクタ２６０７０を、側面２６０７６上のきれいなマージンに到達するために、横切開経路２６０７３の側面２６０７７上から遠ざかる方向に移動させるように命令することができる。
図１７１は、エンドエフェクタを癌組織に対してナビゲートするための命令を提供する制御プログラム又は論理構成を描くプロセス２６１９０の論理フロー図であり、この命令は、センサが癌組織に極めて近接していることを示す読み取り値を報告する、エンドエフェクタ上のセンサの読み取り値の値の空間的関係及び比較に基づく。プロセス２６１９０は、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６からのセンサ読み取り値に基づいてマイクロコントローラ４６１によって実行することができる。プロセス２６１９０は、センサＳｅｎ１〜Ｓｅｎ６からセンサ信号を受信すること２６１９１と、上述の式に基づいて、癌組織に極めて近接しているセンサを判定すること２６１９２と、を含む。更に、プロセス２６１９０は、エンドエフェクタ２６０７０上で癌組織に極めて近接しているセンサの読み取り値の相対位置及び相対値に基づいて、エンドエフェクタ２６０７０を癌組織から遠ざかるようにナビゲートするための命令を提供すること２６１９３を含む。
図１７２の位置Ｅは、プロセス２６１９０を実装する実施例を提供する。図１７２の位置Ｅでは、Ｓｅｎ１、Ｓｅｎ２、及びＳｅｎ３の読み取り値は全て（ＡＶＧ）以上であり、残りのセンサは（ＡＶＧ）未満の読み取り値を報告する。加えて、Ｓｅｎ１、Ｓｅｎ２及びＳｅｎ３は全て、エンドエフェクタ２６０７０の側面２６０７６上に位置決めされる。したがって、癌組織は、エンドエフェクタ２６０７０の側面２６０７６上に延在すると結論付けることができる。加えて、Ｓｅｎ２の読み取り値は、Ｓｅｎ１の読み取り値よりも大きい。また、Ｓｅｎ２の読み取り値は、Ｓｅｎ３の読み取り値よりも大きい。Ｓｅｎ２は、同じ側面２６０７６上でＳｅｎ１とＳｅｎ３との間に位置決めされるため、癌組織はエンドエフェクタ２６０７０の側面２６０７６上で、Ｓｅｎ１及びＳｅｎ３よりもＳｅｎ２に近い位置に延在すると結論付けることができる。
様々な実施例では、センサアレイ２６４７１及び／又はセンサアレイ２６０８０などのセンサアレイのセンサは、ステープルカートリッジに組み込まれ、エンドエフェクタと共に組み立てられると、電力及び／又はデータを伝送するコンタクタプレートと係合するステープルカートリッジの金属部分を通って伝導され得る。
様々な実施例では、本開示によるセンサアレイのセンサによって測定される組織の生理学的パラメータは、ｐＨである。上述のように、乳酸は、間質液環境におけるグルコースの減少及び乳酸の増加をもたらす、癌組織によって実施される解糖（嫌気性代謝）プロセスの副生成物である。
様々な実施例では、本開示によるセンサアレイのセンサによって測定される組織の生理学的パラメータは、グルコースである。上述のように、腫瘍内微小環境においてはグルコース濃度は非常に低いと測定されている（０．１〜０．４ｍＭ）。正常組織において、グルコース濃度は、約３．３〜５．５ｍＭの範囲であり得る。
様々な実施例では、本開示によるセンサアレイのセンサは、酵素との酸素反応に基づいてグルコース濃度を測定するために使用することができるクラーク型センサである。クラーク型センサは、固定化グルコースオキシダーゼを埋め込んだ表面を使用してβ−Ｄ−グルコースの酸化を触媒して、グルコン酸及び過酸化水素を生成する。過酸化水素は、存在するグルコース分子の数に比例する電子移動を誘導する触媒（通常は白金）アノードにおいて酸化される。
図１７３及び図１７４は、本開示のセンサアレイと共に使用することができる、例示的な厚膜印刷グルコースセンサ２６２００を示す。この構成は、他の一般的な干渉化学物質（例えばアスコルビン酸）によって不明瞭にされない、グルコース検出に対する高い特異性を有するイリジウムドープカーボンインクを使用する。センサ２６２００は、約１ｍｍの電極直径を備える。一実施例では、図１７４に示すように、センサ２６２００は、Ｉｒ−炭素対電極２６２０２、並びにＩｒ−炭素作用電極２６２０３、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極２６２０４、及び銀導電パッド２６２０５を含む。更に、センサ２６２００は絶縁層２６２０６を更に含む。センサ２６２００の更なる詳細は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる「Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｂ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ，２００７，Ｖ１２５（１），ｐｐ．１６〜１１３）と題するＳｈｅｎ Ｊらの論文刊行物に記載されている。図１７５〜図１７６に示されるように、０．２〜０．３Ｖの電位が印加されると、５ｍＭのグルコースの増加を伴う、約１５〜２０ｕＡの応答電流を観察することができる。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサは、ステープルカートリッジ上に配置され得る。接着マスクは、所定の位置でセンサと共に埋め込まれていてもよい。様々な態様では、センサは、ステープルカートリッジ上の隆起に取り付けることで、センサは、組織との接触を確実にするためにステープルカートリッジのカートリッジデッキより高い位置に位置決めされる。接着マスクは、例えば、スクリーンプリント技法を用いてポリエステル基板上にまとめて形成することができる。導電パッドが共通の位置にプリントされ得る。
様々な実施例にでは、癌組織に対する近接性の検出に加えて、本開示のエンドエフェクタはまた、特定の組織内の特定の癌のタイプを標的とするように構成され得る。参照によりその全体が本発明に組み込まれる、Ａｌｔｅｎｂｅｒｇ Ｂ ａｎｄ Ｇｒｅｕｌｉｃｈ ＫＯの誌刊行Ｇｅｎｏｍｉｃｓ ８４（２００４）ｐｐ．１０１４〜１０２０に指摘されるように、特定の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられるのに対し、他の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によっては特徴付けられない。したがって、本開示のエンドエフェクタは、肺癌又は肝臓癌など、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられる癌組織に対して高い特異性を有するセンサアレイを装備することができる。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサ読み取り値は、追加の分析及び／又は状況認識のために、外科用器具によって外科用ハブ（例えば、外科用ハブ１０６、２０６）に伝達される。
カートリッジセンサ組立体
外科用器具に利用される典型的なセンサ組立体は、組織及び物理的環境条件を受動的に検出することができるだけであり、これは、それらが検出することができるデータの量、タイプ、及び詳細を制限し得る。本開示の態様は、外科用器具と共に使用するためのカートリッジが、外科処置の過程中に組織を刺激又は摂動し、続いて組織内の対応する応答を検出することによって組織を動的に評価するために利用することのできる能動的センサを含む解決法を提示する。カートリッジに組み込まれた能動的センサを介して組織に刺激を適用することによって、外科用器具は、受動的センサを使用して検出された場合よりも、更なる又は異なる情報を感知することができる。
図１７７は、本開示の少なくとも１つの態様による、能動的センサ２７００６を含むステープルカートリッジ２７０００の斜視図を示す。ステープルカートリッジ２７０００は、図２５に関して説明した外科用器具１５００１０などの外科用器具１５００１０のエンドエフェクタ１５０３００内に受容され得る。一態様では、ステープルカートリッジ２７００６は、能動的センサ２７００６を含み、能動的センサ２７００６は、能動素子２７００２及びセンサ２７００４を含む。能動的センサ２７００６は、能動素子２７００２を介してその環境を能動的に摂動又は刺激し、続いてセンサ２７００４を介して対応する環境応答を測定するように構成されている。能動的センサ２７００６は、それらの環境を受動的に測定するように構成された受動的センサとは異なる。
能動素子２７００２は、ステープルカートリッジ２７０００が挿入されている、エンドエフェクタ１５０３００によってクランプされた組織（すなわち、カートリッジデッキ２７００８とエンドエフェクタ１５０３００のアンビル１５０３０６との間に位置決めされるか又は固定された組織）に刺激を提供するように構成されている。センサ２７００４は、組織に適用された摂動又は刺激に関連する組織パラメータを感知し、それによって刺激から生じる組織パラメータの変化を判定するように構成されている。一態様では、能動素子２７００２及びセンサ２７００４が、互いに対して一体的に組み込まれるか、ないしは別の方法で関連付けられて、単一の一体型ユニットとして能動的センサ２７００６を形成する。別の態様では、能動素子２７００２及びセンサ２７００４は、カートリッジ上若しくはカートリッジ内で互いから離れて位置決めされるか、又は別の方法で互いに関連付けを解かれて、分散ユニットとして能動的センサ２７００６を形成する。
図１７８は、本開示の少なくとも１つの態様による、回路２７０１０のブロック図を示す。一態様では、カートリッジ２７０００は、能動素子２７００２と、センサ２７００４と、能動素子２７００２及びセンサ２７００４のそれぞれに通信可能に接続された制御回路２７０１２と、制御回路２７０１２に電力を供給するために制御回路２７０１２に接続された電源２７０１４と、を含む回路２７０１０を含む。回路２７０１０及び／又は制御回路２７０１２としては、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路、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が挙げられ得る。一態様では、制御回路２７０１２は、能動素子２７００２を作動させるか、能動素子２７００２にエンドエフェクタによってクランプされた組織に対して刺激を放出若しくは供給させるか、又は他の方法で能動素子２７００２の状態を制御するように、構成され得る。制御回路２７０１４は、センサ２７００４を作動させるか、センサ２７００４から組織特性を示すデータ若しくは電気信号を受信するか、又は別の方法でセンサ２７００４を制御するように構成することができる。様々な態様では、能動素子２７００２及びセンサ２７００４のいずれか又は両方は、図１７７に示されるように、カートリッジ２７０００のデッキ２７００８上に露出又は位置決めされて、カートリッジデッキ２７００８に接して位置決めされた組織と接触することができる。一態様では、図１７８に示される回路２７０１０は、フレックス回路として具現化され得る。一態様では、回路２７０１０は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題される２０１７年６月２８日出願の米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されるカートリッジ回路及びチャネル回路などのカートリッジ回路及び／又はチャネル回路とは分離した回路である。そのような態様では、回路２７０１０は、カートリッジ回路及び／又はチャネル回路に通信可能に連結されてもよく、又は通信可能に連結されなくてもよい。別の態様では、回路２７０１０は、カートリッジ回路及び／又はチャネル回路に組み込まれる。
一態様では、能動素子２７００２は加熱素子を含み、センサ２７００４は温度センサ（例えば、温度測定アレイ）を含む。この態様では、能動素子２７００２は、エンドエフェクタ１５０３００によって把持され、かつ／又はカートリッジデッキ２７００８に接して位置決めされた組織に対し、熱又は熱エネルギーの形態で刺激（摂動）を提供するように構成される。更に、センサ２７００４は、能動素子２７００２からの熱エネルギーが印加される組織の生理学的反応を感知するように構成される。したがって、制御回路２７０１２は、センサ２７００４から受信したデータ及び／又は信号を介して組織の生理学的反応を評価するように構成され得る。
一態様では、能動素子２７００２は、エンドエフェクタ１５０３００によって把持され、かつ／又はカートリッジデッキ２７００８に接して位置決めされた組織の、所定の又は限局された領域に熱エネルギーを印加するように構成されている。例えば、加熱素子は、（例えば、アルミニウム及び／又は銅から構築された）ヒートシンクを備えることができ、このヒートシンクは、（例えば、電源２７０１４からの）電気エネルギーを熱に変換して、ヒートシンクに隣接するか又は限局された組織の所定の又は限局された領域に熱エネルギーを印加するように構成されている。別の態様では、能動素子２７００２は、カートリッジデッキ２７００８の表面の全体又は大部分にわたって熱エネルギーを印加するように構成される。例えば、加熱素子は、カートリッジ回路の層のうちの１つ以上に内蔵された可撓性加熱グリッドを備えることができる。このような態様では、加熱グリッドは、カートリッジ２７０００の全体又は大部分が熱エネルギーを放出するのを可能にするように構成され得る。代替的に又は追加的に、加熱グリッドは、加熱グリッドの様々な領域が活性化されて熱エネルギーを生成することができるように構成され得る。この実施例では、加熱グリッドは、組織に適用するための特定の量の熱エネルギー出力を用いて、限局された又は事前定義の加熱領域において熱エネルギーを印加するために同様に利用され得る。
組織に熱エネルギーを印加することは、組織に関する様々な生理学的情報を導出するために利用され得る。例えば、組織の温度が上昇する速度は、その含水量の関数である。したがって、組織に熱エネルギーを印加することを利用して、印加された熱エネルギーに応答して組織の温度が上昇する速度を感知することによって、組織の全体的含水量を判定することができる。組織の含水量は、例えば組織タイプに対応する。更に、組織の異なる部分に熱エネルギーを印加することを利用して、印加された熱エネルギーに応答して組織の異なる部分の温度が上昇する速度を比較することによって、含水量の高い又は低い組織の位置（単数又は複数）を判定することができる。
一態様では、能動素子２７００２は加圧素子を含み、センサ２７００４は組織圧縮センサを含む。加圧素子としては、例えば、通電されると、形状を変形させ、それにより、それに対して位置する組織の特定の領域に局部圧力を印加するように構成された磁気又は電気活性ポリマーが挙げられ得る。加圧素子は、加圧素子がそれに対して位置する組織に接触して圧力を印加するように、例えばカートリッジデッキ２７００８上に配設され得る。組織圧縮センサとしては、例えば、組織のインピーダンスを測定するように構成されたインピーダンスセンサが挙げられ得る。組織のインピーダンスは組織の厚さ（すなわち、組織圧縮）に対応し得るため、組織インピーダンスの時間の変化率を監視することを利用して、圧力刺激に応答した経時的な組織の粘弾性特性の変化を監視することができる。組織のそのような粘弾性特性としては、例えば、組織クリープ及び安定性が挙げられ得る。組織圧縮センサとしては、更に、例えば、組織に加えられた力若しくは圧力を感知するように構成された力センサ（（例えば、ロードセル又は力感知抵抗器）、又は、エンドエフェクタ１５０３００のジョー（例えば図２５に描かれた外科用器具１５００１０のアンビル１５０３０６及び／若しくはチャネル１５０３０２）間の間隙若しくは距離（これは、エンドエフェクタ１５０３００によって把持された組織が圧縮される程度に対応する）を感知するように構成された間隙センサ（例えばホール効果センサ）が挙げられ得る。
磁気ポリマー又は電気活性ポリマーは、それらが製造される方法に基づいて、所定の方法で変形するように構成され得る。一態様では、制御回路２７０１２は、組織圧縮に関する測定値をセンサ２７００４から受信するように構成され得、加えられた圧力は、組織の加速クリープ態様を判定するために適用される。一態様では、制御回路２７０１２は、組織の組織回復特性を評価するために、加えられた圧力が除去された後で、組織圧力に関するセンサ２７００４からの測定値を受信するように構成され得る。
組織に圧力を印加することは、組織に関する様々な生理学的情報を導出するために利用され得る。例えば、組織によって呈される粘弾性特性は、その組織タイプに対応する。換言すれば、様々なタイプの組織は、それぞれ一貫した粘弾性特性を呈する。したがって、組織に圧力を加えることを利用して、組織が圧縮する速度、圧力が除去されたときに組織がその前の形状に戻る速度、及びその他の粘弾性特性を感知することによって、組織の粘弾性特性を判定することができる。組織の粘弾性特性を監視することに関する更なる詳細は、表題「外科用器具のハードウェア」の項で、また、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＴＩＭＥ ＤＥＰＥＮＤＥＮＴ ＥＶＡＬＵＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ，ＣＲＥＥＰ，ＡＮＤ ＶＩＳＣＯＥＬＡＳＴＩＣ ＥＬＥＭＥＮＴＳ ＯＦ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する２０１５年９月１４日出願の米国特許出願公開第２０１６／０２５６１５６号で見出され得る。
図１７９は、組織タイプを判定するためのプロセス２７０５０の論理フロー図を示す。以下のプロセス２７０５０の説明においては図１７８も参照されたい。例示のプロセスは、例えば、制御回路２７０１２によって実行され得る。したがって、プロセス２７０５０を実行する制御回路２７０１２は、能動素子２７００２に、エンドエフェクタ１５０３００において又はエンドエフェクタ１５０３００によってクランプされた組織に刺激を印加させる２７０５２。刺激としては、例えば、熱又は圧力が挙げられ得る。したがって、制御回路２７０１２は、センサ２７００４によって感知された組織特性の変化を検出し２７０５４、センサ２７００４によって感知された組織特性は、能動素子２７００２によって組織に付与された刺激に対応する。センサ２７００４によって感知される組織特性としては、例えば、組織の温度又は組織の粘弾性特性が挙げられ得る。したがって、制御回路２７０１２は、刺激の印加に応答して組織の感知された特性の結果として生じる変化を特性決定することによって、クランプされた組織の組織タイプを判定する２７０５６。組織タイプとしては、例えば、生理学的組織タイプ（例えば、肺組織又は胃組織）、又は特定の組織の特徴を呈する組織タイプ（例えば、特定の含水量を有する組織）が挙げられ得る。
カートリッジ回路がフレックス回路である態様では、フレックス回路は、センサ、チップ、及び他の電子機器を固定するための強化されたセクションを含み得る。一態様では、制御回路は、成形カートリッジ内に正の取り付け点を有する剛性基材上に配設することができる。別の態様では、制御チップ又は回路は、フレックス回路の強化された半剛性セクション上に配設されてもよく、ここで、回路は、（例えば、カートリッジの層の間、又はエンドエフェクタチャネルとカートリッジとの間に挟まれることによる接着によって）カートリッジに固定されるように設計されている。別の態様では、フレックス回路の遠位部分は、制御回路２７０１２と共に使用するためのセンサ２７００４又は感知アレイを含んでもよい（制御回路２７０１２は、同様に、回路の強化された又は半剛性セクション上に配設されてもよく、又は配設されなくてもよい）。
図１８０は、本開示の少なくとも１つの態様による、疎水性領域２７１０２を含むカートリッジ２７１００の斜視図を示す。一態様では、カートリッジ（例えば、ステープル留めカートリッジ又はＲＦエネルギーカートリッジ）は、カートリッジデッキ２７１０４上に配設された疎水性領域２７１０２を含み得る。疎水性領域２７１０２は、組織の直接圧力が疎水性領域２７１０２と接触させられない限り、液体接触を排除するように構成され得る。疎水性領域２７１０２としては、例えば、カートリッジデッキ２７１０４に沿って配設される１つ以上の疎水性材料から構築された領域が挙げられ得る。更に、カートリッジ２７２００はステープルカートリッジとして描かれているが、カートリッジ２７２００はとしては、ＲＦカートリッジ及び任意の他のこうしたカートリッジも挙げられることに留意されたい。
