JP2023544362A - エンドエフェクタのアップデート - Google Patents

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Abstract

本明細書の実施例は、組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、プロセッサと、を含み得る電動外科用エンドエフェクタを説明する。プロセッサは、第１の時間に第１のモードで動作するように構成されてもよく、第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの一態様を動作させるように構成されてもよい。プロセッサは、第１の時間の後の第２の時間に、プロセッサを第２のモードで動作させ得るデータを受信してもよく、第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されてもよい。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、同時に出願された以下の出願に関連し、これらの各々の内容は、参考により、本明細書中に援用される。
●代理人整理番号ＥＮＤ９２８７ＵＳＮＰ１、表題ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＩＥＲＥＤ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＭＯＤＥＳ ＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ。
外科用システムは、臨床医（複数可）が、例えば、モニタなどの１つ以上のディスプレイ上で、手術部位及び／又はその１つ以上の部分を見ることを可能にできる撮像システムを組み込んでいることが多い。ディスプレイ（複数可）は、手術現場（surgical theater）に局所的であっても、かつ／又は、遠隔であってもよい。撮像システムは、手術部位を見て、かつ臨床医が見ることができるディスプレイにビューを送信する、カメラを備えたスコープを含むことができる。スコープとしては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、膀胱鏡、食道胃十二指腸鏡、腸鏡、食道十二指腸鏡（胃カメラ）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、尿管鏡、及び外視鏡が挙げられるが、これらに限定されない。撮像システムは、臨床医（複数可）を認識することができ、かつ／又は臨床医に伝達することができる情報によって制限される場合がある。例えば、三次元空間内の特定の隠れた構造、物理的輪郭、及び／又は寸法は、特定の撮像システムでは手術中に認識できないことがある。追加的に、特定の撮像システムは、手術中に特定の情報を臨床医（複数可）に通信すること、及び／又は伝達することできない場合がある。
本開示は、以下の実施例のリストを含む様々な実施形態を提供する。
実施例１．外科用システムにおいて使用するための電動外科用エンドエフェクタであって、
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
プロセッサが、
第１の時間に第１のモードで動作することであって、第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、
第１の時間の後の第２の時間において、プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
実施例２．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施例１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例３．第２の時間に受信されたデータは、受信機を介して外部装置から受信したものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例４．外部装置は、外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例５．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例６．第２の時間に受信されたデータは、処置情報に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例７．第２の時間に受信されたデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた、補足的測定値に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例８．第２の時間に受信されたデータは、組織の特性に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例９．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施例８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１０．電動外科用エンドエフェクタであって、
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、
第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って、ジョーの態様を動作させるように構成され、
第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、ジョーの態様を動作させるように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１１．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施例１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１２．外部装置は、外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１３．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１４．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、処置情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１５．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた補足的測定値に基づく、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１６．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、組織の特性に関連する、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１７．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施例１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１８．外科用ハブであって、
外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、
プロセッサであって、
第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、第１のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタは、電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、
受信機を介して電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、
受信されたデータに基づいて、外科用エンドエフェクタが、第１のモードで動作すべきか第２のモードで動作すべきかを決定することと、
決定に基づいて、電動外科用エンドエフェクタを第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、第２のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されたプロセッサと、を備える、外科用ハブ。
実施例１９．通信が利用可能であるか否かの判定は、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルによって判定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
実施例２０．送信されたデータは、処置情報に関連する、実施例１８又は１９に記載の外科用ハブ。
実施例１及び１０として、アップデート可能又は適合可能な作動アルゴリズムを有する、電動外科用ステープラ用エンドエフェクタが提供される。作動アルゴリズムは、データ、例えば、外科用ハブ又は遠隔サーバであり得る外部装置からのデータの受信の結果として、デフォルトの作動アルゴリズムからアップデート又は適合され得る。エンドエフェクタのジョー機能は、作動アルゴリズムを置換、アップデート、又は調整することによって、制御され得る。例えば、エンドエフェクタの制御可能なジョーの動作を制御する作動アルゴリズムは、新しいアルゴリズムをインポートすることによって置換又は調整されてもよく、又はアルゴリズム制御内のパラメータが調整されてもよい。制御アルゴリズムの適合又はアップデートは、エンドエフェクタと通信する外科用ハブ（例えば、ローカルハブ装置又はリモートサーバシステム）内のアルゴリズムによって制御されてもよい。デフォルトの作動アルゴリズムを提供することによって、外科用ステープラは、外科用ステープリングが必要とされる多数の外科的状況において、第１のモードに従って効果的な使用のために直ちに動作可能である。代替的な作動アルゴリズムによる第２のモードに従ってプロセッサを動作させることができるアップデート可能なメモリを追加的に提供することによって、外科用システムは、他の外科手術状況のための効果的な外科用ステープリングを行えるよう、再構成され得る。デフォルトの作動アルゴリズムから代替的なものに切り替える能力は、有利なことには、異なるタイプのステープル留め処置が、例えば、同一の全体的外科処置内で迅速に行われることを可能にする。これにより、外科処置中にステープル留めを行う全体的な速度が改善され、したがって行われている外科処置の全体的な有効性を改善され得る。
実施例２～５及び１１～１３として、電動外科用エンドエフェクタは、外科用ハブ又はクラウドコンピューティングシステムであり得る外部装置から、データを受信する通信能力を有する。エンドエフェクタと外科用ハブとの間の対話は、ジョー動作に対する動的制御を可能にする。接続された環境がない場合、エンドエフェクタの機能はデフォルトで静的機能になる。これは、手術に関する追加データが利用可能である場合、それを使用して、進行中の動的ベースで、向上した手術を行うことができるということを意味する。しかしながら、追加のデータが利用可能でない場合、又は外部装置若しくはクラウドコンピューティングシステムとの通信に故障がある場合、手術は、適用可能なアルゴリズムが利用可能でないのではなく、デフォルトの作動アルゴリズムを用いて継続され得る。実施例９及び１７として、アップデートされたジョー制御が、エンドエフェクタの制御可能なジョーのクランプ圧力、保持時間、又は発射速度に適用される。
実施例６～８及び１４～１６として、外科用エンドエフェクタは、組織特性、器具状態、処置データ、及び／又は補足測定値の変化に応答して、アップデート又は適合された作動アルゴリズムに従って動作することが可能である。
実施例１８～２０として、外科用エンドエフェクタにおける作動アルゴリズムの置換又は適合を制御する動的機能性を有する外科用ハブが提供される。ハブは、システム間の相互通信の態様によって、又はハブシステム自体内のパラメータ（例えば、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルのようなユーザ関連パラメータ）によって制御され得る意思決定アルゴリズムを有する。作動アルゴリズムの利用は、意図される使用に基づいて選択的であってもよく、又は処置ステップの状況認識及び予想される利益の大きさに基づいて、自動的に選択又は選択解除されてもよい。したがって、アルゴリズム適応性の段階的制御が可能にされて、動的にアップデートされる動作制御及び改善された臨床転帰が実現される。例えば、コンピューティングシステムの外科用ハブの通信故障又はハードウェアの故障により接続環境がない場合、ステープラの機能は、静的機能にデフォルトで設定され得る。接続環境において、エンドエフェクタ機能は、改善された手術転帰を達成するための動作の改善に基づいて、例えば、外科用ハブからアップデートされたデータを受信することによって、動的にアップデートされ得る。
本発明の更なる実施形態によれば、電動外科用エンドエフェクタは、組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、プロセッサと、を備える。プロセッサは、第１の時間に第１のモードで動作することであって、第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、プロセッサは、第１の時間の後の第２の時間に、プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている。
本発明の更なる実施形態によれば、電動外科用エンドエフェクタは、組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、プロセッサと、を備える。プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従ってジョーの態様を動作させるように構成され、第２のモードでは、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従ってジョーの態様を動作させるように構成される。
本発明の更なる実施形態によれば、外科用ハブは、外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、プロセッサとを備える。プロセッサは、第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、第１のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタは、電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、受信されたデータに基づいて、外科用エンドエフェクタが、第１のモードで動作すべきか第２のモードで動作すべきかを決定することと、決定に基づいて、電動外科用エンドエフェクタを第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、第２のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されている。