一態様では、疎水性領域（単数又は複数）２７１０２の位置は、様々なカートリッジセンサの位置に隣接して位置決めされてもよく、その周囲に位置決めされてもよく、又は別の方法でそれに対応してもよい。例えば、カートリッジ２７１００は、図３６〜図４３に関連して論じられる態様にあるものなどの、対応する第２の電極からＲＦ信号を受信するように構成された、エンドエフェクタ１５０３００上に配設された第１の電極の位置に対応する疎水性領域２７１０２を含み得る。疎水性領域２７１０２の位置は、図３６〜図３８に示される電極（すなわち、ＲＦ電極１５１０３８、１５１０４８、及び／又は電気接点１５１０４０、１５１０４４、１５１０５０、１５１０５２）の位置に対応するため、疎水性領域２７１０２は、組織がそれと接触するように直接強制されない限り、電極に対する液体接触を阻止する。電極が液体を利用してＲＦ信号を送信するとき、回路１５１２５０（図４０）などの電極に連結された制御回路は、組織の加圧された領域のみを測定するように構成される。
別の態様では、組織を切断及び／凝固させるために組織から流体を排除するように構成されたＲＦ又は他のエネルギーカートリッジ上に配設されるか、又は他の方法でこれと一体化された疎水性領域２７０１２。この態様では、カートリッジセンサは、疎水性区域２７１０２上に、疎水性区域２７１０２内に、又は疎水性領域２７１０２に隣接して位置決めされ得る。カートリッジセンサが組織のインピーダンスを感知するように構成されたインピーダンスセンサを含む態様では、疎水性領域２７１０２は、組織から排除されている流体を感知するのとは対照的に、組織が融解する際の組織の抵抗性の態様をより感知しやすいインピーダンスセンサを作製することができる。
一態様では、カートリッジフレックス回路及び／又はエンドエフェクタフレックス回路は、カートリッジ２７１００及び／又はエンドエフェクタ１５０３００の様々な位置上に、又は様々な位置において位置決めされたグラフィカルオーバーレイ（例えば印刷された絵柄又はアイコン）を含むことができる。グラフィカルオーバーレイは、例えば、感知がフレックス回路上のどこで発生するか、又は組織が感知されるフレックス回路に対してどこに位置するべきであるかを示すように位置決めされ得る。
一態様では、カートリッジフレックス回路及び／又はエンドエフェクタフレックス回路は、組織が感知アレイに対して移動するのではなく、組織がカートリッジ２７１００に対して移動する間にセンサが組織と接触したままであることを可能にするように構成された浮動フレックス回路感知アレイを含むことができる。浮動フレックス回路アレイは、例えば、組織との接触を維持するために固定層に対して移動するように構成された浮動層又は可動層を含むことができる。浮動層と固定層とは、浮動層の移動によりが固定層への電気的接続が断絶されないように、電気的に接続され得る。浮動回路感知アレイに関する更なる詳細は、表題「外科用器具のハードウェア」の項で見出すことができる。
一態様では、カートリッジ回路は、図３６〜図４３に関連して論じられるような、組織に非治療レベルの電気エネルギー（すなわち、治療効果を有さないか、又は最小限しか有さない程度の電気エネルギー）を印加し、続いてこれに対応して組織の圧縮を感知するように構成されたインピーダンス回路を含んでもよい。外科用器具のカートリッジ回路及び／又は制御回路は、エンドエフェクタの閉鎖力（ＦＴＣ）を監視し、組織のインピーダンス変化にＦＴＣを相関させて、組織の構成、組織タイプ、及び／又は組織の特徴を判定するように構成され得る。続いて、組織の構成、組織タイプ、及び／又は組織の特徴を利用して、発射力（ＦＴＦ）、前進速度、及び／又はクリープ速度が安定性を示すのに適切な閾値を判定することができる。
本明細書の上記で説明される技術は、外科用器具のセンサ組立体によって検出可能なデータの量及び詳細を増加させ、適用された刺激に対する組織の応答に基づいて組織タイプを区別する外科用器具の能力を改善した。
カートリッジ識別及びステータス検出
外科用器具カートリッジは、カートリッジに関連付けられたデータ（すなわち、データ要素）を記憶又はリレーするための複数の及び／又は重複する手段を有し得る。カートリッジに関連付けられたデータは、例えば、カートリッジのタイプ、カートリッジの特性、及びカートリッジが以前に発射されたかどうかを含むことができる。データの冗長性は、データ要素のうちの１つにエラーが存在した場合、又はデータ要素のうちの１つが破壊された場合に、全てのデータが損失することを回避するのに有益である。しかしながら、データ要素のうちの１つがデータを不正確に記憶するか、データの記憶に失敗するか、又はデータの送信にエラーを有する場合、データ要素間の解決不可能な競合が生成される場合がある。外科用器具又は別のシステムがカートリッジからデータを読み出すことを試みるとき、データの競合は、データを読み出す外科用器具又は他のシステムにエラーを引き起こし得る。本開示の態様は、データ要素のうちの１つを他のデータ要素に勝るように優先順位付けすることにより、外科用器具がデータ記憶要素間の競合を解決するように構成された解決を提示する。そのようにして、優先順位付けされたデータ要素は、他のデータ要素に優先されて、外科用器具又は別のシステムの制御回路によって使用される適切なカートリッジデータを選択しようと試みる際の競合を回避する。
図１８１は、本開示の少なくとも１つの態様による、一対のデータ要素を含むカートリッジ２７２００の斜視図を示す。一態様では、データ要素は、カートリッジ２７２００に関連付けられ、カートリッジに関連付けられたデータを記憶、表現、及び／又はリレーすることができる特徴、特性、及び／又は装置を含む。データ要素は、例えば、カートリッジに関するデータを記憶するように構成されたデータ記憶要素２７２０２と、カートリッジに関連するデータを表すように構成されたデータ表現機構２７２０４とを含むことができる。いくつかの態様では、データ要素は、自動識別及びデータキャプチャ（ＡＩＤＣ）技術として広く特徴付けられ得る。図１８１に示されるカートリッジは、２つのデータ要素を含むが、代替的な態様では、カートリッジは、カートリッジのデータ記憶要素及びデータ表現機構の様々な組み合わせで、１つ又は３つ以上のデータ要素を含むことができる。更に、カートリッジ２７２００はステープルカートリッジとして描かれているが、カートリッジ２７２００はとしては、ＲＦカートリッジ及び任意の他のこうしたカートリッジも挙げられることに留意されたい。
様々な態様では、データ表現機構２７２０４は、例えば、カートリッジ２７２００に関連付けられた又はカートリッジ２７２００上に配設された物理的又は視覚的に識別可能な機構又は構造を含むことができる。１つのこうした態様では、データ表現機構２７２０４は、カートリッジ本体２７２０５が構築される材料、及び／又はカートリッジ本体２７２０５の厚さを含んでもよい。外科用器具１５０３０２のエンドエフェクタ１５０３００に関連付けられたセンサ２７２２４（図１８２）によって続いて検出され得る、各カートリッジのタイプに適合させた抵抗範囲を生成するために、カートリッジ本体２７２０５の材料及び／又は厚さは、様々なカートリッジのタイプで異なってもよい。カートリッジ本体２７２０５の材料及び／又は厚さを検出するためのセンサ２７２２４は、例えば、エンドエフェクタ１５０３００のチャネル１５０３０２内に配設され得る。こうした態様では、エンドエフェクタ１５０３００は電気的に絶縁され得る。
別のこうした態様では、データ表現機構２７２０４は、クランプ力の初期段階に影響を与えるように構成された、カートリッジデッキ２７２０６上に（例えば、カートリッジデッキ２７２０６の近位端において）配設された材料又は構造体の層を含むことができる。例えば、図１８１では、エンドエフェクタ１５０３００のアンビル１５０３０６が、アンビル１５０３０６がクランプされて閉じられるときに構造体と接触するように、データ表現機構２７２０４は、カートリッジデッキ２７２０６の近位端から略直交して延在する構造体を含む。続いて、アンビル１５０３０６がデータ表現機構２７２０４と接触する際の力は、制御回路２７２２２（図１８２）によって、例えばモータ電流（アンビル１５０３０６がモータ７５４によって駆動されて閉じられるときにアンビル１５０３０６によって加えられる力に対応する）を検出する電流センサ７８６（図１８）を介して検出され得る。アンビル１５０３０６の閉鎖力（ＦＴＣ）における様々な検出可能な応答をもたらすために、カートリッジデッキ２７２０６上に配設されたデータ表現機構２７２０４の材料及び／又は幾何学形状は、様々なカートリッジタイプのそれぞれに対してカスタマイズされ得る。したがって、データ表現機構２７２０４を検出可能なセンサに連結された制御回路２７２２２は、最大ＦＴＣの程度又はレベル、ＦＴＣ応答の特性（例えば、図８３などの、「外科用器具のハードウェア」の項で記載される様々なグラフに描かれる、時間に対してプロットされたＦＴＣ曲線の形状）、及び経時的に検出されるＦＴＣの他のこうした特性に基づいてカートリッジのタイプを判定することができる。例えば、第１のカートリッジタイプは、剛性材料から構築されたデータ表現機構２７２０４を含むことができ、第２のカートリッジタイプは、可撓性材料から構築されたデータ表現機構２７２０４を含むことができる。制御回路２７２２２によって検出されたＦＴＣ応答のタイプに従い、制御回路２７２２２は、アンビル１５０３０６が閉じているときにアンビル１５０３０６が剛性又は可撓性構造体と接触しているかどうかを判定し、それによって、カートリッジ２７２００がそれぞれ第１のカートリッジタイプであるか、又は第２のカートリッジタイプであるかを判定することができる。
様々な態様では、データ記憶要素２７２０２は、例えば、カートリッジ２７２００に関連付けられるか、又はカートリッジ２７２００上に配設されてよく、また、データ記憶要素２７２０２によって記憶されたデータを有線接続又は無線接続を介して送信するように構成されてよい。一態様では、データ記憶要素２７２０２は、デジタル署名を含むＲＦＩＤマイクロトランスポンダ又はＲＦＩＤチップを含む。別のこうした態様では、データ記憶要素は、電池補助受動的ＲＦＩＤタグを備える。電池補助受動的ＲＦＤタグは、ＲＦＩＤマイクロトランスポンダ及び／又はＲＦＩＤチップと比較して改善された範囲及び信号長を呈することができる。この態様では、ＲＦＩＤタグは、カートリッジ２７２００が発射されたかどうかなどのカートリッジ２７２００に関連付けられたデータを記憶するために使用され得る書き込み可能セクションを含むことができる。データは、カートリッジ２７２００又は外科用器具の制御回路などの回路を介してカートリッジ２７２００の書き込み可能セクションに書き込まれ得る。続いて、外科用器具が、例えばカートリッジ２７２００が再発射されるべきではないと判断することができるように、その後に書き込み可能セクションが外科用器具のセンサによって読み込まれ得る。
データ記憶要素２７２０２が、超高周波及びより高い高周波を利用するＲＦＩＤタグを含む態様では、ＲＦＩＤタグは、外科用器具のリーダ（センサ）から遠ざかる１つ超の電波波長であってもよい。したがって、単にＲＦ信号を送信するのでは、ＲＦＩＤタグからデータを通信するために十分でない場合がある。これらの態様では、ＲＦＩＤタグは、信号を後方散乱させるように構成することができる。能動的ＲＦＩＤタグは、機能的に分離している送信機及び受信機を含有することができ、ＲＦＩＤタグは、リーダの問い合わせ信号に関連する周波数上で応答する必要はない。
別の態様では、データ記憶要素２７２０２は、識別データを記憶するように構成されたワンワイヤチップを含むことができる。データ記憶要素２７２０２は、カートリッジ２７２００がエンドエフェクタに挿入されると、又は外科用器具からのクエリを受信することに応答して、のいずれかで、記憶された識別データを外科用器具に送信又は提供するように構成され得る。こうした態様では、ワンワイヤチップは、カートリッジ２７２００が発射されたかどうかなどのカートリッジ２７２００に関連付けられたデータを記憶するために使用され得る書き込み可能セクションを含むことができる。別のこうした態様では、データ記憶要素は、ＩスクエアＣ（すなわち、Ｉ−２−Ｃ）、ＳＰＩ、又は他のマルチマスタ、マルチスレーブ、パケット交換、シングルエンドシリアルコンピュータバスなどの特定の通信プロトコルを実行する集積回路（ＩＣ）を備える。カートリッジ２７２００と外科用器具との間の有線電気接続に関する様々な更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題される２０１７年６月２８日出願の米国特許出願第１５／６３６，０９６号に見出すことができる。
図１８１は、単一のデータ表現機構２７２０４及び単一のデータ記憶要素２７２０２を含むカートリッジ２７２００を描いているが、カートリッジ２７２００の異なる態様が、上述のデータ要素の様々な組み合わせを含むことができるということに留意されたい。換言すれば、カートリッジ２７２００の様々な態様は、複数のデータ表現機構２７２０４、複数のデータ記憶要素２７２０２、様々なタイプのデータ記憶要素２７２０２、及び／又はデータ表現機構２７２０４などの組み合わせを含むことができる。
データ記憶要素２７２０２は、例えば、カートリッジのタイプを識別するデータ及びカートリッジの特性（例えば、カートリッジサイズ）を識別するデータを含む、カートリッジ２７２００に関する様々なデータを記憶又は表現することができる。一態様では、データ記憶要素２７２０２は、電子製品コード（ＥＰＣ）を記憶するように構成され得る。データ記憶要素がＲＦＩＤタグである態様では、ＥＰＣは、ＲＦＩＤプリンタによってタグに書き込まれることができ、また、例えば、９６ビットのデータストリングを含むことができる。データストリングは、例えば、プロトコルのバージョンを識別する（例えば、８ビットの）ヘッダと、このタグ（ＥＰＣ Ｇｌｏｂａｌ ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍによって割り当てられ得る）のデータを管理する組織を識別する組織番号（例えば、２８ビットの）と、製品のタイプを識別する（例えば、２４ビットの）オブジェクトクラスと、特定のタグに対する（例えば、３６ビットの）固有のシリアル番号と、を含むことができる。オブジェクトクラス及び固有のシリアル番号フィールドは、タグを発行した組織によって設定され得る。ＵＲＬと同様に、ＥＰＣ番号は、特定の製品を一意的に識別するためのグローバルデータベースのキーとして使用され得る。
図１８２は、本開示の少なくとも１つの態様による、カートリッジ２７２００と関連付けられたデータ要素からデータを検出及び／又は受信するためのセンサ組立体２７２２０のブロック図を示す。センサ組立体２７２２０の説明においては図１８１も参照されたい。センサ組立体２７２２０は、カートリッジ２７２００を受容するように構成された外科用器具に含まれるか、又は通信可能に連結され得る。一態様では、センサ組立体２７２２０は、カートリッジのデータを表現するデータ表現機構２７２０４を検出するように構成されたセンサ２７２２４に通信可能に接続される制御回路２７２２２と、カートリッジのデータを記憶するデータ記憶要素２７２０２からデータを受信するように構成されたＩ／Ｏインターフェース２７２２８と、を含む。一態様では、センサ組立体２７２２０は、米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されているチャネル回路などの、エンドエフェクタ１５０３００のチャネル１５０３０２（図２５）内に配設された回路の構成要素であるか、又はそれと一体化されている。別の態様では、センサ組立体２７２２０は、米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されているチャネル回路などのチャネル回路とは異なるか又は別個である。制御回路２７２２２は、電源に更に接続されて、電源から電力を引き出す。センサ２７２２４は、カートリッジ２７２００を識別する特定の物理的又は視覚的特徴を識別することができる任意のタイプのセンサを含むことができる。一態様では、センサ２７２２４は、発射部材ストロークの少なくとも初期又はクランプ部分の間に、モータ７５４（図１８）によって引き出される電流を検出し、それにより制御回路２７２２２がＦＴＣを判定することを可能にし、またそれにより、上述したように、エンドエフェクタ１５０３００のアンビル１５０３０６が、カートリッジのタイプを識別するカートリッジ２７２００上に配設された物理的機構に遭遇しているかどうかを判定するように構成された電流センサ（例えば図１８〜図１９に関連して論じられる電流センサ７８６）を含み得る。別の態様では、センサ２７２２４は、カートリッジタイプを識別する、カートリッジ２７２００上に配設されたアイコン、色、バーコード、又は他のマーキング若しくは一連のマーキングを検出するように構成された光センサ（例えば、図７３〜図７４に関連して論じられるセンサ１５２４０８）を含むことができる。一態様では、Ｉ／Ｏインターフェース２７２２８は、データを記憶するデータ記憶要素２７２０２に電気的に接続し、有線通信プロトコル（例えば、ＩスクエアＣ）を利用してその上に記憶されたデータを受信するように構成されたバスワイヤ（例えば、米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されているカートリッジ及びチャネル電気接点）を含むことができる。別の態様では、Ｉ／Ｏインターフェース２７２２８は、データを記憶するデータ記憶要素２７２０２に無線接続し、無線通信プロトコル（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）を利用してその上に記憶されたデータを受信するように構成された無線送信機を含むことができる。
センサ組立体２７２２０の他の態様は、データ表現機構２７２０４を検出するように構成されたセンサ２７２２４と、カートリッジ２７００と関連付けられたデータ記憶要素２７２０２からデータを受信するように構成されたＩ／Ｏインターフェース２７２２８と、の様々な組み合わせを含むことができ、これは、（同じ又は異なるタイプの）複数のセンサ２７２２４、（同じ又は異なるタイプの）複数のＩ／Ｏインターフェース２７２２８、Ｉ／Ｏインターフェース２７２２８なし、センサ２７２２４なし、及びこれらの全ての組み合わせを含む。カートリッジ２７２００に関連付けられたデータを検出するためにセンサ組立体２７２２０に含まれるセンサ２７２２４及び／又はＩ／Ｏインターフェース２７２２８の特定の組み合わせは、カートリッジデータを記憶するためにカートリッジ２７２００によって利用されるデータ要素の組み合わせに対応する。
図１８３は、本開示の少なくとも１つの態様による、データ識別の競合を解決するためのプロセス２７３００の論理フロー図を示す。以下のプロセス２７３００の説明においては図１８１〜図１８２も参照されたい。例示のプロセス２７３００は、例えば、図１８２に描かれるセンサ組立体２７２２０の制御回路２７２２２によって実行され得る。
したがって、例示のプロセス２７３００を実行する制御回路２７２２２は、第１のデータ要素及び第２のデータ要素に関連付けられたカートリッジデータ（すなわち、カートリッジ２７２００を識別するデータ、及び／又はカートリッジ２７２００の特性に関するデータ）を判定する２７３０２、２７３０４。図１８１にあるものなど、第１のデータ要素がデータ表現機構である態様では、制御回路２７２２２は、上述したように、センサ２７２２４を介してデータ表現機構２７２０４の存在及び識別情報を感知し、続いて識別されたデータ表現機構２７２０４に対応する適切なカートリッジデータを読み出すことによって、カートリッジデータを判定する２７３０２。カートリッジデータは、例えば、ルックアップテーブルから読み出され得る。図１８１にあるものなど、第２のデータ要素がデータ記憶要素２７２０２である態様では、制御回路２７２２２は、記憶されたカートリッジデータをデータ記憶要素２７２０２から受信することによってカートリッジデータを判定する。
したがって、制御回路２７２２２は、２つのソース（すなわち、第１のデータ要素及び第２のデータ要素）からのカートリッジデータが互いに対応するかどうかを判定する２７３０６。２つのソースからのデータが互いに対応する場合、プロセス２７３００は、「はい」の分岐に沿って進み、制御回路２７２２２は、２つの一致するデータのうちの１つを選択し、それに応じて進行する。２つのソースからのデータが互いに対応しない場合、プロセス２７３００は、「いいえ」の分岐に沿って進み、制御回路２７２２２は、２つのデータ要素のうちのどれがより高い優先度を有するかを判定し、それに応じて、より高い優先度のデータ記憶要素からカートリッジデータを選択する２７３１０。異なるタイプのデータ要素間の優先順位付けは、例えば、製造業者によって事前にプログラムされるか、又はユーザによって設定され得る。選択されたデータは、例えば、後続の使用のために外科用器具のメモリ２６４（図１６）に記憶されてもよく、外科用器具の１つ以上の動作を制御するための制御アルゴリズムで利用されてもよく、又は別の方法で外科用器具の制御回路によって利用されてもよい。
本明細書の上記で説明された技術により、解決不可能な処理の競合をもたらすことなく、カートリッジ内のデータ冗長性が可能となる。
可変出力カートリッジセンサ組立体
後方互換性センサ組立体
新たなバージョンの外科用器具及びそれらに付随するモジュール式構成要素（例えば、ステープラカートリッジ）が開発されると、モジュール式構成要素に組み込まれている追加的又は代替的な特徴、モジュール式構成要素のセンサ構造の変更、及びモジュール式構成要素のために開発される他のこうした更新のために、古いバージョンの外科用器具が新しいバージョンのモジュール式構成要素と互換性がなくなる場合がある。したがって、前のバージョンの関連する外科用器具ともはや互換性がない更新されたモジュール式構成要素が公開されると、別の場合であれば外科用器具が完全に機能する場合であっても、外科用器具の有効寿命が短縮されてしまう場合がある。本開示の態様は、モジュール式構成要素が、２つ以上の異なるモード又はフォーマットでデータを出力するように構成されたセンサを含むことができる解決法を提供する。センサからの第１のデータ出力フォーマットは、現行のバージョンの外科用器具と互換性があり得るが、センサからの第２のデータ出力フォーマットは、前のバージョンの外科用器具と互換性があり得る（すなわち、第２のデータ出力フォーマットは、モジュール式装置の前のバージョンのデータ出力フォーマットを模倣することができる）。モジュール式構成要素は、更に、それらが外科用器具の旧バージョン又は最新バージョンに接続されているかどうかを判定し、続いてそれらのセンサに、外科用器具のバージョンと互換性があるフォーマットでデータを出力させるように構成され得る。
図１８４は、本開示の少なくとも１つの態様による、可変出力センサ２８００４を含む回路２８０００のブロック図を示す。一態様では、回路２８０００は、センサ２８００４に通信可能に連結された制御回路２８００２を含む。一態様では、センサ２８００４は、第１のモード２８００６ａ又は第２のモード２８００６ｂでデータを出力するように構成され得る。回路２８０００は、制御回路２８００２に電力を供給するために制御回路２８００２に接続された電源２８００８を更に含む。一態様では、センサ２８００４が第１の出力モード２８００６ａにあるときは、センサ２８００４によって出力されるセンサデータフィードは、図２５に関連して説明される外科用器具１５００１０などの現行のバージョンの外科用器具によって使用されるように構成される。一態様では、センサ２８００４が第２の出力モード２８００６ｂにあるときは、センサ２８００４によって出力されるセンサデータフィードは、前又は古いバージョンの外科用器具によって使用されるように構成される。様々な態様では、第１の出力モード２８００６ａのセンサデータフィードは、第２の出力モード２８００６ｂのセンサデータフィードと比較して、例えば、より複雑なデータ、より大容量のデータ、あるいは、現行のバージョンの外科用器具と共に使用するのに好適な、更新された又は代替的なフォーマットのデータを提供することができる。様々な態様では、第２の出力モード２８００６ｂのセンサデータフィードは、例えば、第１の出力モード２８００６ａのセンサデータフィードよりも単純な、又はこれとは異なるフォーマットのデータを提供することができる。様々な態様では、第１の出力モード２８００６ａのセンサデータフィードは、古いバージョンの外科用器具とは互換性がない場合があり、かつ／又は第２の出力モード２８００６ｂのセンサデータフィードは、現行の又はより最近のバージョンの外科用器具とは互換性がない場合がある。
一態様では、回路２８０００は、外科用器具１５００１０（図２５）のエンドエフェクタ１５０３００（図２５）によって受容されるように構成されたステープラカートリッジ又はＲＦカートリッジなどのカートリッジ１５０３０４（図２５）と共に含まれる場合がある。カートリッジ１５０３０４がエンドエフェクタ１５３００内に挿入されるか、又は別の方法で外科用器具１５００１０に接続されると、回路２８０００及び／又は制御回路２８００２は、外科用器具１５００１０の制御回路７６０（図１８〜図１９）に通信可能に連結され得る。一態様では、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題される２０１７年６月２８日出願の米国特許出願第１５／６３６，０９６号に説明されるように、カートリッジ１５０３０４の回路２８０００及び／又は制御回路２８００２は、カートリッジ１５０３０４がエンドエフェクタ１５０３００内に受容されると、カートリッジ１５０３０４と外科用器具１５００１０とを通信可能に結合する対応する電気接点を介して、外科用器具１５００１０の制御回路７６０に通信可能に接続され得る。
一態様では、センサ２８００４は、ホール効果センサと比較して、感知されている磁界の測定においてより良好な精度、のみならず何らかの組織接触に関連するデータを提供するように構成された磁気抵抗及びインピーダンスコンボアレイを含むことができる。この例では、センサ２８００４は、磁気抵抗及びインピーダンスデータフィードを出力して、スマートな間隙感知測定基準（smart gap sensing metric）を提供することができる第１の出力モード２８００６ａを備える。センサ２８００４の第１の出力モード２８００６ａの磁気抵抗及びインピーダンスデータフィードは、例えば、出力信号として、アルゴリズム（例えば、カートリッジ１５０３０４の制御回路２８００２によって実行される）を使用して、組み合わせることができる。センサ２８００４は、ホール効果センサの出力に相当する信号を出力することができる第２の出力モード２８００６ｂを更に備えることができる。しかしながら、センサ２８００４を含むモジュール式構成要素（例えば、カートリッジ１５０３０４）の回路２８０００が、それが古い世代の外科用器具と共に利用されていることを検出すると、回路２８０００は、センサ２８００４に、感知されている間隙の測定のためのホール効果センサの出力を模倣する第２の出力モード２８００６ｂのセンサデータフィードを計算及び出力させるように構成され得る。したがって、回路２８０００は、センサ２８００４も、ホール効果センサからデータフィード及び／又は信号を受信するようにプログラムされた古い世代の外科用器具と互換性があることを可能にすることができる。
別の態様では、センサ２８００４は、位置又はリミットスイッチを交換するように構成された、より小さいホール効果又は他のタイプの近接センサを備えることができる。上記と同様に、モジュール式構成要素（例えば、カートリッジ１５０３０４）の回路２８０００が、それが古い世代の外科用器具と共に利用されていることを検出すると、回路２８０００は、センサ２８００４に、シミュレートされたスイッチ閉鎖の出力を模倣するセンサデータフィードを計算及び出力させ、それにより、センサ２８００４も、位置又はリミットスイッチからデータフィード及び／又は信号を受信するようにプログラムされた古い世代の外科用器具と互換性があることを可能にするように構成され得る。
図１８５は、本開示の少なくとも１つの態様による、センサ２８００４の出力モードを制御するためのプロセス２８０５０の論理フロー図を示す。以下のプロセス２８０５０の説明においては図９５も参照されたい。例示されるプロセス２８０５０は、例えば、制御回路２８００２によって実行され得る。プロセス２８０５０によって制御されるセンサ２８００４は、ステープラカートリッジなどの外科用器具１５００１０と接続されるか、又は別の方法で関連付けられるように意図されたモジュール式構成要素と共に含まれ得る。
したがって、例示のプロセス２８０５０を実行する制御回路２８００２は、モジュール式構成要素のバージョンが外科用器具１５００１０のバージョンに対応するか、又は別の方法で互換性があるかどうかを判定する２８０５２。制御回路２８００２は、例えば、外科用器具１５００１０のバージョン番号、ＥＰＣ、又は他の識別子を読み出し（例えば、モジュール式装置が外科用器具に接続されたとき）、続いて、モジュール式構成要素と互換性のある外科用器具１５００１０のバージョンを列挙する（例えば、モジュール式構成要素のメモリに記憶された）ルックアップテーブルを読み出すことによって、モジュール式装置及び外科用器具１５００１０と互換性があるかどうかを判定することができる。モジュール式構成要素及び外科用器具１５００１０に互換性を有する場合、プロセス２８０５０は「はい」の分岐に沿って進み、制御回路２８０００２は、センサ２８００４に第１のデータモード２８００６ａのデータを出力させる。モジュール式構成要素及び外科用器具１５００１０が互換性を有しない場合、プロセス２８０５０は、「いいえ」分岐に沿って進み、制御回路２８００２は、センサ２８００４に第２のデータモード２８００６ｂでデータを出力させる。
一態様では、センサ２８００４が第１の出力モード２８００６ａにあるとき、データが特定の許容誤差又は閾値外に移動すると、センサ２８００４によって出力されるセンサデータストリームは、古いバージョンの外科用器具とのみ互換性がなくなり得る。この態様では、制御回路２８００２は、センサデータストリームが、古いバージョンの外科用器具の許容可能な閾値外に移動したときにのみ、センサ２８００４に第２の出力モード２８００６ｂのデータを出力させるように構成され得る。
本明細書の上記で説明される技術は、旧バージョンの外科用器具が一切の機能を失うことなく新しいバージョン又は現行のバージョンのモジュール式構成要素を利用することを可能にし、新しいバージョンの対応するモジュール式構成要素が公開されたときに新しいバージョンの外科用器具にアップグレードすることをユーザに強要しないことにより、有効寿命のより長い外科用器具を提供する。
回路の製作
一態様では、モジュール式構成要素（例えば、カートリッジ）の回路（例えば、フレックス回路）の全ては、様々なタイプ及びバージョンのモジュール式構成要素によって利用される全てのセンサ技術を用いて製作される。製作されると、レーザトリミング技術を利用して、センサ及び特徴を有効化／無効化し、のみならず、センサを校正することができる。
一態様では、回路は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる「ＮＯＮ−ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ ＦＯＲ ＵＮＤＥＲＷＡＴＥＲ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＢＡＣＫＳＨＥＬＬＳ」と題する１９９５年３月２７日出願の米国特許第５，９４２，３３３号で説明される酸化金属非導電性コーティング、ポリウレタン及び他のポリマーコーティング、並びにプラズマ噴霧セラミックコーティングを含む非導電性コーティング技術の選択的エッチング及び堆積を利用して製作される。
一態様では、回路は、カートリッジ及び他のモジュール式構成要素に導電経路を３Ｄ印刷する技術を利用して製作される。こうした技術としては、例えば、導電性エポキシを含浸することができる溶解性チャネルを３Ｄ印刷すること、又は蒸着、又はグラフェンを利用することが挙げられ得る。
一態様では、回路は、回路内に既知の又は所定の寸法を有する開口部をレーザスカイビングすることによって製作される。例えば、レーザスカイビングは、貫通孔、又は回路の多くの層のうちの１つのみを貫通する部分的に深い孔を形成することができる。別の例として、レーザスカイビングは、特定の量の流体又は特定のサイズの粒子のみが表面を透過するのを可能にするように、回路の表面に多数の小さな開口部を形成することができる。このような方法で製作された回路は、本明細書に記載される様々なセンサ又は検出装置で有用となり得る。
内部器具パラメータの感知
一態様では、外科用器具１５００１０、及び／又は外科用器具１５００１０に通信可能に連結されたシステム（例えば、図１〜図１１に関連して上記で説明される、外科用器具１５００１０がペアリングされた外科用ハブ１０６）は、外科用器具１５００１０の内部パラメータを感知するように構成され得る。外科用器具１５００１０の感知された内部パラメータを利用して、動作中に器具がパラメータを調節するためにどのように動作しているかをより良く理解することができる。例えば、外科用器具１５００１０は、閉鎖作動（例えば、モータ電流及びＦＴＣ）、発射作動（例えば、モータ電流及びＦＴＦ）、関節運動（例えば、エンドエフェクタの角度位置）、シャフト又はエンドエフェクタの回転、駆動構成要素の閉ループ作動ストローク、及び駆動構成要素の局所負荷（バックラッシュ及び許容誤差を考慮に入れることなく負荷制御で駆動システムを実行する能力をもたらす）を感知するように構成され得る。
装置フィードバック表示能力
「外科用器具のハードウェア」の項で記載される外科用器具などの本明細書で記載される外科用器具は、マージン周辺部、接着力、組織の脆弱性、灌流レベル、及び血管新生などの組織特有のデータを検出して表示するように更に構成され得る。
一態様では、外科用器具１５００１０（図２５）は、ジョーと装置の周辺部の解剖学的構造及び組織との付随的接触を表示するように構成され得る。換言すれば、外科用器具は、ジョーが意図された手術部位を包囲する組織と不注意で接触したときに、ジョーの位置を表示するか、又はフィードバックを提供するように構成され得る。以下でより詳細に説明するように、外科用器具の様々な態様は、圧電センサ、導電性薄膜、インピーダンスセンサ、及び／又は光音響センサを介して、付随的な組織接触、より一般的には組織接触を検出するように構成され得る。
一態様では、外科用器具は、１つ以上のセンサを利用して、把持された組織の生存能力を評価するように構成され得る。図１８６は、本開示の少なくとも１つの態様による、第１のセンサ２８１０２及び第２のセンサ２８１０４を備えるエンドエフェクタ２８１００を示す。エンドエフェクタ２８１００は、光センサ、圧電音響センサ、インピーダンスセンサ、及び／又は光音響センサなどの、エンドエフェクタ３０００によってクランプされた組織のｐＣＯ２、血流、及び／又は病理を感知するように構成された１つ以上のセンサ２８１０２、２８１０４を含み得る。様々なこうしたセンサ及びセンサ組立体に関する更なる詳細は、「外科用器具のハードウェア」の項で見出すことができる。
一態様では、外科用器具は、例えばカプノグラフィを介して、把持された組織の換気又はｐＣＯ２含量を評価するように構成されている。この態様では、外科用器具は、図１８７に示される光源２８１０６などの赤外（ＩＲ）放射源（例えば、ＬＥＤ）と、把持された組織を透過したＩＲ光を受光して組織内のＩＲ光の吸光度を測定する、図１８６に示されるセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上などのセンサ（光検出器）と、を含む。ＩＲ光の吸光度の程度は、組織内に存在するＣＯ２の割合を示す（より高い吸光度は、より多くのＣＯ２に等しい）。一態様では、ＩＲ光源は、アンビル２８１０８上に配設され得、光検出器はカートリッジ２８１１０上に配設され得る。別の態様では、ＩＲ光源は、カートリッジ２８１１０上に配設され得、（図１８６〜図１８７に描かれるように）光検出器はアンビル２８１０８上に配設され得る。
一態様では、外科用器具は、例えばパルスオキシメトリを介して、把持された組織内の灌流又は血流を評価するように構成される。この態様では、外科用器具は、例えばＩＲ及び赤色などの２つの異なる波長の光を放射するように構成された１つ以上の光源、例えばＬＥＤを含む。こうした光源は、例えば、図１８７で描かれる光源２８１０６であってもよい。様々な例では、外科用器具は、把持された組織を透過した光を受光して組織内の光の吸光度を測定する、図１８６に示されるセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上などのセンサ、例えば光センサを更に含む。２つの波長の光、例えば赤色及びＩＲが組織を通過するとき、両方の波長の吸光度の変化は、組織内の酸素飽和度に相関する。これは、酸素化ヘモグロビンがより多くのＩＲ光を吸収し、脱酸素化ヘモグロビンがより多くの赤色光を吸収するという事実に起因する。一態様では、外科用器具は、例えば、光源２８１０６がアンビル２８１０８上に配設され、センサが、アンビル２８１０８又はカートリッジ２８１１０のいずれかの上に配設される、酸素飽和度を測定するための反射パルスオキシメトリ技術を利用することができる。センサ２８１０２、２８１０４がアンビル２８１０８上に配設されるこうした例では、反射カートリッジを使用することができる。様々な例において、反射カートリッジは、カートリッジデッキ２８１１２上に配設された反射層又は反射材料を有するカートリッジ２８１１０を備える。別の態様では、外科用器具は、例えば、光源２８１０６がアンビル２８１０８上に配設され、センサ２８１０２、２８１０４がカートリッジ２８１１０上に配設される、透過型パルスオキシメトリ技術を利用することができる。これらの態様は、例えば、例えば組織が酸素を喪失しているかどうかなどの局所酸素飽和度を検出する能力を提供し、組織が過剰圧縮されているかどうかを示すことができる。様々な例において、これらの態様は、ステープル発射が、固定されていない組織間隙で生じ、かつ／又は発射に関する継続／中止（ｇｏ／ｎｏ−ｇｏ）データを提供することができる場合、ステープル発射に理想的な圧縮力の特定に役立つように用いられ得る。
一態様では、外科用器具は、例えば一般的なフォトプレチィスモグラフィを介して、把持された組織内の灌流又は血流を評価するように構成される。この態様では、外科用器具は、図９８に示される光源２８１０６などの、光を放射するように構成された、例えばＬＥＤなどの１つ以上の光源を含む。様々な例において、外科用器具は、例えば光検出器などのセンサを更に含む。こうしたセンサとしては、例えば、図１８６に示すセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上が挙げられ得る。センサ２８１０２、２８１０４は、把持された組織を光源２８１０６によって透過された光を受光して、組織内の光の吸光度を測定するように構成され得る。光源２８１０６によって光が組織を透過すると、組織内を脈動する血液によって、吸収された光の量又は程度に変化が生じ、これが続いてセンサ（単数又は複数）２８１０２、２８１０４によって検出され得る。受信した光の波形周波数はパルスに相関し、振幅はパルス圧に相関する。一態様では、外科用器具は、例えば、光源２８１０６がアンビル２８１０８上に配設され、センサ２８１０２、２８１０４が、アンビル２８１０８又はカートリッジ２８１１０のいずれかの上に配設される、血流を測定するための反射フォトプレチィスモグラフィ技術を利用することができる。センサ２８１０２、２８１０４がアンビル２８１０８上に配設される例では、反射カートリッジを使用することができる。反射カートリッジは、カートリッジデッキ２８１１２上に配設された反射層又は反射材料を有するカートリッジ２８１１０を備えることができる。別の態様では、外科用器具は、例えば、光源２８１０６がアンビル２８１０８上に配設され、センサ２８１０２、２８１０４がカートリッジ２８１１０上に配設される、透過型フォトプレチィスモグラフィ技術を利用することができる。これらの態様は、ステープル発射ストロークを実施する前に、血液が主要血管を流れているかなどの局所的灌流の感知を提供し、組織の圧縮が不十分かどうかを示すことができる。更に、これらの態様は、発射に関する継続／中止データを提供することができる。