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用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用システムである。 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、医療施設の１つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に位置している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用システムを示す。 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、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、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、状況認識外科用システムの図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科処置における各ステップで検出されたデータから外科用ハブが作成することができる、例示的な外科処置及び推論のタイムラインを示す。 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用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、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムの機能アーキテクチャを示すブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式装置の制御プログラムアップデートを適応的に生成するように構成されたコンピュータ実装インタラクティブ外科用システム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、コントローラ及びモータを有するハンドルと、ハンドルに解放可能に連結されるアダプタと、アダプタに解放可能に連結される装填ユニットとを含む、外科用システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、動作モードを決定し、決定されたモードで動作するための例示的なフローを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、動作モードを変更するための例示的なフローを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、自らに動作可能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１６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１６の外科用器具のエンドエフェクタの分解図である。 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１６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１６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、及び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１６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。 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。 本開示の少なくとも１つの態様による、磁気回転絶対位置付け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、エンドエフェクタで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。 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用システム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、外科的機能を制御するように構成された状況認識外科用システム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、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、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を示す。 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整するための、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論理構成の制御プログラム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、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付け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、モジュール式装置の制御プログラムをアップデート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、外科用ハブを介して、モジュール式装置にアップデートをプッシュする分析システムの図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブのための制御プログラムアップデートを適応的に生成するように構成されたコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムの図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブの制御プログラムをアップデート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、外科用ハブの制御プログラムのデータ分析アルゴリズムをアップデート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、外科用器具と、外科用ハブと、クラウドコンピューティングシステムとの間の通信のためのシステムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムをアップデート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、外科用器具のアルゴリズムをアップデートするためのプロセスの別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、外科用器具のアルゴリズムをアップデートするためのプロセスの別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、外科用器具のアルゴリズムをアップデートする外科用ハブのためのプロセスの論理フロー図を示す。
本出願の出願人は、本出願と同時に出願された以下の米国特許出願を所有し、
これらはそれぞれの全体が、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、米国特許出願第１６／２０９，４２３号（代理人整理番号：ＥＮＤ８５３８ＵＳＮＰ）、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＮＧ ＴＩＳＳＵＥ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳＬＹ ＤＩＳＰＬＡＹＩＮＧ ＴＨＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＴＩＳＳＵＥ ＷＩＴＨＩＮ ＴＨＥ ＪＡＷＳ」（現在は、米国特許出願公開第２０１９／０２００９８１号）、及び
●２０１８年３月２９日出願の、米国特許出願第１５／９４０，６３６号（代理人整理番号：ＥＮＤ８５０６ＵＳＮＰ）、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」（現在は米国特許出願公開第２０１９／０２０６００３号）。
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用システム１００は、１つ以上の外科用システム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を含み得るクラウド１０４）とを含み得る。各外科用システム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を含み得る。一例では、図１に示すように、外科用システム１０２は、可視化システム１０８と、ロボットシステム１１０と、手持ち式インテリジェント外科用器具１１２とを含み、これらは、互いに通信するように、及び／又はハブ１０６と通信するように構成されている。いくつかの態様では、外科用システム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個の手持ち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以上の整数であり得る。
様々な態様では、可視化システム１０８は、図２に示すように、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み得る。一態様では、可視化システム１０８は、ＨＬ７、ＰＡＣＳ、及びＥＭＲ用のインターフェースを含み得る。視覚化システム１０８の様々な構成要素については、２０１８年１２月４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）において、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」という見出しの下で説明されており、上記の開示は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４のオペレータに見えるように滅菌野に配置される。加えて、可視化タワー１１１が、滅菌野の外に配置される。可視化タワー１１１は、互いに反対側を向いている第１非滅菌ディスプレイ１０７、及び第２非滅菌ディスプレイ１０９を含み得る。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を利用して、滅菌野の内側及び外側のオペレータへの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上に手術部位のライブ映像を維持しながら、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により、例えば、非滅菌オペレータが、外科処置に関連する診断ステップを実行することを可能にすることできる。
一態様では、ハブ１０６は、可視化タワー１１１にい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野内の一次ディスプレイ１１９に送り、これを手術台にい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得る。一例では、入力は、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への修正の形態であり得るが、この入力は、ハブ１０６によって一次ディスプレイ１１９に送ることができる。
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用システム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得る。例えば、２０１８年１２月４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）に記載され、その開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。可視化タワー１１１にい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に送ることができ、外科用器具１１２のオペレータは、この送られた診断入力又はフィードバックを見ることができる。外科用システム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、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｈａｒｄｗａｒｅ」の項目に、及び「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する２０１８年１２月４日出願の、米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）で説明される。なお、この出願は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
図２は、手術室１１６内の手術台１１４上に横たわっている患者に対して外科処置を実行するために使用されている外科用システム１０２の例を示す。ロボットシステム１１０は、外科処置において外科用システム１０２の一部として使用され得る。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とを含み得る。外科医が外科医のコンソール１１８を通じ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通じて、少なくとも１つの着脱可能に連結された手術具１１７を操作することができる。手術部位の画像が医療用撮像装置１２４によって取得され、この医療用撮像装置１２４は、患者側カート１２０から操作して、その向きを定めることができる。ロボットハブ１２２を使用して、手術部位の画像を処理し、その後、外科医のコンソール１１８を通じて、外科医に表示することができる。
他の種類のロボットシステムを、外科用システム１０２と共に使用するよう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適したロボットシステム及び外科用ツールの様々な例が、２０１８年１２月４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＲＯＢＯＴＩＣ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２０１１３７（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，４０７号）に記載されており、その開示は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
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が、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＤＡＴＡ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２０６５６９（Ａ１）（米国特許出願第１６／２０９，４０３号）に記載され、その開示全体は、参照により、本明細書に組み込まれる。
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み得る。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）センサが挙げられ得るが、これらに限定されない。
撮像装置１２４の光学構成要素は、１つ以上の照明源、及び／又は１つ以上のレンズを含み得る。１つ以上の照明源は、術野の一部分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、術野から反射又は屈折された光を受信することができる。
１つ以上の照明源は、可視スペクトル並びに不可視スペクトル内の電磁エネルギーを照射するように構成され得る。可視スペクトルは、場合によっては、光スペクトルや発光スペクトルとも称され、人間の目に見える（すなわち、人間の目によって検出することができる）電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と称されることがある。典型的な人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ～約７５０ｎｍの波長に応答する。