一態様では、外科用器具は、例えば、圧電音響センサ又は薄膜コーティングを介して、把持された組織の組織病理又は位置を評価するように構成される。外科用器具は、図１８６に示されるセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上などの圧電音響センサ、又は例えばカートリッジ２８１１０上に配設された（例えば、導電性材料の）薄膜コーティングを含むことができる。薄膜コーティングの例としては、例えば、導電性材料が挙げられ得る。圧電音響センサ及び薄膜コーティングは、組織特性の変化を測定して、ステープル発射ストローク前の組織の内容／特徴及び／又は病理を判定するように構成される。組織の状態を評価するために導電性材料を利用することは、例えば図６６〜図６７に関連して、「外科用器具ハードウェア」の項でより詳細に論じられる。圧電音響センサ及び／又は薄膜コーティングを利用して、組織中の石灰化及び非石灰化、組織中のプラーク及び非プラーク、並びに／又は繊維状組織及び非繊維状組織の測定、並びに／又はこれらの区別が可能である。
一態様では、外科用器具は、例えば、電気インピーダンスセンサを介して、把持された組織の組織病理又は位置を評価するように構成される。外科用器具は、図１８６に示されるセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上などのインピーダンスセンサを含み得る。一態様では、インピーダンスセンサは、アンビル２８１０８及び／又はカートリッジ２８１１０に沿った離散位置又は複数の離散位置（複数）に位置し得る。この態様では、インピーダンスセンサを利用して、アンビル２８１０８及び／又はカートリッジ２８１１０のその別個の位置（単数又は複数）に、又はそれに接して位置決めされた組織が存在するかどうかを判定することができる。別の態様では、インピーダンスセンサは、アンビル２８１０８及び／又はカートリッジ２８１１０の長さに沿った複数の位置に位置し得る。この態様では、インピーダンスセンサを利用して、アンビル２８１０８及び／又はカートリッジ２８１１０に沿った点のうち任意の１つにおける組織の存在を判定することができる。一態様では、インピーダンスセンサの複数の位置はそれぞれ、絶縁及び導電の領域を含むことができる。インピーダンスセンサに関する更なる詳細は、例えば図３６〜図４３に関連して、「外科用器具ハードウェア」の項に見出すことができる。
一態様では、外科用器具は、例えば、光音響センサ又は薄膜コーティングを介して、把持された組織の組織病理及び／又は位置を評価するように構成される。外科用器具は、図１８６に示されるセンサ２８１０２、２８１０４のうちの１つ以上などの光音響センサ、又は例えばカートリッジ２８１１０上に配設された薄膜コーティングを含むことができる。薄膜コーティングは、例えば、導電性材料を含むことができる。外科用器具は、広帯域超音波検出器を有する調節可能な光学パラメトリック発振器ベースのレーザシステムを含むことができる。この態様では、外科用器具は、光を伝達するための光ファイバを含み得る。ハンドルユニットは、それに取り付けられた、又はそれと一体化された制御及び／又は分析ユニットを含むことができる。光音響センサ及び薄膜コーティングは、パラメトリック発振器から得られた組織特性の変化を測定して、ステープル発射ストローク前の組織の特徴及び／又は病理を判定するように構成される。組織の状態を評価するために導電性材料を利用することは、例えば図６６〜図６７に関連して、「外科用器具ハードウェア」の項でより詳細に論じられる。光音響センサ及び／又は薄膜コーティングを利用して、組織中の石灰化及び非石灰化、組織中のプラーク及び非プラーク、並びに／又は繊維状組織及び非繊維状組織の測定、並びに／又はこれらの区別が可能である。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサは、ステープルカートリッジ上に配置され得る。接着マスクは、所定の位置でセンサと共に埋め込まれていてもよい。様々な態様では、センサは、ステープルカートリッジ上の隆起に取り付けることで、センサは、組織との接触を確実にするためにステープルカートリッジのカートリッジデッキより高い位置に位置決めされる。接着マスクは、例えば、スクリーンプリント技法を用いてポリエステル基板上にまとめて形成することができる。導電パッドが共通の位置にプリントされ得る。
様々な実施例にでは、癌組織に対する近接性の検出に加えて、本開示のエンドエフェクタはまた、特定の組織内の特定の癌のタイプを標的とするように構成され得る。参照によりその全体が本発明に組み込まれる、Ａｌｔｅｎｂｅｒｇ Ｂ ａｎｄ Ｇｒｅｕｌｉｃｈ ＫＯの誌刊行Ｇｅｎｏｍｉｃｓ ８４（２００４）ｐｐ．１０１４〜１０２０に指摘されるように、特定の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられるのに対し、他の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によっては特徴付けられない。したがって、本開示のエンドエフェクタは、肺癌又は肝臓癌など、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられる癌組織に対して高い特異性を有するセンサアレイを装備することができる。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサ読み取り値は、追加の分析及び／又は状況認識のために、外科用器具によって外科用ハブ（例えば、外科用ハブ１０６、２０６）に伝達される。
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：外科処置中に組織を圧縮する方法が開示される。方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、外科用器具を手術部位に挿入することと、を含む。方法は、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、第１のジョー及び第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する圧縮された組織の位置を判定することと、圧縮された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、圧縮された組織の判定された位置を視覚フィードバック装置上に表示することと、を更に含む。
実施例２：圧縮された組織の位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施例１に記載の方法。
実施例３：インピーダンスセンサは、外科用器具の第１のジョー上に位置決めされる、実施例２に記載の方法。
実施例４：インピーダンスセンサは、圧縮された組織の位置を判定するために、組織がインピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施例２及び３のいずれか１つに記載の方法。
実施例５：圧縮された組織の位置は、光音響センサを使用して判定される、実施例１〜４のいずれか１つに記載の方法。
実施例６：圧縮された組織の位置は、外科用器具の第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施例１〜５のいずれか１つに記載の方法。
実施例７：方法は、圧縮された組織の判定された位置を視覚フィードバック装置上に同時に表示することを含む、実施例１〜６のいずれか１つに記載の方法。
実施例８：視覚フィードバック装置はディスプレイスクリーンを含む、実施例１〜７のいずれか１つに記載の方法。
実施例９：外科処置中に組織を圧縮する方法が開示される。方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を手術部位に挿入することであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、挿入することと、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、を含む。方法は、圧縮された組織の手術部位内での位置を判定することと、圧縮された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、圧縮された組織の判定された位置をディスプレイ上に表示することと、を更に含む。
実施例１０：圧縮された組織の位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施例９に記載の方法。
実施例１１：インピーダンスセンサは、圧縮された組織の位置を判定するために、組織がインピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施例１０に記載の方法。
実施例１２：圧縮された組織の位置は、光音響センサを使用して判定される、実施例９〜１１のいずれか１つに記載の方法。
実施例１３：圧縮された組織の位置は、外科用器具の第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施例９〜１２のいずれか１つに記載の方法。
実施例１４：方法は、圧縮された組織の判定された位置をディスプレイ上に同時に表示することを含む、実施例９〜１３のいずれか１つに記載の方法。
実施例１５：外科処置中に組織を把持する方法が開示される。方法は、エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、ことと、外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を把持することと、を含む。方法は、第１のジョー及び第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する把持された組織の位置を判定することと、把持された組織の判定された位置を外科用ハブに伝達することと、把持された組織の判定された位置を視覚フィードバックディスプレイ上に表示することと、を更に含む。
実施例１６：把持された組織の位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施例１５に記載の方法。
実施例１７：インピーダンスセンサは、把持された組織の位置を判定するために、組織がインピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施例１６に記載の方法。
実施例１８：圧縮された組織の位置は、光音響センサを使用して判定される、実施例１５〜１７のいずれか１つに記載の方法。
実施例１９：圧縮された組織の位置は、外科用器具の第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施例１５〜１８のいずれか１つに記載の方法。
実施例２０：方法は、圧縮された組織の判定された位置を視覚フィードバックディスプレイ上に同時に表示することを含む、実施例１５〜１９のいずれか１つに記載の方法。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：外科システムは、外科用器具を備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科システムは、センサに通信可能に連結された制御回路を更に備える。制御回路は、周術期疾患、周術期治療、及び外科処置のタイプのうちの１つ以上を含む周術期情報を受信するように構成されている。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例２：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴を判定するように更に構成される、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：組織の特徴は、組織タイプの特徴、筋肉特徴、脈管構造特徴、含水量の特徴、剛性の特徴、及び厚さの特徴のうちの１つ以上を含む、実施例２に記載の外科システム。
実施例４：制御回路は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：制御回路は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように更に構成される、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例６：周術期情報は、外科用器具によって治療されるべき組織のタイプ、組織の特徴、臨床医履歴、及び外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジの種類のうちの１つ以上を更に含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、制御回路は、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：外科システムは、クラウドコンピューティングシステムのリモートデータベースから送信される周術期情報を受信するように構成された外科用ハブを備える。外科用ハブは、クラウドコンピューティングシステムに通信可能に連結される。外科システムは、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具を更に備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。エンドエフェクタは、外科用ハブから受信した閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科用ハブは、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例９：閉鎖制御プログラムは、第１の閉鎖制御プログラムであり、外科用ハブは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用器具に送信するように更に構成されており、第２の閉鎖制御プログラムは、閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を規定する、実施例８に記載の外科システム。
実施例１０：クラウドコンピューティングシステムは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用ハブに送信するように構成され、第２の制御プログラムの閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節は、周術期情報に基づいて調節される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１１：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例８〜１０のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１２：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、外科用ハブは、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例８〜１１のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１３：周術期情報は、周術期疾患、周術期治療、外科処置のタイプ、臨床医履歴、外科用器具の種類、外科用器具によって治療されている組織のタイプ、及び組織の特徴のうちの１つ以上を含む、実施例８〜１２のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１４：外科用ハブは、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１５：外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、外科用ハブから受信した第１の閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、センサ及びモータに通信可能に連結された制御回路と、を更に備える。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように構成されている。
実施例１６：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例１５に記載の外科システム。
実施例１７：制御回路は、第１の閉鎖制御プログラムから、クラウドコンピューティングシステムより受信した第２の閉鎖制御プログラムに切り替え、第２の閉鎖制御プログラムに基づいてモータの速度を変更するように更に構成される、実施例１５又は１６に記載の外科システム。
実施例１８：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴及びタイプを判定するように更に構成される、実施例１５〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１９：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１５〜１８のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例２０：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１９に記載の外科システム。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：外科システムは、外科用器具を備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科システムは、センサに通信可能に連結された制御回路を更に備える。制御回路は、周術期疾患、周術期治療、及び外科処置のタイプのうちの１つ以上を含む周術期情報を受信するように構成されている。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例２：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴を判定するように更に構成される、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：組織の特徴は、組織タイプの特徴、筋肉特徴、脈管構造特徴、含水量の特徴、剛性の特徴、及び厚さの特徴のうちの１つ以上を含む、実施例２に記載の外科システム。
実施例４：制御回路は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：制御回路は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例６：周術期情報は、外科用器具によって治療されるべき組織のタイプ、組織の特徴、臨床医履歴、及び外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジの種類のうちの１つ以上を更に含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、制御回路は、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：外科システムは、クラウドコンピューティングシステムのリモートデータベースから送信される周術期情報を受信するように構成された外科用ハブを備える。外科用ハブは、クラウドコンピューティングシステムに通信可能に連結される。外科システムは、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具を更に備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。エンドエフェクタは、外科用ハブから受信した閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科用ハブは、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例９：閉鎖制御プログラムは、第１の閉鎖制御プログラムであり、外科用ハブは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用器具に送信するように更に構成されており、第２の閉鎖制御プログラムは、閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を規定する、実施例８に記載の外科システム。