不可視スペクトル（例えば、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）、マイクロ波及びラジオ波電磁放射線になる。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、低侵襲性処置において使用するように構成されている。本開示と共に使用するため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（胃カメラ）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡、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。
撮像装置は、表面の凹凸と下層構造とを区別するために、マルチスペクトル監視法を採用してもよい。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、及び紫外からの光を含む特定の波長に対する感度を有する器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像により、人間の目がもつ赤、緑、青の受容体では取り込むことができない追加情報を抽出することが可能にある。マルチスペクトル撮像法の使用は、２０１８年１２月４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する．Ｓ．米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）中の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」という見出しの下でより詳細に説明される。なお、この文献の開示内容の全体が、参照により、本明細書に組み込まれる。マルチスペクトルモニタリング法は、処置された組織に対して上述の試験のうちの１つ以上を実行するための処置タスクが完了した後に、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機器の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場」、すなわち、手術室又は処置室において要求される厳格な衛生条件及び滅菌条件は、全ての医療装置及び医療機器の、可能な限り最も高い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、撮像装置１２４並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性が挙げられる。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、あるいは滅菌野は、外科処置の準備が整っ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。
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及び手持ち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、ストレージアレイ１３４、及び手術室マッピングモジュール１３３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、組織へエネルギーを印加することは、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織へ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エンクロージャ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、ハブエンクロージャと、ハブエンクロージャ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また、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在する流体ラインと、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、ハブエンクロージャ内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在している。一態様では、ハブエンクロージャは、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エンクロージャ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エンクロージャ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エンクロージャを提示する。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エンクロージャはまた、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のデータ接点及び第２の電力接点を含む第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、を含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力接点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の電力接点及び第２の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。加えて、モジュール式外科用エンクロージャはまた、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ている、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含む。図３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エンクロージャ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エンクロージャ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。発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式エンクロージャ１３６に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット内に支持される、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。発生器モジュール１４０は、単極装置１４２、双極装置１４４、及び超音波装置１４６に接続するように構成することができる。代替的に、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式エンクロージャ１３６を介して相互作用する一連の単極発生器モジュール、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得る。ハブのモジュール式エンクロージャ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エンクロージャ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。
図４は、医療施設の１つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に位置する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はまた、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、パッシブ、インテリジェント又は切り替え式として構成され得る。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。
手術室に位置す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（複数可）、ネットワークスイッチ（複数可）及びネットワークルータ（複数可）との組み合わせを含み得る。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。「クラウド」という語は、「インターネット」の隠喩として使用され得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために使用することができ、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ことができる。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、身体組織のサンプル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識別するために、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、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認が含まれ得る。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捕捉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識別するために、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用いてもよく、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。
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、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（Open System Interconnection、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に接続性を提供し得る。ネットワークハブ２０７は、パケットの形態のデータを収集し得るが、それらのデータは、半二重モードでルータに送信される。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）も記憶しなくてもよい。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なくてもよく、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４）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。
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り得る。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に送信し得るが、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に連結され得る。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、パケットの形態のデータをクラウド２０４に送信し得るが、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用いられてもよい。
いくつかの例では、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。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、ｎｅｗ ｒａｄｉｏ（ＮＲ）、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得るが、フレームとして知られるデータ型を取り扱い得る。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し得る。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いか、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り得るため、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５は、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム２００を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム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用システム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用システム２００は、多くの点で外科用システム１０２と類似する１つ以上の外科用システム２０２を含む。各外科用システム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用システム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６に示すように、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５の実施例に示すように、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡２３９に連結され得る撮像モジュール２３８、エネルギー装置２４１に連結され得る発生器モジュール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、任意選択的にディスプレイ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に連結され得る。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得る。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されたデータを、画像及び重ね合わせられた画像と共に表示してもよい。
図６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、を備え得る。図６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に接続され得るモジュール（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してもよい。図６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／スイッチの各々は、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含み得る。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得る。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得る。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し得る。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、それが手術室の外周壁から跳ね返るときのエコーを受信することによって、手術室を走査し得るが、それについては、２０１８年１２月４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する．Ｓ．米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）に「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」という見出しの下で説明されている。なお、この文献は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれ、またこの文献中、センサモジュールは、手術室のサイズを決定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離の限界を調整するように構成される。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、手術室の外周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ペアリング距離の限界を調整するようになっていてもよい。
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、を備え得る。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に連結され得る。システムバスは、任意の様々な利用可能なバスアーキテクチャを使用する、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造（複数可）のうちのいずれかであってもよく、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つのコントローラベースのファミリーを含む安全コントローラを含み得る。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得る。
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得る。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、例えばディスク記憶装置などを含み得る。ディスク記憶装置としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ－６０ドライブ、フラッシュメモリカード又はメモリスティックのような装置が挙げられ得るが、これらに限定されない。加えて、ディスク記憶装置は、上記の記憶媒体を、独立して、又は他の記憶媒体との組み合わせで含むことができる。他の記憶媒体としては、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得るが、これらに限定されない。ディスク記憶装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
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み得るという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得る。ディスク記憶装置上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能し得る。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記憶装置上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用し得る。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（複数可）を介してコンピュータシステム２１０にコマンド又は情報を入力し得る。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装置、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得るが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート（複数可）を介し、システムバスを通じてプロセッサに接続する。インターフェースポート（複数可）としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート及びＵＳＢが挙げられる。出力装置（複数可）は、入力装置（複数可）と同じ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し得る出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在し得ることを示すために提供され得る。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得るが、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（複数可）などの他の装置及び／又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供し得るという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（複数可）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（複数可）は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置又は他の一般的なネットワークノードなどであり得るが、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（複数可）と共に、メモリストレージ装置のみが示される。リモートコンピュータ（複数可）は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され得るが、続いて、通信接続部を介して物理的に接続され得る。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し得る。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などが挙げられ得る。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）が挙げられ得るが、これらに限定されない。
様々な態様では、図６のコンピュータシステム２１０、図５、図６の撮像モジュール２３８、及び／又は可視化システム２０８、及び／又はプロセッサモジュール２３２は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み得る。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用い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（複数可）とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア／ソフトウェアを指し得る。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得る。
図７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、制御回路を備え得る。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を含み得る。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得る。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に提供され得る。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得るが、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つ以上のＰＷＭモジュール、１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つのコントローラベースのファミリーを含む安全コントローラを含み得る。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得る。
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を含み得る。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、絶対位置付け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。絶対位置付けシステムに関する詳細な説明は、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得る。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」応答が得られ得るが、これが実際のフィードバックの判定に使用される。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とる好適な調整された値であり得るが、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。
いくつかの例では、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用いられ得る。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。いくつかの例では、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得る。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得る。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であるモータドライバ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り得る。ドライバ４９２は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え得るが、これは、完全（１０Ｖ超の）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得る。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使用し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、抵抗器で調整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得る。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示すものであり、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、絶対位置付けシステムを備えた追跡システム４８０で使用するため、容易に代用とすることができる。
追跡システム４８０は、本開示の一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配置を備え得る。絶対位置付け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し得る。いくつかの例では、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し得る。いくつかの例では、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し得る。いくつかの例では、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得る。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ビームに連結され得る。したがって、絶対位置付けシステムは、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状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状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状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状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み得る。
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、変位部材のいくつ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、絶対位置付けシステムに電力を供給し得るが、出力インジケータは、絶対位置付けシステムの出力を表示し得る。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し得る。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Ｉビーム、又はこれらの組み合わせを表し得る。
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に相当し得るが、ここで、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、又は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てもよく、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得る。
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否かに従っ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得る。両タイプの磁気センサを生産するために使用される技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を包摂し得る。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得る。
一態様では、絶対位置付けシステムを備える追跡システム４８０の位置センサ４７２は、磁気回転絶対位置付けシステムを備え得る。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、絶対位置付け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得るが、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み得る。また、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得る。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法（digit-by-digit method）及びボルダーアルゴリズム（Volder’s algorithm）としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられ得る。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に伝送され得る。位置センサ４７２は、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供し得る。位置センサ４７２は、小型のＱＦＮ１６ピン４ｘ４ｘ０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