実施例１０：クラウドコンピューティングシステムは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用ハブに送信するように構成され、第２の制御プログラムの閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節は、周術期情報に基づいて調節される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１１：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例８〜１０のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１２：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、外科用ハブは、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例８〜１１のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１３：周術期情報は、周術期疾患、周術期治療、外科処置のタイプ、臨床医履歴、外科用器具の種類、外科用器具によって治療されている組織のタイプ、及び組織の特徴のうちの１つ以上を含む、実施例８〜１２のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１４：外科用ハブは、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１５：外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、外科用ハブから受信した第１の閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、センサ及びモータに通信可能に連結された制御回路と、を更に備える。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように構成されている。
実施例１６：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例１５に記載の外科システム。
実施例１７：制御回路は、第１の閉鎖制御プログラムから、クラウドコンピューティングシステムより受信した第２の閉鎖制御プログラムに切り替え、第２の閉鎖制御プログラムに基づいてモータの速度を変更するように更に構成される、実施例１５又は１６に記載の外科システム。
実施例１８：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴及びタイプを判定するように更に構成される、実施例１５〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１９：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１５〜１８のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例２０：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１９に記載の外科システム。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：外科システムは、外科用器具を備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科システムは、センサに通信可能に連結された制御回路を更に備える。制御回路は、周術期疾患、周術期治療、及び外科処置のタイプのうちの１つ以上を含む周術期情報を受信するように構成されている。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例２：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴を判定するように更に構成される、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：組織の特徴は、組織タイプの特徴、筋肉特徴、脈管構造特徴、含水量の特徴、剛性の特徴、及び厚さの特徴のうちの１つ以上を含む、実施例２に記載の外科システム。
実施例４：制御回路は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：制御回路は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように更に構成される、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例６：周術期情報は、外科用器具によって治療されるべき組織のタイプ、組織の特徴、臨床医履歴、及び外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジの種類のうちの１つ以上を更に含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、制御回路は、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：外科システムは、クラウドコンピューティングシステムのリモートデータベースから送信される周術期情報を受信するように構成された外科用ハブを備える。外科用ハブは、クラウドコンピューティングシステムに通信可能に連結される。外科システムは、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具を更に備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。エンドエフェクタは、外科用ハブから受信した閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科用ハブは、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例９：閉鎖制御プログラムは、第１の閉鎖制御プログラムであり、外科用ハブは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用器具に送信するように更に構成されており、第２の閉鎖制御プログラムは、閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を規定する、実施例８に記載の外科システム。
実施例１０：クラウドコンピューティングシステムは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用ハブに送信するように構成され、第２の制御プログラムの閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節は、周術期情報に基づいて調節される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１１：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例８〜１０のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１２：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、外科用ハブは、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例８〜１１のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１３：周術期情報は、周術期疾患、周術期治療、外科処置のタイプ、臨床医履歴、外科用器具の種類、外科用器具によって治療されている組織のタイプ、及び組織の特徴のうちの１つ以上を含む、実施例８〜１２のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１４：外科用ハブは、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１５：外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、外科用ハブから受信した第１の閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、センサ及びモータに通信可能に連結された制御回路と、を更に備える。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように構成されている。
実施例１６：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例１５に記載の外科システム。
実施例１７：制御回路は、第１の閉鎖制御プログラムから、クラウドコンピューティングシステムより受信した第２の閉鎖制御プログラムに切り替え、第２の閉鎖制御プログラムに基づいてモータの速度を変更するように更に構成される、実施例１５又は１６に記載の外科システム。
実施例１８：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴及びタイプを判定するように更に構成される、実施例１５〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１９：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１５〜１８のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例２０：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１９に記載の外科システム。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：外科システムは、外科用器具を備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科システムは、センサに通信可能に連結された制御回路を更に備える。制御回路は、周術期疾患、周術期治療、及び外科処置のタイプのうちの１つ以上を含む周術期情報を受信するように構成されている。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例２：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴を判定するように更に構成される、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：組織の特徴は、組織タイプの特徴、筋肉特徴、脈管構造特徴、含水量の特徴、剛性の特徴、及び厚さの特徴のうちの１つ以上を含む、実施例２に記載の外科システム。
実施例４：制御回路は、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：制御回路は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように更に構成される、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例６：周術期情報は、外科用器具によって治療されるべき組織のタイプ、組織の特徴、臨床医履歴、及び外科用器具と共に使用するためのステープルカートリッジの種類のうちの１つ以上を更に含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、制御回路は、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：外科システムは、クラウドコンピューティングシステムのリモートデータベースから送信される周術期情報を受信するように構成された外科用ハブを備える。外科用ハブは、クラウドコンピューティングシステムに通信可能に連結される。外科システムは、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具を更に備える。外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。エンドエフェクタは、外科用ハブから受信した閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサを更に備える。外科用ハブは、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように更に構成されている。
実施例９：閉鎖制御プログラムは、第１の閉鎖制御プログラムであり、外科用ハブは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用器具に送信するように更に構成されており、第２の閉鎖制御プログラムは、閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を規定する、実施例８に記載の外科システム。
実施例１０：クラウドコンピューティングシステムは、第２の閉鎖制御プログラムを外科用ハブに送信するように構成され、第２の制御プログラムの閉鎖変化率パラメータに対する調節及び閉鎖閾値パラメータに対する調節は、周術期情報に基づいて調節される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１１：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例８〜１０のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１２：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値であり、外科用ハブは、最大閉鎖力閾値に到達することに基づいて、モータを所定の期間にわたって無効化するように更に構成される、実施例８〜１１のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１３：周術期情報は、周術期疾患、周術期治療、外科処置のタイプ、臨床医履歴、外科用器具の種類、外科用器具によって治療されている組織のタイプ、及び組織の特徴のうちの１つ以上を含む、実施例８〜１２のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１４：外科用ハブは、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する判定された調節に基づいて、モータの速度を変更するように更に構成される、実施例９に記載の外科システム。
実施例１５：外科用器具は、第１のジョー及び第２のジョーを備える、エンドエフェクタを備える。第１のジョーは、第２のジョーに対して移動するように構成されている。外科用器具は、外科用ハブから受信した第１の閉鎖制御プログラムの閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに従って、第１のジョーを第２のジョーに対して移動させるように構成されたモータを更に備える。外科用器具は、エンドエフェクタの閉鎖パラメータを示すセンサ信号を送信するように構成されたセンサと、センサ及びモータに通信可能に連結された制御回路と、を更に備える。制御回路は、センサからセンサ信号を受信し、周術期情報及びセンサ信号に基づいて、閉鎖変化率パラメータ及び閉鎖閾値パラメータに対する調節を判定するように構成されている。
実施例１６：外科用器具は、外科用器具の種類と、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上との不一致に基づいて警報を生成するように構成される、実施例１５に記載の外科システム。
実施例１７：制御回路は、第１の閉鎖制御プログラムから、クラウドコンピューティングシステムより受信した第２の閉鎖制御プログラムに切り替え、第２の閉鎖制御プログラムに基づいてモータの速度を変更するように更に構成される、実施例１５又は１６に記載の外科システム。
実施例１８：制御回路は、周術期情報及びセンサ信号のうちの１つ以上に基づいて、外科用器具によって治療されるべき組織の特徴及びタイプを判定するように更に構成される、実施例１５〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１９：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１５〜１８のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例２０：閉鎖閾値パラメータは最大閉鎖力閾値である、実施例１９に記載の外科システム。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：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、及び第１のジョーに対して開放構成と、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を把持するための閉鎖構成との間で移動可能な第２のジョーを備える。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、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、アンビルによって変形可能なステープルを備える。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、所定のゾーンにおける組織インピーダンスを判定し、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し、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ように構成される。
実施例２：エンドエフェクタは、所定のゾーンに感知回路を備える、実施例１に記載の外科用ステープル留め器具。
実施例３：所定のゾーンは。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。
実施例４：所定のゾーンは、内側の所定のゾーンと、外側の所定のゾーンと、内側の所定のゾーンと外側の所定のゾーンとの間の中間の所定のゾーンと、を備える、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
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、内側の所定のゾーン及び外側の所定のゾーンにおける組織インピーダンスの平均が、中間の所定の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。
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は、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位置決めするようにユーザに警報させる、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
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、内側の所定のゾーン及び外側の所定のゾーンにおける組織インピーダンスの平均が、中間の所定の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、内側の所定のゾーンの組織インピーダンスは外側の所定の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。