絶対位置付け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、及び適応的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（複数可）が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ（複数可）としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１６年５月２４日発行の米国特許第９，３４５，４８１号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１４年９月１８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年６月２０日出願の米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されているものなどのセンサ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、絶対位置付けシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置付け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。絶対位置付けシステムは、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ればよい。
絶対位置付けシステムは、単にモータ４８２がと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し得る。
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得る。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に提供され得る。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、鋭利な切刃を含み得る。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得るが、その変換された信号は、プロセッサ４６２に提供され得る。
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得る微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ４７４を備え得る。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得るが、この変換された信号は、マイクロコントローラ４６１のプロセッサ４６２に提供され得る。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５及び図６に示されるように、モジュール式通信ハブ２０３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得る。
図８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、エンドエフェクタは、例えば、組織を捕捉する、開放構成から接近構成へと移行することができる。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。
本明細書において記載したように、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に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に個別に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８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得る。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８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を備え得る。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、本明細書に記載したように、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のうちの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」）を含み得る。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得る。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、多目的でプログラム可能な装置であってもよい。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り得る。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作し得る。
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社から入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの実施例では、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の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と共に使用するため、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。
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。
１つ以上の機構及び／又はセンサ６３０などのセンサを用いて、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得る。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９は、本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科用システム５１００の図を示す。いくつかの例示では、データソース５１２６は、例えば、モジュール式装置５１０２（患者及び／又はモジュール式装置自体に関連付けられたパラメータを検出するように構成されたセンサを含み得る）、データベース５１２２（例えば、患者記録を含むＥＭＲデータベース）、及び患者モニタリング装置５１２４（例えば、血圧（ＢＰ）モニタ、及び心電図（ＥＫＧ）モニタ）を含み得る。外科用ハブ５１０４は、例えば、受信したデータの特定の組み合わせ（複数可）又はデータソース５１２６からデータが受信される特定の順序に基づいて、データから外科処置に関するコンテキスト情報を導出するように構成され得る。受信されたデータから推測されるコンテキスト情報は、例えば、実施される外科処置の種類、外科医が実行している外科処置の特定のステップ、手術されている組織の種類、又は処置の対象である体腔を含むことができる。受信されたデータから外科処置に関する情報を導出又は推測するための外科用ハブ５１０４のいくつかの態様によるこの機能は、「状況認識」と称することもある。一例示では、外科用ハブ５１０４は、受信されたデータから外科処置に関連するコンテキスト情報を導出する外科用ハブ５１０４に関連付けられたハードウェア及び／又はプログラミングである状況認識システムを組み込むことができる。
外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、様々な異なる方法でデータソース５１２６から受信されたデータから、コンテキスト情報を導出するように構成することができる。一例示では、状況認識システムは、様々な入力（例えば、データベース５１２２、患者モニタリング装置５１２４、及び／又はモジュール式装置５１０２からのデータ）を、外科処置に関する対応するコンテキスト情報と相関させるために、訓練データで訓練されたパターン認識システム、又は機械学習システム（例えば、人工ニューラルネットワーク）を含み得る。言い換えると、機械学習システムは、提供された入力から外科処置に関するコンテキスト情報を正確に導出するように訓練することができる。いくつかの例では、状況認識システムは、外科処置に関する事前に特性評価されたコンテキスト情報を、そのコンテキスト情報に対応する１つ以上の入力（又は、入力の範囲）と関連付けて記憶する、ルックアップテーブルを含むことができる。１つ以上の入力によるクエリに応答して、ルックアップテーブルは、状況認識システムに対して、モジュール式装置５１０２を制御するための対応するコンテキスト情報を返すことができる。いくつかの例では、外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信されたコンテキスト情報は、１つ以上のモジュール式装置５１０２に対するある特定の制御調整、又は一組の制御調整に関連付けられ得る。いくつかの例では、状況認識システムは、更なる機械学習システム、ルックアップテーブル、又は他のそのようなシステムを含み得るが、それらは、コンテキスト情報を入力として提供された際、１つ以上のモジュール式装置５１０２の１つ以上の制御調整を生成又は読み出すものである。
状況認識システムを組み込む外科用ハブ５１０４は、外科用システム５１００に多くの利点をもたらし得る。１つの利点としては、検知及び収集されたデータの解釈を改善することが挙げられ得るが、これは、外科処置の過程中のデータの処理精度、及び／又はデータの使用法を改善させるものである。以前の例に戻ると、状況認識外科用ハブ５１０４は、どの種類の組織が手術されているかを判定することができ、したがって、外科用器具のエンドエフェクタを閉鎖するための予想外に高い力が検出されると、状況認識外科用ハブ５１０４は、組織の種類に合わせて正しく、外科用器具のモータを加速又は減速させることができる。
手術されている組織の種類は、特定の組織間隙測定用の外科用ステープリング及び切断用器具の圧縮速度と負荷閾値に対してなされる調整に、影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、実行されている外科処置が胸部手術であるのか、又は腹部手術であるのかを推測することができ、これにより、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープリング及び切断用器具のエンドエフェクタによってクランプされている組織が肺であるのか（胸部手術の場合）、又は胃であるのか（腹部手術の場合）を決定することができる。その結果、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープリング及び切断用器具の圧縮速度及び負荷閾値を、組織の種類に合わせて適切に調整することができる。
送気処置中に手術されている体腔の種類は、排煙器の機能に影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、手術部位が（外科処置が送気を利用していると判定することによって）圧力下にあるか否かを判定し、処置の種類を決定することができる。一般に、ある処置の種類は、特定の体腔内で実行され得るので、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に排煙器のモータ速度を制御することができる。かくして、状況認識外科用ハブ５１０４は、胸部手術及び腹部手術の両方に対して、一貫した量の煙排出を提供し得る。
実行されている処置の種類は、超音波外科用器具、又は高周波（ＲＦ）電気外科用器具が動作するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。例えば、関節鏡処置では、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエンドエフェクタが流体中に浸漬されるので、より高いエネルギーレベルを必要とし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置が関節鏡処置であるか否かを決定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、流体充填環境を補償するために、発生器のＲＦ電力レベル又は超音波振幅（すなわち、「エネルギーレベル」）を調整することができる。関連して、手術されている組織の種類は、超音波式外科用器具又はＲＦ電気式外科用器具が動作するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、どの種類の外科処置が実行されているかを決定し、次いで、外科処置について予想される組織形状に従って、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルをそれぞれカスタマイズすることができる。更に、状況認識外科用ハブ５１０４は、単に処置ごとにではなく、外科処置の過程にわたって、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを調整するように構成することができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどのステップが実行されているか、又は引き続き実行されるかを決定し、次いで、発生器、及び／又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具の制御アルゴリズムをアップデートして、外科処置のステップに従って予想される組織種類に適切な値までエネルギーレベルを設定することができる。
いくつかの例では、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から導き出される結論を改善するために、追加のデータソース５１２６からデータを導出することも可能である。状況認識外科用ハブ５１０４は、モジュール式装置５１０２から受信したデータを、他のデータソース５１２６から外科処置に関して構築したコンテキスト情報で強化し得る。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、医療用撮像装置から受信されたビデオ又は画像データに従って、止血が行われたか否か（すなわち、手術部位での出血が止まったか否か）を決定するように構成することができる。しかしながら、場合によっては、ビデオ又は画像データは、決定的ではない可能性がある。したがって、一例示では、外科用ハブ５１０４は、生理学的測定（例えば、外科用ハブ５１０４へと通信可能に接続されたＢＰモニタで検知された血圧）を、（例えば、外科用ハブ５１０４へと通信可能に連結された医療用撮像装置１２４（図２）からの）止血の視覚データ又は画像データと比較して、ステープルライン又は組織溶着の完全性に関する決定を行うように更に構成することができる。言い換えると、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、生理学的測定データを考慮して、可視化データを分析する際に追加のコンテキストを提供することができる。追加のコンテキストは、可視化データがそれ自体では決定的ではないか、又は不完全であり得る場合に有用となり得る。
例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、処置の後続のステップで器具の使用が必要とされると判定された場合に、ＲＦ電気外科用器具が接続されている発生器を積極的に起動させることができる。エネルギー源を積極的に起動することにより、処置の先行するステップが完了すると直ぐに器具を使用準備完了にすることができる。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医が見る必要があると予想される手術部位の特徴（複数可）に従って、外科処置の現ステップ、又は後続のステップが、ディスプレイ上の異なるビューや倍率を必要とするか否かを決定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、表示されたビュー（例えば、可視化システム１０８用に医療用撮像装置から供給される）を適切に積極的に変更することができ、これにより、ディスプレイは外科処置にわたって自動的に調整する。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどのステップが実行されているか、又は次に実行されるか、及び特定のデータ又はデータどうしの比較が外科処置の該当ステップに必要とされるか否かを決定することができる。外科用ハブ５１０４は、外科医が特定の情報を求めるのを待つことなく、実行されている外科処置のステップに基づいて、データスクリーンを自動的に呼び出すように構成することができる。