実施例８：エンドエフェクタを閉鎖構成に移行させるように推進す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は、制御回路にモータの速度を低減させる、実施例１〜７のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例９：閉鎖パラメータは閉鎖速度である、実施例１〜８のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１０：制御回路は、組織インピーダンスを判定するために、所定のゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも１つの治療信号を通すように構成される、実施例１〜９のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１１：予め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、それを通って延在する長手方向軸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、及び第１のジョーに対して開放構成と、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を把持するための閉鎖構成との間で移動可能な第２のジョーを備える。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、を更に備える。ステープルカートリッジは、予めステープル留めされた組織内に配備可能であり、アンビルによって変形可能なステープルを備える。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に所定の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、所定のゾーンにおける組織インピーダンスを測定し、測定された組織インピーダンスを所定のゾーンの所定の組織インピーダンスシグネチャと比較し、比較から、エンドエフェクタ内の予め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１つの不規則性を検出するように構成される。
実施例１２：エンドエフェクタは、所定のゾーンに感知回路を備える、実施例１１に記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１３：所定のゾーンは、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。
実施例１４：所定のゾーンは、長手方向軸の周りで円周方向に配置されている、実施例１１〜１３のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１５：不規則性を検出することは、制御回路にユーザに警報させる、実施例１１〜１４のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１６：制御回路は、組織インピーダンスを判定するために、所定のゾーンのそれぞれにおける組織に少なくとも１つの治療信号を通すように構成される、実施例１１〜１５のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
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、及び第１のジョーに対して開放構成と、第１のジョーと第２のジョーとの間で組織を把持するための閉鎖構成との間で移動可能な第２のジョーを備える。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、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、アンビルによって変形可能なステープルを備える。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に所定の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、所定のゾーンのそれぞれにおける組織の電気パラメータを判定し、判定された電気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し、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ように構成される。
実施例１８：エンドエフェクタは、所定のゾーンに感知回路を備える、実施例１７に記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１９：所定のゾーンは、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。
実施例２０：閉鎖パラメータは閉鎖速度である、実施例１７〜１９のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
本明細書に記載される主題の様々な追加的態様は、以下の番号付けされた実施例において記載される。
実施例１：外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第１のジョーと、それらの間に組織を把持するように第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、組織内に配備可能なステープルを備えるステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されたセンサと、を備える。制御回路はセンサに連結され、制御回路はセンサ信号を受信し、センサ信号に基づいて癌組織に対する感知性の近接性を評価するように構成される。
実施例２：制御回路は、癌組織に対するセンサの近接性が所定の閾値に到達するか又はこれを超える場合に、警報を生成するように更に構成される、実施例１に記載の外科用器具。
実施例３：制御回路は、癌組織に対するセンサの近接性が所定の閾値に到達するか又はこれを超える場合に、ステープルの配備を阻止するように更に構成される、実施例１又は２に記載の外科用器具。
実施例４：ステープルの配備を引き起こすように構成されたモータを更に備え、制御回路は、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又はこれを超える場合に、モータの起動を阻止するように更に構成される、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例５：生理学的パラメータは、組織のグルコース濃度である、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例６：生理学的パラメータは、組織のｐＨ濃度である、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例７：センサは、クラーク型センサである、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例８：制御回路は、エンドエフェクタを癌組織から遠ざかる所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施例１〜７のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例９：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、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第１のジョーと、それらの間に組織を把持するように第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、組織内に配備可能なステープルを備えるステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、癌組織に対するセンサの近接性を示す生理学的パラメータに従って感知性信号を提供するように構成されたセンサと、を備える。制御回路はセンサに連結され、制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて生理学的パラメータの値を判定し、生理学的パラメータの値を所定の閾値と比較するように構成されている。
実施例１０：制御回路は、生理学的パラメータの値と所定の閾値との比較に基づいて、警報を生成するように更に構成されている、実施例９に記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１１：制御回路は、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又はこれを超える場合に、ステープルの配備を阻止するように更に構成される、実施例９及び１０のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１２：ステープルの配備を引き起こすように構成されたモータを更に備え、制御回路は、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又はこれを超える場合に、モータの起動を阻止するように更に構成される、実施例９〜１１のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１３：生理学的パラメータは、組織のグルコース濃度である、実施例９〜１２のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１４：生理学的パラメータは、組織のｐＨ濃度である、実施例９〜１２のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１５：センサは、クラーク型センサである、実施例９〜１４のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１６：制御回路は、エンドエフェクタを癌組織から遠ざかる所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施例９〜１５のいずれか１つに記載の外科用ステープル留め器具。
実施例１７：外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第１のジョーと、それらの間に組織を把持するように第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、組織内に配備可能なステープルを備えるステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、癌組織に対するセンサの近接性を示す生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されたセンサ組立体と、を備える。センサ組立体は、ステープルカートリッジを通って延在する長手方向軸の第１の側上の第１のセンサと、長手方向軸の第２の側上の第２のセンサと、を備える。制御回路はセンサ組立体に連結され、制御回路は、第１のセンサから第１のセンサ信号を受信し、第２のセンサから第２のセンサ信号を受信し、第１のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第１の値を判定し、第２のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第２の値を判定し、第１の値及び第２の値を所定の閾値と比較するように構成される。
実施例１８：制御回路は、第１の値が所定の閾値に到達するか又はこれを超えるが、第２の値がそうでない場合に、エンドエフェクタを第１の方向に移動させる命令を提供するように更に構成され、第１の方向は、第１の側面の長手方向軸から遠ざかるように延在する、実施例１７に記載の外科用器具。
実施例１９：制御回路は、第２の値が所定の閾値に到達するか又はこれを超えるが、第１の値がそうでない場合に、エンドエフェクタを第２の方向に移動させる命令を提供するように更に構成され、第２の方向は、第２の側面の長手方向軸から遠ざかるように延在する、実施例１８に記載の外科用器具。
実施例２０：制御回路は、第１の値及び第２の値が所定の閾値を下回る場合は、エンドエフェクタの位置を承認するように更に構成される、実施例１９に記載の外科用器具。
本明細書に記載される主題の様々な追加的態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
実施例１：組織を把持するように構成された外科用器具用のカートリッジであって、カートリッジは、回路を備え、回路は、組織を刺激するように構成された能動素子と、組織に関連付けられた組織パラメータに対応する測定値を取るように構成されたセンサと、を備え、回路は、センサによって検出された能動素子からの刺激から生じる組織パラメータの変化に従って、組織の組織タイプを判定するように構成される、カートリッジ。
実施例２：能動素子は加熱素子を含み、刺激は熱エネルギーを含む、実施例１に記載のカートリッジ。
実施例３：センサは、加熱素子によって印加された熱エネルギーから生じる組織の温度の変化を測定するように構成される、実施例２に記載のカートリッジ。
実施例４：能動素子は加圧素子を含み、刺激は圧力を含む、実施例１に記載のカートリッジ。
実施例５：加圧素子は電気活性ポリマーを含む、実施例４に記載のカートリッジ。
実施例６：センサは、加圧素子によって加えられる圧力から生じる組織の粘弾性応答を測定するように構成される、実施例４又は５に記載のカートリッジ。
実施例７：回路はフレックス回路を含む、実施例１〜６のいずれか１つに記載のカートリッジ。
実施例８：カートリッジはステープラカートリッジを備える、実施例１〜７のいずれか１つに記載のカートリッジ。
実施例９：第１のカートリッジデータを表現するデータ表現機構と、第２のカートリッジデータを記憶するデータ記憶要素と、を備えるカートリッジと共に使用するための外科用器具であって、外科用器具は、カートリッジを受容するように構成されたエンドエフェクタと、第１のカートリッジデータを表現するデータ表現機構と関連付けられた測定値を取るように構成されたセンサと、センサに連結された制御回路であって、センサによって取られた測定値に従って第１のカートリッジデータを判定し、データ記憶要素から第２のカートリッジデータを受信し、第１のカートリッジデータが第２のカートリッジデータに対応するかどうかを判定し、第２のカートリッジデータに対応しない第１のカートリッジデータに応答して、第１のカートリッジデータ又は第２のカートリッジデータのうちの１つを選択するように構成される制御回路と、を備える、外科用器具。
実施例１０：カートリッジはＲＦＩＤタグを備え、センサがＲＦＩＤリーダを備える、実施例９に記載の外科用器具。
実施例１１：データ記憶要素は、第１の電気接点に連結されたチップを備え、制御回路は第２の電気接点を備え、制御回路は、第１の電気接点と第２の電気接点との接触を介して第２のカートリッジデータを受信するように構成される、実施例９に記載の外科用器具。
実施例１２：データ表現機構は、カートリッジの近位端に配設された変形可能な構造体を備え、変形可能な構造体は、エンドエフェクタが開放構成から閉鎖構成に移行するときに変形するように構成され、センサは、ジョーが閉じる際にエンドエフェクタのジョーによって変形可能な構造体に及ぼされる力を検出するように構成される、実施例９〜１１のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例１３：データ表現機構はバーコードを備え、センサはバーコードを光学的にスキャンするように構成される、実施例９〜１１のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例１４：第１のカートリッジデータ及び第２のカートリッジデータはカートリッジタイプに対応する、実施例９〜１３のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例１５：第１のカートリッジデータ及び第２のカートリッジデータはカートリッジの特徴に対応する、実施例９〜１３のいずれか１つに記載の外科用器具。
実施例１６：外科用器具用のカートリッジであって、１つ以上の物理的特徴を含むデータ表現機構であって、１つ以上の物理的特徴は第１のカートリッジデータを示す、データ表現機構と、メモリを備えるデータ記憶要素であって、メモリは第２のカートリッジデータを記憶する、データ記憶要素と、を備える、カートリッジ。
実施例１７：ＲＦＩＤリーダによって読み取り可能なＲＦＩＤタグを備える、実施例１６に記載のカートリッジ。
実施例１８：データ記憶要素は、第１の電気接点に連結されたチップを備え、第１の電気接点は、第２の電気接点に電気的に連結して、それらの間に有線接続を定めるように構成される、実施例１６に記載のカートリッジ。
実施例１９：データ表現機構は、カートリッジの近位端に配設された変形可能な構造体を備え、変形可能な構造体は、外科用器具のエンドエフェクタが開放構成から閉鎖構成に移行するときに変形するように構成される、実施例１６〜１８のいずれか１つに記載のカートリッジ。
実施例２０：データ表現機構は、センサによって光学的にスキャン可能なバーコードを備える、実施例１６〜１８のいずれか１つに記載のカートリッジ。
本明細書に記載される主題の様々な追加的態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
実施例１：モジュール式構成要素は、外科用器具と共に使用される。モジュール式構成要素は、センサと、センサに連結された制御回路とを備える。制御回路は、モジュール式構成要素が外科用器具に連結されている場合に、モジュール式構成要素のバージョンが、外科用器具のバージョンに対応しているかどうかを判定することと、モジュール式構成要素のバージョンが外科用器具のバージョンに対応しているかどうかに応じて、センサに、センサによって検出されたデータを、第１の出力モード又は第２の出力モードのうちの一方で出力させることと、を行うように構成されており、第１の出力モードのデータは、外科用器具の第１のバージョンと互換性があり、第２の出力モードのデータは、外科用器具の第２のバージョンと互換性がある。
実施例２：モジュール式構成要素はステープルカートリッジを含む、実施例１に記載のモジュール式構成要素。
実施例３：第１のバージョンは、現行のバージョンの外科用器具を含み、第２のバージョンは、前のバージョンの外科用器具を含む、実施例１又は２に記載のモジュール式構成要素。
実施例４：第１の出力モードは、磁気抵抗及びインピーダンスデータフィードに対応し、第２の出力モードは、ホール効果データフィードに対応する、実施例１〜３のいずれか１つに記載のモジュール式構成要素。
実施例５：第１の出力モードは、ホール効果データフィードに対応し、第２の出力モードは、リミットスイッチデータフィードに対応する、実施例１〜３のいずれか１つに記載のモジュール式構成要素。
実施例６：外科用器具と共に使用するためのモジュール式構成要素であって、センサと、センサに連結された制御回路とを備える、モジュール式構成要素。制御回路は、センサからのデータ出力を受信することと、モジュール式構成要素が外科用器具に連結されている場合に、モジュール式構成要素のバージョンが、外科用器具のバージョンに対応しているかどうかを判定することと、モジュール式構成要素のバージョンが外科用器具のバージョンに対応しているかどうかに応じて、データ出力を第１のフォーマットから第２のフォーマットに変換することと、を行うように構成されており、第１のフォーマットは、外科用器具の第１のバージョンと互換性があり、第２のフォーマットは、外科用器具の第２のバージョンと互換性がある。
実施例７：モジュール式構成要素はステープルカートリッジを含む、実施例６に記載のモジュール式構成要素。
実施例８：第１のバージョンは、現行のバージョンの外科用器具を含み、第２のバージョンは、前のバージョンの外科用器具を含む、実施例６又は７に記載のモジュール式構成要素。
実施例９：第１のフォーマットが、磁気抵抗及びインピーダンスデータフィードに対応し、第２のフォーマットが、ホール効果データフィードに対応する、実施例６〜８のいずれか１つに記載のモジュール式構成要素。