外科処置のセットアップ中、又は外科処置の過程中に、エラーをチェックし得る。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、手術現場が、実行されるべき外科処置用に適切に又は最適にセットアップされているか否かを決定することができる。外科用ハブ５１０４は、実行されている外科処置の種類を決定し、対応するチェックリスト、製品位置、又はセットアップ要件を（例えば、メモリから）読み出し、次いで、現在の手術現場のレイアウトを、実行されていると外科用ハブ５１０４が決定した外科処置の種類の標準レイアウトと比較するように構成することができる。外科用ハブ５１０４は、その処置のためのアイテムリスト、及び／又は外科用ハブ５１０４とペアリングされた装置のリストを、所与の外科処置のためのアイテム及び／又は装置の推奨される又は予想される目録と比較するように構成され得る。リストどうしに分断が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、特定のモジュール式装置５１０２、患者モニタリング装置５１２４、及び／又は他の手術用物品が欠落していることを示す警報を提供するように構成することができる。いくつかの例示では、外科用ハブ５１０４は、例えば、近接センサによって、モジュール式装置５１０２及び患者モニタリング装置５１２４の相対距離又は相対位置を決定するように構成することができる。外科用ハブ５１０４は、装置どうしの相対位置を、特定の外科処置用に推奨又は予測されるレイアウトと比較することができる。レイアウトどうしに分断が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在のレイアウトが推奨レイアウトから逸脱していることを示す警報を提供するように構成することができる。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医（又は、他の医療従事者）が誤りを犯しているか否か、又は外科処置の過程中に予想される一連のアクションから逸脱しているか否かを決定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、実行されている外科処置の種類を決定し、機器使用のステップ又は順序の対応リストを（例えば、メモリから）読み出し、次いで、外科処置の過程中に実行されているステップ又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が実行されていると判定した外科処置の種類について予想されるステップ、又は機器と比較するように構成することができる。いくつかの例示では、外科用ハブ５１０４は、外科処置における特定のステップで想定外のアクションが実行されているか、又は想定外の装置が利用されていることを示す警報を提供するように構成することができる。
外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）は、各外科処置の特定のコンテキストに合わせて調整されてもよく（異なる組織タイプへの調整など）、外科処置中の動作を検証してもよい。処置の特定のコンテキストに従って、次のステップ、データ、及び表示調整が、手術室内の外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）に提供され得る。
図１０は、例示的な外科処置のタイムライン５２００と、外科処置の各ステップでデータソース５１２６から受信されたデータから外科用ハブ５１０４が導出することができるコンテキスト情報とを示す。図９に示されるタイムライン５２００の以下の説明では、図９も参照されたい。タイムライン５２００は、手術現場のセットアップで始まり、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除手術の過程中に、看護師、外科医及び他の医療従事者がとるであろう一般的なステップを示し得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の過程全体にわたって、医療従事者が外科用ハブ５１０４とペアリングされたモジュール式装置５１０２を使用するたびに生成されるデータを含むデータを、データソース５１２６から受信し得る。外科用ハブ５１０４は、ペアリングされたモジュール式装置５１０２及び他のデータソース５１２６からこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどのステップが行わ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５１０４の状況認識システムは、例えば、報告を生成するために処置に関するデータを記録すること、医療従事者によってとられているステップを検証すること、特定の処置ステップ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５１０２を調整する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置のＦＯＶを調整する、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、及び本明細書に記載の任意の他のこうした動作を行うことが可能であり得る。
この例示的な処置における第１ステップ５２０２として、病院の職員は、病院の電子カルテ（ＥＭＲ）データベースから、患者のＥＭＲを読み出し得る。ＥＭＲにおける選択された患者のデータに基づいて、外科用ハブ５１０４は、実施される処置が胸部手術であるということを判定する。第２のステップ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し得る。外科用ハブ５１０４は、スキャンされた用品を様々な種類の処置において利用され得る用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせが、胸部処置のそれに一致することを確認する。更に、外科用ハブ５１０４はまた、処置が楔形切除術ではないと判定してもよい（入来する用品が、胸部楔形切除術に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸部楔形切除術に対応していないかのいずれかであるため）。第３のステップ５２０６では、医療従事者は、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたスキャナ５１２８を介して患者のバンドをスキャンし得る。次いで、外科用ハブ５１０４は、スキャンされたデータに基づいて患者が誰であるかを確認することができる。第４のステップ５２０８では、医療職員が補助機器をオンにする。利用されている補助機器は、外科処置の種類、及び外科医が使用する技術に従って変動し得るが、この例示的なケースでは、排煙器、送気器、及び医療用撮像装置が挙げられる。起動されると、モジュール式装置５１０２である補助機器は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式装置５１０２の特定の近傍内に位置し得る外科用ハブ５１０４と自動的にペアリングすることができる。次いで、外科用ハブ５１０４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５１０２の種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ５１０４は、ペアリングされたモジュール式装置５１０２のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定し得る。患者のＥＭＲからのデータの組み合わせ、処置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５１０２の種類に基づいて、外科用ハブ５１０４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５１０４が、何の特定の処置が行われているかを知ると、次いで外科用ハブ５１０４は、メモリから、又はクラウドからその処置のステップを読み出し、次いで接続されたデータソース５１２６（例えば、モジュール式装置５１０２及び患者モニタリング装置５１２４）からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどのステップを外科チームが実行しているかを推定することができる。第５のステップ５２１０では、職員は、ＥＫＧ電極及び他の患者モニタリング装置５１２４を患者に取り付ける。ＥＫＧ電極及び他の患者モニタリング装置５１２４が、外科用ハブ５１０４とペアリングされてもよい。外科用ハブ５１０４が患者モニタリング装置５１２４からデータの受信を開始すると、外科用ハブ５１０４は、例えば、プロセス５２０７で説明するように、患者が手術室にいることを確認し得る。第６のステップ５２１２では、医療従事者は患者において麻酔をかけてよい。外科用ハブ５１０４は、例えば、ＥＫＧデータ、血圧データ、人工呼吸器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５１０２、及び／又は患者モニタリング装置５１２４からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推測することができる。第６のステップ５２１２が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部が開始する。
第７のステップ５２１４では、手術されている患者の肺が虚脱させられ得る（換気が反対側の肺に切り替えられる間に）。外科用ハブ５１０４は、例えば、患者の肺が虚脱させられたことを、人工呼吸器データから推測することができる。外科用ハブ５１０４は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期されるステップ（事前にアクセス又は読み出すことができる）と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、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の手術ステップであり得ると判定することができる。第８のステップ５２１６では、医療用撮像装置５１０８（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得る。外科用ハブ５１０４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）を受信し得る。医療用撮像装置データを受信すると、外科用ハブ５１０４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５１０４は、行われている特定の処置が、肺葉切除術とは対照的に区域切除術であると判定することができる（なお、処置の第２のステップ５２０４で受信したデータに基づいて、楔形切除術は外科用ハブ５１０４によって既に考慮に入れられていないことに留意されたい）。医療用撮像装置１２４（図２）からのデータを利用して、多くの様々な方法で、例えば、患者の解剖学的構造の可視化に対して向けられている医療用撮像装置の角度を判定することによって、利用されている（すなわち、起動されており、外科用ハブ５１０４とペアリングされている）医療用撮像装置の数を監視することによって、及び利用されている可視化装置の種類を監視することによって、行われている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定することができる。例えば、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実行するための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区域切除術を実行するための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し得る。状況認識システムは、例えば、パターン認識技術又は機械学習技術を使用して、患者の解剖学的構造の可視化に従って、医療用撮像装置の位置を認識するように訓練することができる。ＶＡＴＳ肺葉切除述を実行するための例示的な技術は、単一の医療用撮像装置を利用し得る。ＶＡＴＳ区域切除術を実行するための例示的な技術は、複数のカメラを利用する。ＶＡＴＳ区域切除術を実行するための１つの例示的な技術は、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へと通信可能に連結できる）を利用するが、これはＶＡＴＳ肺葉切除術では利用されない。医療用撮像装置５１０８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５１０４は、行われている特定の種類の外科処置、及び／又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。
第９のステップ５２１８では、外科チームは、処置の切開ステップを開始し得る。外科用ハブ５１０４は、エネルギー器具が発射されていることを示すＲＦ発生器又は超音波発生器からのデータを受信するので、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ５１０４は、受信したデータを外科処置の読み出しされたステップと相互参照して、プロセスのこの時点（すなわち、上述された処置のステップが完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開ステップに対応していると判定することができる。第１０のステップ５２２０では、外科チームは、処置の結紮ステップに進み得る。外科用ハブ５１０４は、器具が発射されていることを示すデータを外科用ステープリング及び切断器具から受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前ステップと同様に、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープリング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ステップ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。第１１のステップ５２２２では、処置の区域切除術の部分が行われ得る。外科用ハブ５１０４は、外科用ステープリング及び切断器具からのデータ（そのカートリッジからのデータを含む）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てい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。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されるので、カートリッジのデータは、ステープリング及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができるようになっている。この場合、発射されているステープルの種類は実質組織（又は他の同様の組織種）に利用され、これにより、外科用ハブ５１０４は、処置の区域切除術の部分が行われていると推定することができる。続いて第１２のステップ５２２４では、結節切開ステップが行われる。外科用ハブ５１０４は、ＲＦ又は超音波器具が発射されていることを示す、発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を行っ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利用されるＲＦ又は超音波器具は結節切開ステップに対応しており、これにより外科用ハブ５１０４がこの推定を行うことができる。異なる器具が特定のタスクに対してより良好に適合するので、外科医が、処置中の特定のステップに応じて、外科用ステープリング／切断器具と外科用エネルギー（例えば、ＲＦ又は超音波）器具とを、定期的に交互に切り替えるということに留意されたい。したがって、ステープリング器具／切断器具及び手術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ステップを実行しているかを示すことができる。第１２のステップ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され得る。