実施例１０：第１のフォーマットは、ホール効果データフィードに対応し、第２のフォーマットは、リミットスイッチデータフィードに対応する、実施例６〜８のいずれか１つに記載のモジュール式構成要素。
実施例１１：外科システムは、外科用器具と、外科用器具に接続可能なモジュール式構成要素であって、センサと、センサに連結された制御回路であって、モジュール式構成要素が外科用器具に連結されている場合に、モジュール式構成要素のバージョンが、外科用器具のバージョンに対応しているかどうかを判定することと、モジュール式構成要素のバージョンが外科用器具のバージョンに対応しているかどうかに応じて、センサに、センサによって検出されたデータを、第１の出力モード又は第２の出力モードのうちの一方で出力させることと、を行うように構成される、制御回路と、を備える、モジュール式構成要素と、を備え、第１の出力モードのデータは、外科用器具の第１のバージョンと互換性があり、第２の出力モードのデータは、外科用器具の第２のバージョンと互換性がある。
実施例１２：モジュール式構成要素はステープルカートリッジを含む、実施例１１に記載の外科システム。
実施例１３：第１のバージョンは、現行のバージョンの外科用器具を含み、第２のバージョンは、前のバージョンの外科用器具を含む、実施例１１又は１２に記載の外科システム。
実施例１４：第１の出力モードは、磁気抵抗及びインピーダンスデータフィードに対応し、第２の出力モードは、ホール効果データフィードに対応する、実施例１１〜１３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１５：第１の出力モードは、ホール効果データフィードに対応し、第２の出力モードは、リミットスイッチデータフィードに対応する、実施例１１〜１３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１６：外科用器具は外科用ステープラを備える、実施例１１〜１５のいずれか１つに記載の外科システム。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例で説明する。
実施例１：外科システムは、制御回路と、外科用器具と、を備える。外科用器具は、ハンドル組立体と、ハンドル組立体から遠位に延在するシャフト組立体と、シャフト組立体の遠位端に連結されたエンドエフェクタ組立体と、を備える。エンドエフェクタ組立体は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、センサと、を備える。センサは、エンドエフェクタの機能に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを制御回路に送信するように構成されている。制御回路は、システム定義の制約に基づいた検出されたパラメータを分析し、分析の結果に基づいて外科用器具の少なくとも１つの機能を阻止するように構成されている。外科システムは、外科用器具の少なくとも１つの阻止された機能に関する現在のステータスを提供するように構成されたユーザインターフェースを更に備える。
実施例２：システム定義の制約は、外科システムによって実施されている外科処置に関連付けられた履歴データに基づいた事前定義のパラメータ又は事前定義のパラメータ範囲のうちの少なくとも１つを含む、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：現在のステータスは、外科用器具の少なくとも１つの機能が阻止されるという第１のメッセージと、外科用器具の少なくとも１つの機能が阻止される理由を示す第２のメッセージと、を含む、実施例１又は２に記載の外科システム。
実施例４：ユーザインターフェースは、外科用器具の少なくとも１つの機能を可能にするために、制御回路をオーバーライドするように選択可能なユーザインターフェース要素を備える、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：センサは、エンドエフェクタに連結された力センサを含み、検出されたパラメータは、エンドエフェクタの第１のジョー又は第２のジョーのうちの少なくとも１つに加えられる力を含み、制御回路を介して阻止される少なくとも１つの機能は、取り付けられたシャフトの使用を阻止すること、発射サイクルが開始するのを阻止すること、エンドエフェクタの関節運動を阻止すること、シャフトの回転を阻止すること、あるいは第１のジョー又は第２のジョーのうちの１つ又は２つ以上が開放するのを阻止することのうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１〜４のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例６：検出されたパラメータに関連付けられたエンドエフェクタの機能は、クランプ機能を含み、制御回路を介して阻止される外科用器具の少なくとも１つの機能は、切開機能、凝固機能、ステープル留め機能、又は切断機能のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：外科用器具に通信可能に連結された外科用ハブを更に備え、外科用ハブは制御回路を備える、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：ハンドル組立体又は外科用ハブのうちの１つは、ユーザインターフェースを備える、実施例７に記載の外科システム。
実施例９：外科用器具のハンドル組立体、シャフト組立体、又はエンドエフェクタ組立体のうちの１つは、制御回路を備える、実施例１〜８のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１０：シャフト組立体は、シャフトの機能に関連付けられたシャフトパラメータを検出し、検出されたシャフトパラメータを制御回路に送信するように構成されたセンサを備える、実施例１〜９のいずれか１つに記載の外科システム。制御回路は、検出されたシャフトパラメータに更に基づいて、外科用器具の少なくとも１つの機能を阻止するように更に構成されている。
実施例１１：外科システムは、外科用ハブと、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具と、を備える。外科用器具は、ハンドル組立体と、ハンドル組立体から遠位に延在するシャフト組立体と、シャフト組立体の遠位端に連結されたエンドエフェクタ組立体と、を備える。エンドエフェクタ組立体は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、センサと、を備える。センサは、エンドエフェクタの機能に関連付けられたパラメータを検出し、検出されたパラメータを外科用ハブに送信するように構成されている。外科用ハブは、プロセッサと、プロセッサに連結されたメモリと、を備える。メモリは、システム定義の制約に基づいた検出されたパラメータを分析し、分析の結果に基づいて外科用器具の少なくとも１つの機能を阻止するように、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する。外科システムは、外科用器具の少なくとも１つの阻止された機能に関する現在のステータスを提供するように構成されたユーザインターフェースを更に備える。
実施例１２：システム定義の制約は、外科システムによって実施されている外科処置に関連付けられた履歴データ基づいた事前定義のパラメータ又は事前定義のパラメータ範囲のうちの少なくとも１つを含む、実施例１１に記載の外科システム。
実施例１３：現在のステータスは、外科用器具の少なくとも１つの機能が阻止されるという第１のメッセージと、外科用器具の少なくとも１つの機能が阻止される理由を示す第２のメッセージと、を含む、実施例１１又は１２に記載の外科システム。
実施例１４：ユーザインターフェースは、外科用器具の少なくとも１つの機能を可能にするために、外科用ハブをオーバーライドするように選択可能なユーザインターフェース要素を備える、実施例１１〜１３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１５：センサは、エンドエフェクタに連結された力センサを含み、検出されたパラメータは、エンドエフェクタの第１のジョー又は第２のジョーのうちの少なくとも１つに加えられる力を含み、外科用ハブを介して阻止される少なくとも１つの機能は、取り付けられたシャフトの使用を阻止すること、発射サイクルが開始するのを阻止すること、エンドエフェクタの関節運動を阻止すること、シャフトの回転を阻止すること、あるいは第１のジョー又は第２のジョーのうちの１つ又は２つ以上が開放するのを阻止することのうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１１〜１４のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１６：検出されたパラメータに関連付けられたエンドエフェクタの機能は、クランプ機能を含み、外科用ハブを介して阻止される外科用器具の少なくとも１つの機能は、切開機能、凝固機能、ステープル留め機能、又は切断機能のうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１１〜１５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１７：ハンドル組立体又は外科用ハブのうちの少なくとも１つは、ユーザインターフェースを備える、実施例１１〜１６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１８：シャフト組立体は、シャフトの機能に関連付けられたシャフトパラメータを検出し、検出されたシャフトパラメータを外科用ハブに送信するように構成されたセンサを備える、実施例１１〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。メモリは、検出されたシャフトパラメータに更に基づいて外科用器具の少なくとも１つの機能を更に阻止するように、プロセッサによって実行可能な命令を更に記憶する。
実施例１９：非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読命令を記憶し、コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、システム定義の制約に基づいた外科システムのエンドエフェクタの機能に関連付けられた検出されたパラメータを分析させ、外科システムは、ハンドル組立体と、ハンドル組立体から遠位に延在するシャフト組立体と、シャフト組立体の遠位端に連結されたエンドエフェクタ組立体とを含む。エンドエフェクタ組立体は、第１のジョーと、第１のジョーに枢動可能に連結された第２のジョーと、検出されたパラメータを検出し、検出されたパラメータをマシンに送信するように構成されたセンサと、を備える。命令は、実行されると、マシンに更に、分析の結果に基づいて外科システムの少なくとも１つの機能を阻止させ、ユーザインターフェースを生成させる。ユーザインターフェースは、外科システムの少なくとも１つの阻止された機能に関する現在のステータスを提供する。
実施例２０：実施例１９の非一時的コンピュータ可読媒体は、実行されると、マシンに、ユーザインターフェース上にオーバーライド要素を生成させる命令を更に含む。オーバーライド要素は、外科システムの少なくとも１つの機能を可能にするように選択可能である。
本明細書で記載される主題の様々な追加的態様を、以下の実施例の項で説明する。
実施例１：外科システムは、制御回路と、外科用器具と、を備える。外科用器具は、複数の構成要素と、センサと、を備える。外科用器具の複数の構成要素の各々は、装置パラメータを含む。各構成要素は、そのそれぞれの装置パラメータを制御回路に送信するように構成されている。センサは、外科用器具の提案される機能に関連付けられた組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータを制御回路に送信するように構成されている。制御回路は、システム定義の制約に基づいた各々のそれぞれの装置パラメータと連携して、検出された組織パラメータを分析するように構成されている。外科システムは、複数の構成要素を含む外科用器具が提案される機能を実施するのに適切であるかどうかを示すように構成されたユーザインターフェースを更に備える。
実施例２：検出された組織パラメータは、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、又は組織の血管新生のうちの少なくとも１つを含む、実施例１に記載の外科システム。
実施例３：外科用器具の構成要素はステープルカートリッジを含み、装置パラメータは、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、及びステープルカートリッジの発射速度のうちの少なくとも１つを含む、実施例１又は２に記載の外科システム。
実施例４：外科用器具の構成要素はエンドエフェクタを含み、検出された組織パラメータは、組織上のエンドエフェクタの閉鎖角度、エンドエフェクタの組織接触面と接触する組織の長さ、及びエンドエフェクタ内の組織を圧縮する力のうちの少なくとも１つを含む、実施例１〜３のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例５：制御回路は、少なくとも１つの検出された組織パラメータに基づいて、組織を実質組織、血管又は気管支として識別するように更に構成される、実施例４に記載の外科システム。
実施例６：制御回路は、提案される機能を実施するために外科用器具と共に使用するための少なくとも１つの代替構成要素を推奨するように更に構成される、実施例１〜５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例７：システム定義の制約は、各送信された装置パラメータに関連付けられた所定の組織パラメータ又は所定の組織パラメータ範囲のうちの少なくとも１つを含む、実施例１〜６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例８：制御回路は、システム定義の制約が超えられたときに提案される機能を阻止するように更に構成される、実施例１〜７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例９：ユーザインターフェースは、外科用器具の提案される機能を可能にするために、制御回路をオーバーライドするように選択可能なユーザインターフェース要素を備える、実施例８に記載の外科システム。
実施例１０：外科用器具の提案される機能は、組織をクランプすること、組織を凝固させること、組織を切断すること、及び組織をステープル留めすることのうちの１つ又は２つ以上を含む、実施例１〜９のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１１：外科用器具に通信可能に連結された外科用ハブを更に備え、外科用ハブは制御回路を備える、実施例１〜１０のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１２：外科用器具又は外科用ハブのうちの１つは、ユーザインターフェースを備える、実施例１１に記載の外科システム。
実施例１３：外科システムは、外科用ハブと、外科用ハブに通信可能に連結された外科用器具と、を備える。外科用器具は、複数の構成要素と、センサと、を備える。外科用器具の複数の構成要素の各々は、装置パラメータを含む。各構成要素は、そのそれぞれの装置パラメータを外科用ハブに送信するように構成されている。センサは、外科用器具の提案される機能に関連付けられた組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータを外科用ハブに送信するように構成されている。外科用ハブは、プロセッサと、プロセッサに連結されたメモリと、を備える。メモリは、システム定義の制約に基づいた各々のそれぞれの装置パラメータと連携して、検出された組織パラメータを分析するように、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する。外科システムは、複数の構成要素を含む外科用器具が提案される機能を実施するのに適切であるかどうかを示すように構成されたユーザインターフェースを更に備える。
実施例１４：検出された組織パラメータは、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の剛性、組織の位置、又は組織の血管新生のうちの少なくとも１つを含む、実施例１３に記載の外科システム。
実施例１５：外科用器具の構成要素はステープルカートリッジを含み、装置パラメータは、ステープルカートリッジのタイプ、ステープルカートリッジの色、ステープルカートリッジに対する補助部、ステープルカートリッジのクランプ負荷限界、ステープルカートリッジの間隙範囲、及びステープルカートリッジの発射速度のうちの少なくとも１つを含む、実施例１３又は１４に記載の外科システム。
実施例１６：外科用器具の構成要素はエンドエフェクタを含み、検出された組織パラメータは、組織上のエンドエフェクタの閉鎖角度、エンドエフェクタの組織接触面と接触する組織の長さ、及びエンドエフェクタ内の組織を圧縮する力のうちの少なくとも１つを含む、実施例１３〜１５のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１７：命令は、提案される機能を実施するために外科用器具と共に使用するための少なくとも１つの代替構成要素を推奨するように、外科用ハブのプロセッサによって更に実行可能である、実施例１３〜１６のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１８：命令は、システム定義の制約が超えられたときに提案される機能を阻止するように、外科用ハブのプロセッサによって更に実行可能である、実施例１３〜１７のいずれか１つに記載の外科システム。
実施例１９：非一時的コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読命令を記憶し、コンピュータ可読命令は、実行されると、マシンに、システム定義の制約に基づいた外科システムの外科用器具の複数の構成要素の各々の装置パラメータと連携して、検出された組織パラメータを分析させ、検出された組織パラメータは、外科用器具の提案される機能に関連付けられている。外科システムは、複数の構成要素を含む外科用器具を含む。各構成要素は、そのそれぞれの装置パラメータをマシンに送信するように構成されている。外科システムは、検出された組織パラメータを検出し、検出された組織パラメータをマシンに送信するように構成されたセンサを更に含む。命令は、実行されると、マシンに、複数の構成要素を含む外科用器具が外科システムの提案される機能を実施するのに適切であるかどうかの指示を提供するユーザインターフェースを生成することを更に行わせる。
実施例２０：命令は、実行されると、マシンに更に、ユーザインターフェース上に、外科用器具の提案される機能を可能にするように選択可能なオーバーライド要素を生成させる、実施例１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサは、ステープルカートリッジ上に配置され得る。接着マスクは、所定の位置でセンサと共に埋め込まれていてもよい。様々な態様では、センサは、ステープルカートリッジ上の隆起に取り付けることで、センサは、組織との接触を確実にするためにステープルカートリッジのカートリッジデッキより高い位置に位置決めされる。接着マスクは、例えば、スクリーンプリント技法を用いてポリエステル基板上にまとめて形成することができる。導電パッドが共通の位置にプリントされ得る。
様々な実施例にでは、癌組織に対する近接性の検出に加えて、本開示のエンドエフェクタはまた、特定の組織内の特定の癌のタイプを標的とするように構成され得る。参照によりその全体が本発明に組み込まれる、Ａｌｔｅｎｂｅｒｇ Ｂ ａｎｄ Ｇｒｅｕｌｉｃｈ ＫＯの誌刊行Ｇｅｎｏｍｉｃｓ ８４（２００４）ｐｐ．１０１４〜１０２０に指摘されるように、特定の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられるのに対し、他の癌は、解糖系遺伝子の過剰発現によっては特徴付けられない。したがって、本開示のエンドエフェクタは、肺癌又は肝臓癌など、解糖系遺伝子の過剰発現によって特徴付けられる癌組織に対して高い特異性を有するセンサアレイを装備することができる。
様々な態様では、本開示によるセンサアレイのセンサ読み取り値は、追加の分析及び／又は状況認識のために、外科用器具によって外科用ハブ（例えば、外科用ハブ１０６、２０６）に伝達される。
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つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１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装することができ、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タイプにかかわらず用いられる。
様々な開示された態様を実施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ストレージ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配布され得る。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可読ストレージに限定されない。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タイプの有形機械可読媒体が挙げられる。
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装置（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、本明細書で使用するとき、「制御回路」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−電気設備）を形成する電気回路を含むが、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、アナログ形式若しくはデジタル形式、又はこれらのいくつかの組み合わせで実装されてもよいことを認識するであろう。
本明細書の任意の態様で使用される場合、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実施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。
本明細書の任意の態様で使用するとき、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。
本明細書の任意の態様で使用するとき、「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信号又は磁気信号の形態をとる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、適切な物理量と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。
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を挙げることができる。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。
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、「処理すること（processing）」、「計算すること（computing）」、「算出すること（calculating）」、「判定すること（determining）」、「表示すること（displaying）」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他の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アクション及び処理を指していることが理解されよう。
１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。
「近位（proximal）」及び「遠位（distal）」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（proximal）」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位（distal）」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（vertical）」、「水平（horizontal）」、「上（up）」及び「下（down）」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。
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。
用語「含む（comprise）」（「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」など、ｃｏｍｐｒｉｓｅの任意の語形）、「有する（have）」（「ｈａｓ」及び「ｈａｖｉｎｇ」など、ｈａｖｅの任意の語形）、「含む（include）」（「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」及び「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」など、ｉｎｃｌｕｄｅの任意の語形）、及び「含有する（contain）」（「ｃｏｎｔａｉｎｓ」及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」など、ｃｏｎｔａｉｎの任意の語形）は、オープンエンドの連結動詞である。結果として、１つ以上の要素を「含む（comprise）」、「有する」、「含む（include）」、若しくは「含有する（contain）」外科システム、装置（device）、又は装置（apparatus）は、それらの１つ以上の要素を有するが、それらの１つ以上のみを有することに限定されない。同様に、１つ以上の特徴を「含む（comprise）」、「有する」、「含む（include）」、若しくは「含有する」、システム、装置（device）、又は装置（apparatus）の要素は、それら１つ以上の特徴を有するが、それら１つ以上の特徴のみを有することに限定されない。
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つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、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。
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（単数又は複数）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。
「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。
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。
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。
〔実施の態様〕
（１） 外科処置中に組織を圧縮する方法であって、前記方法は、
エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、
前記外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、
前記外科用器具を手術部位に挿入することと、
前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、
前記第１のジョー及び前記第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する圧縮された前記組織の位置を判定することと、
前記圧縮された組織の判定された前記位置を前記外科用ハブに伝達することと、
前記圧縮された組織の前記判定された位置を視覚フィードバック装置上に表示することと、
を含む、方法。
（２） 前記圧縮された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記インピーダンスセンサは、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされる、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記インピーダンスセンサは、前記圧縮された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施態様２に記載の方法。
（５） 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、実施態様１に記載の方法。
（６） 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記視覚フィードバック装置上に同時に表示することを含む、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記視覚フィードバック装置はディスプレイスクリーンを含む、実施態様１に記載の方法。
（９） 外科処置中に組織を圧縮する方法であって、前記方法は、
エンドエフェクタを備える外科用器具を手術部位に挿入することであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、挿入することと、
前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、
手術部位内での圧縮された前記組織の位置を判定することと、
前記圧縮された組織の判定された前記位置を外科用ハブに伝達することと、
前記圧縮された組織の前記判定された位置をディスプレイ上に表示することと、
を含む、方法。
（１０） 前記圧縮された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施態様９に記載の方法。
（１１） 前記インピーダンスセンサは、前記圧縮された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、実施態様９に記載の方法。
（１３） 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施態様９に記載の方法。
（１４） 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記ディスプレイ上に同時に表示することを含む、実施態様９に記載の方法。
（１５） 外科処置中に組織を把持する方法であって、前記方法は、
エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、
前記外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、
前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を把持することと、
前記第１のジョー及び前記第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する把持された前記組織の位置を判定することと、
前記把持された組織の判定された前記位置を前記外科用ハブに伝達することと、
前記把持された組織の前記判定された位置を視覚フィードバックディスプレイ上に表示することと、
を含む、方法。
（１６） 前記把持された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、実施態様１５に記載の方法。
（１７） 前記インピーダンスセンサは、前記把持された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、実施態様１６に記載の方法。
（１８） 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、実施態様１５に記載の方法。
（１９） 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、実施態様１５に記載の方法。
（２０） 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記視覚フィードバックディスプレイ上に同時に表示することを含む、実施態様１５に記載の方法。

Claims (20)

  1. 外科処置中に組織を圧縮する方法であって、前記方法は、
    エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、
    前記外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、
    前記外科用器具を手術部位に挿入することと、
    前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、
    前記第１のジョー及び前記第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する圧縮された前記組織の位置を判定することと、
    前記圧縮された組織の判定された前記位置を前記外科用ハブに伝達することと、
    前記圧縮された組織の前記判定された位置を視覚フィードバック装置上に表示することと、
    を含む、方法。
  2. 前記圧縮された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記インピーダンスセンサは、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされる、請求項２に記載の方法。
  4. 前記インピーダンスセンサは、前記圧縮された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、請求項２に記載の方法。
  5. 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、請求項１に記載の方法。
  6. 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、請求項１に記載の方法。
  7. 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記視覚フィードバック装置上に同時に表示することを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記視覚フィードバック装置はディスプレイスクリーンを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 外科処置中に組織を圧縮する方法であって、前記方法は、
    エンドエフェクタを備える外科用器具を手術部位に挿入することであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、挿入することと、
    前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を圧縮することと、
    手術部位内での圧縮された前記組織の位置を判定することと、
    前記圧縮された組織の判定された前記位置を外科用ハブに伝達することと、
    前記圧縮された組織の前記判定された位置をディスプレイ上に表示することと、
    を含む、方法。
  10. 前記圧縮された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、請求項９に記載の方法。
  11. 前記インピーダンスセンサは、前記圧縮された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、請求項９に記載の方法。
  13. 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、請求項９に記載の方法。
  14. 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記ディスプレイ上に同時に表示することを含む、請求項９に記載の方法。
  15. 外科処置中に組織を把持する方法であって、前記方法は、
    エンドエフェクタを備える外科用器具を得ることであって、前記エンドエフェクタは第１のジョー及び第２のジョーを備える、得ることと、
    前記外科用器具と外科用ハブとの間に通信経路を確立することと、
    前記第１のジョーと前記第２のジョーとの間で組織を把持することと、
    前記第１のジョー及び前記第２のジョーのうちの少なくとも１つに対する把持された前記組織の位置を判定することと、
    前記把持された組織の判定された前記位置を前記外科用ハブに伝達することと、
    前記把持された組織の前記判定された位置を視覚フィードバックディスプレイ上に表示することと、
    を含む、方法。
  16. 前記把持された組織の前記位置は、インピーダンスセンサを使用して判定される、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記インピーダンスセンサは、前記把持された組織の前記位置を判定するために、組織が前記インピーダンスセンサに接して位置決めされているかどうかを判定するように構成される、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記圧縮された組織の前記位置は、光音響センサを使用して判定される、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記圧縮された組織の位置は、前記外科用器具の前記第１のジョー上に位置決めされた薄膜コーティングを用いて判定される、請求項１５に記載の方法。
  20. 前記方法は、前記圧縮された組織の前記判定された位置を前記視覚フィードバックディスプレイ上に同時に表示することを含む、請求項１５に記載の方法。
JP2020552846A 2018-03-30 2019-03-29 ステープル留め装置内で組織を圧縮し、同時にジョー内の組織の位置を表示する外科システム Active JP7451420B2 (ja)

Applications Claiming Priority (85)

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US201862665177P 2018-05-01 2018-05-01
US201862665192P 2018-05-01 2018-05-01
US201862665128P 2018-05-01 2018-05-01
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US62/665,128 2018-05-01
US62/665,134 2018-05-01
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US62/729,186 2018-09-10
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US62/729,176 2018-09-10
US62/729,177 2018-09-10
US201862750529P 2018-10-25 2018-10-25
US201862750555P 2018-10-25 2018-10-25
US201862750539P 2018-10-25 2018-10-25
US62/750,555 2018-10-25
US62/750,529 2018-10-25
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