第１３のステップ５２２６では、患者の麻酔からの覚醒が促され得る。外科用ハブ５１０４は、例えば、人工呼吸器データに基づいて（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のステップ５２２８は、医療従事者が、患者から様々な患者モニタリング装置５１２４を除去するステップであり得る。したがって、外科用ハブ５１０４は、ハブがＥＫＧ、ＢＰ、及び患者モニタリング装置５１２４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５１０４と通信可能に連結された各種データソース５１２６から受信したデータに従って、外科用ハブ５１０４は、所与の外科処置の各ステップが発生しているときを判定又は推定することができる。
図１０に示されるタイムライン５２００の第１のステップ５２０２に示されるように、ＥＭＲデータベース（複数可）からの患者データを利用して、行われる外科処置の種類を推定することに加えて、患者データはまた、状況認識外科用ハブ５１０４によって利用されて、ペアリングされたモジュール式装置５１０２の制御調整を生成することができる。
図１１は、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用システムのブロック図である。一態様では、このコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、外科用ハブ、外科用器具、ロボット装置、及び手術現場又は医療施設を含む様々な外科用システムの動作に関するデータをモニタリング及び分析するように構成され得る。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、クラウドベースの分析システムを含み得る。クラウドベースの分析システムは、外科用システムとして説明され得るが、必ずしもそのように限定されるものではなくてよく、一般的に、クラウドベースの医療システムであってもよい。図１１に示すように、クラウドベースの分析システムは、（器具１１２と同じ又は類似であってよい）複数の外科用器具７０１２と、（ハブ１０６と同じ又は類似であってよい）複数の外科用ハブ７００６と、外科用ハブ７００６を（クラウド２０４と同じ又は類似であってよい）クラウド７００４に連結するための（ネットワーク２０１と同じ又は類似であってよい）外科用データネットワーク７００１と、を含み得る。複数の外科用ハブ７００６のそれぞれは、１つ以上の外科用器具７０１２に通信可能に連結され得る。ハブ７００６はまた、ネットワーク７００１を介してコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムのクラウド７００４に通信可能に連結され得る。クラウド７００４は、様々な外科用システムの動作に基づいて生成されたデータを記憶、操作、及び通信するためのハードウェア及びソフトウェアのリモートの集中型供給源であり得る。図１１に示すように、クラウド７００４へのアクセスはネットワーク７００１を介して実現され得るが、このネットワーク７００１は、インターネットであってもよく、又は他の好適なコンピュータネットワークであってもよい。クラウド７００４に連結され得る外科用ハブ７００６は、クラウドコンピューティングシステムのクライアント側（すなわち、クラウドベースの分析システム）と見なすことができる。外科用器具７０１２は、本明細書に記載される様々な外科処置又は動作の制御及び実施のために、外科用ハブ７００６とペアリングされ得る。
加えて、外科用器具７０１２は、（これも送受信機を備え得る）対応する外科用ハブ７００６へのデータ伝送、及び外科用ハブ７００６からのデータ伝送のための送受信機を備え得る。外科用器具７０１２と対応するハブ７００６との組み合わせは、医療手術を提供するための医療施設（例えば、病院）内の手術現場などの、特定の位置を示し得る。例えば、外科用ハブ７００６のメモリは、位置データを記憶し得る。図１１に示すように、クラウド７００４は、（リモートサーバ７０１３と同じ又は同様であってもよい）中央サーバ７０１３、ハブアプリケーションサーバ７００２、データ分析モジュール７０３４、及び入出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェース７００６を含む。クラウド７００４の中央サーバ７０１３は、クラウドコンピューティングシステムを集合的に管理するが、これは、クライアント外科用ハブ７００６による要求を監視し、その要求を実行するためのクラウド７００４の処理能力を管理することを含む。中央サーバ７０１３のそれぞれは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリ及び磁気記憶装置などの不揮発性メモリを含むことができる、好適なメモリ装置７０１０に連結された１つ以上のプロセッサ７００８を備え得る。メモリ装置７０１０は、実行されると、プロセッサ７００８に、クラウドベースのデータ分析、動作、推奨、及び以下で説明するその他の動作のためのデータ分析モジュール７０３４を実行させる、機械実行可能命令を含み得る。更に、プロセッサ７００８は、独立して、又はハブ７００６によって独立して実行されるハブアプリケーションと併せて、データ分析モジュール７０３４を実行することができる。中央サーバ７０１３はまた、メモリ２２１０内に存在し得る集約された医療データのデータベース２２１２を含み得る。
ネットワーク７００１を介した様々な外科用ハブ７００６への接続に基づいて、クラウド７００４は、様々な外科用器具７０１２及びそれらの対応するハブ７００６によって生成された特定のデータからのデータを集約することができる。そのような集約されたデータは、クラウド７００４の集約された医療データベース７０１２内に記憶され得る。具体的には、クラウド７００４は、有利にも、集約されたデータ上でデータ分析及び動作を実行して、洞察をもたらし、及び／又は個別のハブ７００６がそれ自体では達成できない機能を実行し得る。この目的のために、図１１に示すように、クラウド７００４と外科用ハブ７００６とは、情報を送受信するために通信可能に連結されている。Ｉ／Ｏインターフェース７００６は、ネットワーク７００１を介して複数の外科用ハブ７００６に接続される。このようにして、Ｉ／Ｏインターフェース７００６は、外科用ハブ７００６と集約された医療データデータベース７０１１との間で情報を転送するように構成することができる。したがって、Ｉ／Ｏインターフェース７００６は、クラウドベースの分析システムの読み出し／書き込み動作を容易にし得る。このような読み出し／書き込み動作は、ハブ７００６からの要求に応じて実行され得る。これらの要求は、ハブアプリケーションを介してハブ７００６に送信され得る。Ｉ／Ｏインターフェース７００６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、並びにクラウド７００４をハブ７００６に接続するためのＷｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｉ／Ｏインターフェースを含み得る１つ以上の高速データポートを含み得る。クラウド７００４のハブアプリケーションサーバ７００２は、外科用ハブ７００６によって実行されるソフトウェアアプリケーション（例えば、ハブアプリケーション）に共有機能をホストし、かつ供給するように構成され得る。例えば、ハブアプリケーションサーバ７００２は、ハブアプリケーションによるハブ７００６を介する要求を管理し、集約された医療データのデータベース７０１１へのアクセスを制御し、負荷分散を実行し得る。データ分析モジュール７０３４について、図１２を参照してより詳細に説明する。
本開示に記載される特定のクラウドコンピューティングシステムの構成は、具体的には、外科用器具７０１２、１１２などの医療用装置を使用して実行される医療手術及び処置のコンテキストにおいて生じる様々な問題に対処するように設計され得る。特に、外科用器具７０１２は、外科手術の成績を改善するための技術を実施するために、クラウド７００４と相互作用するように構成されたデジタル外科用装置であり得る。様々な外科用器具７０１２及び／又は外科用ハブ７００６は、臨床医が外科用器具７０１２とクラウド７００４との間の相互作用の態様を制御できるように、タッチ制御されたユーザインターフェースを含み得る。聴覚的に制御されたユーザインターフェースなどの制御のための他の好適なユーザインターフェースもまた使用することもできる。
図１２は、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用システムの機能アーキテクチャを示すブロック図である。クラウドベースの分析システムは、医療分野において特に生じる問題にデータ分析ソリューションを提供するために、クラウド７００４のプロセッサ７００８によって実行され得る複数のデータ分析モジュール７０３４を含み得る。図１２に示すように、クラウドベースのデータ分析モジュール７０３４の機能は、外科用ハブ７００６上でアクセスすることができるハブアプリケーションサーバ７００２によってホストされたハブアプリケーション７０１４を介して支援され得る。クラウドプロセッサ７００８及びハブアプリケーション７０１４は、データ分析モジュール７０３４を実行するために連携して動作し得る。アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）７０１６は、ハブアプリケーション７０１４に対応する一連のプロトコル及びルーチンを規定し得る。加えて、ＡＰＩ７０１６は、アプリケーション７０１４の動作のために集約された医療データベース７０１２へのデータの記憶及び検索を管理し得る。キャッシュ７０１８はまた、データを（例えば、一時的に）記憶し得るが、アプリケーション７０１４によって使用されるデータのより効率的な検索のためにＡＰＩ７０１６に連結され得る。図１２のデータ分析モジュール７０３４は、リソース最適化７０２０、データ収集及び集約７０２２、認証及びセキュリティ７０２４、制御プログラムのアップデート７０２６、患者転帰分析７０２８、推奨７０３０、並びにデータ分類及び優先順位付け７０３２のためのモジュールを含み得る。他の好適なデータ分析モジュールも、いくつかの態様により、クラウド７００４によって実装され得る。一態様では、データ分析モジュールは、傾向、転帰、及び他のデータの分析に基づいて特定の推奨に使用され得る。
例えば、データ収集及び集約モジュール７０２２は、顕著な特徴又は構成（例えば、傾向）の識別、冗長データセットの管理、及び手術によってグループ化することができるが、必ずしも実際の外科手術日付及び外科医に一致していないペアリングされたデータセットへのデータの保存を含む、自己記述型データ（例えば、メタデータ）を生成するために使用され得る。特に、外科用器具７０１２の動作から生成される対のデータセットは、例えば出血又は非出血事象などの二項分類を適用することを含み得る。より一般的には、二項分類は、望ましい事象（例えば、成功した外科処置）又は望ましくない事象（例えば、誤発射又は誤使用された外科用器具７０１２）のいずれかとして特徴付けられ得る。集約された自己記述型データは、外科用ハブ７００６の様々なグループ又はサブグループから受信された個々のデータに対応し得る。したがって、データ収集及び集約モジュール７０２２は、外科用ハブ７００６から受信した生データに基づいて、集約メタデータ又はその他の編成されたデータを生成することができる。この目的のために、プロセッサ７００８は、データ分析モジュール７０３４を実行するために、ハブアプリケーション７０１４及び集約された医療データのデータベース７０１１に動作的に連結することができる。データ収集及び集約モジュール７０２２は、集約された編成データを集約された医療データのデータベース２２１２に記憶してよい。
資源最適化モジュール７０２０は、この集約されたデータを分析して、特定の医療施設又は医療施設のグループに関する資源の最適な使用を決定するように構成することができる。例えば、リソース最適化モジュール７０２０は、外科用ステープリング器具７０１２に対する、対応する予測される要求に基づいて、医療施設のグループに対して外科用ステープリング器具７０１２を発注する最適な点を決定することができる。資源最適化モジュール７０２０はまた、資源使用を改善することができるか否かを判定するために、様々な医療施設の資源使用又は他の動作構成を評価することができる。同様に、推奨モジュール７０３０は、データ収集及び集約モジュール７０２２から集約された編成データを分析して推奨を提供するように構成することができる。例えば、推奨モジュール７０３０は、特定の外科用器具７０１２が、例えば、誤り率が予測よりも高いことに基づいて改善されたバージョンにアップグレードされるべきであることを、医療施設（例えば、病院などの医療サービス提供者）に推奨することができる。加えて、推奨モジュール７０３０及び／又は資源最適化モジュール７０２０は、製品再注文点などのより良好なサプライチェーンパラメータを推奨し、異なる外科用器具７０１２、その使用、又は手術結果を改善する手順ステップの提案を提供することができる。医療施設は、対応する外科用ハブ７００６を介してそのような推奨事項を受信することができる。様々な外科用器具７０１２のパラメータ又は構成に関する、より具体的な推奨もまた提供することができる。ハブ７００６及び／又は外科用器具７０１２はそれぞれ、クラウド７００４によって提供されるデータ又は推奨を表示する表示画面を有することもできる。
患者転帰分析モジュール７０２８は、外科用器具７０１２の現在使用されている動作パラメータに関連付けられた手術結果を分析することができる。患者転帰分析モジュール７０２８はまた、他の潜在的な動作パラメータを分析及び評価してもよい。これに関連して、推奨モジュール７０３０は、より良好な封止又はより少ない出血などの、より良好な手術結果をもたらすことに基づいて、これらの他の潜在的な動作パラメータを使用して推奨することができる。例えば、提案モジュール７０３０は、対応するステープル留め外科用器具７０１２に特定のカートリッジを使用するときに関する提案を外科用７００６に送信することができる場合もある。したがって、クラウドベースの分析システムは、共通変数を制御しながら、収集された大規模な生データを分析し、複数の医療施設にわたって（有利には、集約されたデータに基づいて決定される）集中的推奨を提供するように構成され得る。例えば、クラウドベースの分析システムは、医療行為の種類、患者の種類、患者の数、同様の種類の器具を使用する医療提供者間の地理的類似性などを、１つの医療施設が単独で独立して分析することはできない方法で、分析、評価、及び／又は集約することができる。制御プログラムアップデートモジュール７０２６は、対応する制御プログラムがアップデートされたときに、様々な外科用器具７０１２の推奨事項を実施するように構成することができる。例えば、患者転帰分析モジュール７０２８は、特定の制御パラメータを成功した（又は失敗した）結果と結び付ける相関関係を識別することができる。そのような相関関係は、アップデートされた制御プログラムが制御プログラムアップデートモジュール７０２６を介して外科用器具７０１２に送信されるときに対処され得る。対応するハブ７００６を介して送信され得る器具７０１２へのアップデートは、クラウド７００４のデータ収集及び集約モジュール７０２２によって収集されかつ分析された、集約された成績データを組み込んでもよい。加えて、患者転帰分析モジュール７０２８及び推奨モジュール７０３０は、集約された成績データに基づいて、器具７０１２を使用する改善された方法を特定することができる。
クラウドベースの分析システムは、クラウド７００４によって実装されるセキュリティ機能を含み得る。これらのセキュリティ機能は、認証及びセキュリティモジュール７０２４によって管理され得る。各外科用ハブ７００６は、ユーザ名、パスワード、及びその他の好適なセキュリティ資格情報などの関連する固有の資格情報を有することができる。これらの資格情報は、メモリ７０１０に記憶され、許可されたクラウドアクセスレベルに関連付けることができる。例えば、正確な資格情報を提供することに基づいて、外科用ハブ７００６は、クラウドと所定の範囲まで通信するアクセスを付与され得る（例えば、特定の定義された種類の情報の送信又は受信を行ってよい）。この目的のために、クラウド７００４の集約された医療データのデータベース７０１１は、提供された資格情報の正確さを検証するための認定された資格情報のデータベースを含み得る。異なる資格情報は、クラウド７００４によって生成されたデータ分析を受信するための所定のアクセスレベルなど、クラウド７００４との相互作用のための様々なレベルの許可に関連付けられてよい。更に、セキュリティ目的のために、クラウドは、ハブ７００６、器具７０１２、及び禁止された装置の「ブラックリスト」を含み得るその他の装置のデータベースを維持することができる。具体的には、ブラックリスト上に列挙された外科用ハブ７００６は、クラウドと相互作用することを許可されなくてもよい一方で、ブラックリスト上に列挙された外科用器具７０１２は、対応するハブ７００６への機能的アクセスを有さなくてもよく、かつ／又は対応するハブ７００６とペアリングされたときに完全に機能することが防止されてもよい。追加的に又は代替的に、クラウド７００４は、不適合性又はその他の指定された基準に基づいて、器具７０１２にフラグを立ててもよい。このようにして、偽造医療用装置、及びそのような装置の、クラウドベースの分析システム全体での不適切な再使用を識別し、対処することができる。
外科用器具７０１２は、無線送受信機を使用して、例えば、対応するハブ７００６及びクラウド７００４へのアクセスのための認証資格情報を表し得る無線信号を送信し得る。有線送受信機も、信号を送信するために使用し得る。そのような認証資格情報は、外科用器具７０１２のそれぞれのメモリ装置に記憶することができる。認証及びセキュリティモジュール７０２４は、認証資格情報が正確であるか又は偽造であるかを判定することができる。認証及びセキュリティモジュール７０２４はまた、強化されたセキュリティのために、認証資格情報を動的に生成してもよい。資格情報はまた、ハッシュベースの暗号化を使用することなどによって、暗号化することができる場合もある。適切な認証を送信すると、外科用器具７０１２は、対応するハブ７００６及び最終的にはクラウド７００４に信号を送信して、器具７０１２が医療データを取得し送信する準備ができていることを示すことができる。これに応答して、クラウド７００４は、集約された医療データのデータベース７０１１に記憶するための医療データを受信することが可能な状態に遷移し得る。このデータ伝送準備は、例えば、器具７０１２上の光インジケータによって示すことができる。クラウド７００４はまた、それらの関連する制御プログラムをアップデートするために、外科用器具７０１２に信号を送信することができる。クラウド７００４は、制御プログラムに対するソフトウェアアップデートが適切な外科用器具７０１２にのみ送信されるように、特定の部類の外科用器具７０１２（例えば、電気外科器具）に向けられた信号を送信することができる。更に、クラウド７００４は、選択的データ送信及び認証資格情報に基づいてローカル又はグローバルの問題に対処するために、システム全体のソリューションを実装するために使用することができる場合もある。例えば、外科用器具７０１２のグループが共通の製造欠陥を有するものとして識別される場合、クラウド７００４は、このグループに対応する認証資格情報を変更して、このグループの動作ロックアウトを実施し得る。
クラウドベースの分析システムは、改善された実務を判定し、それに応じて変更を推奨する（例えば、提案モジュール２０３０を介して）ために、複数の医療施設（例えば、病院のような医療施設）を監視することを可能にし得る。したがって、クラウド７００４のプロセッサ７００８は、個々の医療施設に関連付けられたデータを分析して、施設を識別し、そのデータを他の医療施設に関連付けられた他のデータと集約することができる。グループは、例えば、同様の操作行為又は地理的位置に基づいて定義され得る。このようにして、クラウド７００４は、医療施設グループに幅広い分析及び推奨事項を提供し得る。クラウドベースの分析システムはまた、強化された状況認識のために使用することもできる。例えば、プロセッサ７００８は、（全体的な動作及び／又は様々な医療処置と比較して）特定の施設に対するコスト及び有効性に関する推奨事項の効果を予測的にモデル化してもよい。その特定の施設に関連するコスト及び有効性はまた、他の施設又は任意のその他の同等の施設の対応するローカル領域と比較することもできる。
データ分類及び優先順位付けモジュール７０３２は、重大性（例えば、データに関連付けられた医療イベントの重篤度、意外さ、不審さ）に基づいてデータを優先順位付けし分類してもよい。この分類及び優先順位付けは、本明細書に記載されるクラウドベースの分析及び動作を改善するために、本明細書に記載されるその他のデータ分析モジュール７０３４の機能と併せて使用され得る。例えば、データ分類及び優先順位付けモジュール７０３２は、データ収集及び集約モジュール７０２２並びに患者転帰分析モジュール７０２８によって実行されるデータ分析に対する優先度を割り当てることができる。異なる優先順位レベルは、迅速応答のための上昇、特別な処理、集約された医療データのデータベース７０１１からの除外、又はその他の好適な応答などの、（緊急性のレベルに対応して）クラウド７００４からの特定の応答をもたらすことができる。更に、必要に応じて、クラウド７００４は、対応する外科用器具７０１２からの追加データのために、ハブアプリケーションサーバを介して要求（例えば、プッシュメッセージ）を送信することができる。プッシュメッセージは、支持データ又は追加のデータを要求するために、対応するハブ７００６上に表示された通知をもたらすことができる。このプッシュメッセージは、クラウドが有意な不規則性又は外れ値を検出し、クラウドがその不規則性の原因を判定することができない状況で必要とされ得る。中央サーバ７０１３は、例えば、データが所定の閾値を超えて予測値と異なると判定されたとき、又はセキュリティが含まれていたと見られる場合など、特定の重大な状況において、このプッシュメッセージをトリガするようにプログラムされることができる。
説明された様々な機能に関する更なる例示的な詳細を、以下の説明において提供する。様々な説明のそれぞれは、ハードウェア及びソフトウェアの実装の一実施例として図１１及び図１２に記載されるように、クラウドアーキテクチャを利用してもよい。
図１３は、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式装置９０５０の制御プログラムアップデートを適応的に生成するように構成されたコンピュータ実装適応的外科用システム９０６０のブロック図を示す。いくつかの例示では、外科用システムは、外科用ハブ９０００と、外科用ハブ９０００に通信可能に連結された複数のモジュール式装置９０５０と、外科用ハブ９０００に通信可能に連結された分析システム９１００とを含み得る。単一の外科用ハブ９０００が示され得るが、外科用システム９０６０は、任意の数の外科用ハブ９０００を含んでいてよく、それらの外科用ハブ９０００は、分析システム９０１０に通信可能に連結される外科用ハブ９０００のネットワークを形成するように接続され得るということに留意されたい。いくつかの例示では、外科用ハブ９０００は、メモリ９０２０に記憶された命令を実行するためにメモリ９０２０に連結されたプロセッサ９０１０と、データがそれを経由して分析システム９１００に送信されるデータ中継インターフェース９０３０とを含み得る。いくつかの例示では、外科用ハブ９０００は、ユーザからの入力を受信するための入力装置９０９２（例えば、静電容量タッチスクリーン又はキーボード）と、ユーザに出力を提供するための出力装置９０９４（例えば、ディスプレイスクリーン）とを有するユーザインターフェース９０９０を更に含み得る。出力は、ユーザによって入力されたクエリからのデータ、所与の処置において使用するための製品又は製品の組み合わせの提案、及び／又は外科処置の前、間、若しくは後に行われるアクションのための命令を含むことができる。外科用ハブ９０００は更に、モジュール式装置９０５０を外科用ハブ９０００に通信可能に連結するためのインターフェース９０４０を含み得る。一態様では、インターフェース９０４０は、無線通信プロトコルを介してモジュール式装置９０５０に通信可能に接続可能な送受信機を含み得る。モジュール式装置９０５０は、例えば、外科用ステープリング及び切断器具、電気外科用器具、超音波器具、吸入器、人工呼吸器、並びにディスプレイ画面を含むことができる。いくつかの例示では、外科用ハブ９０００は更に、ＥＫＧモニタ又はＢＰモニタなどの１つ以上の患者モニタリング装置９０５２に通信可能に連結することができる。いくつかの例示では、外科用ハブ９０００は更に、外科用ハブ９０００が位置する医療施設のＥＭＲデータベースなどの、１つ以上のデータベース９０５４又は外部コンピュータシステムに通信可能に連結され得る。
モジュール式装置９０５０が外科用ハブ９０００に接続されると、外科用ハブ９０００は、モジュール式装置９０５０から周術期データを感知又は受信し、次いで、受信した周術期データを外科処置転帰データと関連付けることができる。周術期データは、外科処置の過程でモジュール式装置９０５０がどのように制御されたかを示し得る。処置転帰データは、外科処置（又はそのステップ）からの結果に関連付けられたデータを含み、そのようなデータは、外科処置（又はそのステップ）が肯定的又は否定的な転帰を有したか否かを含むことができる。例えば、転帰データは、患者が特定の処置により出血したか否か、又は特定のステープル若しくは切開線において漏出（例えば、術後合併症又は空気漏出）があったか否かを含むことができる。外科用ハブ９０００は、外部ソースから（例えば、ＥＭＲデータベース９０５４から）データを受信することによって、結果を（例えば、接続されたモジュール式装置９０５０のうちの１つを介して）直接検出することによって、又は状況認識システムを通して結果の発生を推測することによって、外科処置転帰データを取得することができる。例えば、術後合併症に関するデータをＥＭＲデータベース９０５４から検索することができ、ステープル又は切開線の漏れに関するデータを、状況認識システムによって直接検出又は推測することができる。外科処置転帰データは、モジュール式装置９０５０自体、患者モニタリング装置９０５２、及び外科用ハブ９０００が接続されるデータベース９０５４を含む、種々のデータソースから受信されるデータから、状況認識システムによって推測されることができる。
外科用ハブ９０００は、関連付けられたモジュール式装置９０５０のデータ及び転帰データを、分析システム９１００に送信してそこで処理させることができる。モジュール式装置９０５０がどのように制御されるかを示す周術期データと、処置転帰データとの両方を送信することによって、分析システム９１００は、モジュール式装置９０５０を制御する異なる様式を、特定の処置タイプに関する処置の転帰と相関させることができる。いくつかの例示では、分析システム９１００は、外科用ハブ９０００からデータを受信するように構成された分析サーバ９０７０のネットワークを含み得る。分析サーバ９０７０の各々は、メモリと、受信されたデータを分析するためにそこに記憶された命令を実行しているメモリに連結されたプロセッサとを含むことができる。いくつかの例示では、分析サーバ９０７０は、分散コンピューティングアーキテクチャで接続されてもよく、かつ／又はクラウドコンピューティングアーキテクチャを利用してもよい。この対にされたデータに基づいて、分析システム９１００は、次いで、様々なタイプのモジュール式装置９０５０のための最適又は好ましい動作パラメータを学習し、現場のモジュール式装置９０５０の制御プログラムに対する調整を生成し、次いで、モジュール式装置９０５０の制御プログラムに対するアップデートを送信（又は「プッシュ」）することができる。
外科用ハブ９０００及びそれに接続可能な種々のモジュール式装置９０５０を含む、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム９０６０に関する更なる詳細は、図５～図６に関連して説明される。
図１４は、本開示による外科用システム６５００を提供し、有線又は無線接続を介してローカルエリアネットワーク６５１８又はクラウドネットワーク６５２０を通じてコンソール６５２２又はポータブルデバイス６５２６と通信することができる外科用器具６５０２を含み得る。様々な態様では、コンソール６５２２及びポータブルデバイス６５２６は、任意の適切なコンピューティングデバイスであり得る。外科用器具６５０２は、ハンドル６５０４と、アダプタ６５０８と、装填ユニット６５１４とを含み得る。アダプタ６５０８は、ハンドル６５０４に着脱可能に連結され、装填ユニット６５１４は、アダプタ６５０８が駆動シャフトから装填ユニット６５１４に力を伝達するように、アダプタ６５０８に着脱可能に連結される。アダプタ６５０８又は装填ユニット６５１４は、装填ユニット６５１４に及ぼされる力を測定するために、その中に配置される力ゲージ（明示的には図示せず）を含み得る。装填ユニット６５１４は、第１のジョー６５３２と第２のジョー６５３４とを含むエンドエフェクタ６５３０を含み得る。この装填ユニット６５１４は、装填ユニット６５１４を再装填されるために装填ユニット６５１４を手術部位から取り外す必要がなく、臨床医が複数の締結具を複数回発射することを可能にする、その場装填式又はマルチ発射式装填ユニット（multi-firing loading unit、ＭＦＬＵ）であり得る。
第１のジョー６５３２及び第２のジョー６５３４は、それらの間に組織をクランプし、クランプされた組織を通して締結具を発射し、クランプされた組織を切断するように構成され得る。第１のジョー６５３２は、少なくとも１つの締結具を複数回発射するように構成されてもよく、又は交換される前に２回以上発射され得る複数の締結具（例えば、ステープル、クリップなど）を含む交換可能なマルチ発射式締結具カートリッジを含むように構成され得る。第２のジョー６５３４は、ファスナーがマルチ発射式締結具カートリッジから排出される際に、ファスナーを変形させるか、又は他の方法で組織の周りに固定するアンビルを含んでもよい。
ハンドル６５０４は、駆動シャフトに連結されて、駆動シャフトの回転に影響を及ぼすモータを含み得る。ハンドル６５０４は、モータを選択的に作動させるための制御インターフェースを含み得る。制御インターフェースは、ボタン、スイッチ、レバー、スライダ、タッチスクリーン、及び任意の他の好適な入力機構又はユーザインターフェースを含み得るが、これらは、臨床医によって用いられて、モータを起動させ得る。
ハンドル６５０４の制御インターフェースは、ハンドル６５０４のコントローラ６５２８と通信して、モータを選択的に作動させ、駆動シャフトの回転に影響を及ぼし得る。コントローラ６５２８は、ハンドル６５０４内に配設されてもよく、制御インターフェースからの入力、及びアダプタ６５０８からのアダプタデータ、又は装填ユニット６５１４からの装填ユニットデータを受信するように構成される。コントローラ６５２８は、制御インターフェースからの入力と、アダプタ６５０８及び／又は装填ユニット６５１４から受信されたデータとを分析して、モータを選択的に起動してもよい。ハンドル６５０４はまた、ハンドル６５０４の使用中に臨床医が見ることができるディスプレイを含み得る。ディスプレイは、器具６５０２の発射前、発射中、又は発射後に、アダプタ又は装填ユニットデータの一部を表示するように構成され得る。
アダプタ６５０８は、その中に配設されるアダプタ識別装置６５１０を含み得るが、装填ユニット６５１４は、その中に配設される装填ユニット識別装置６５１６を含む。アダプタ識別装置６５１０は、コントローラ６５２８と通信してもよく、装填ユニット識別装置６５１６は、コントローラ６５２８と通信してもよい。装填ユニット識別装置６５１６は、装填ユニット識別装置６５１６からコントローラ６５２８への通信を中継又は通過させるアダプタ識別装置６５１０と、通信し得るということが理解されるであろう。
アダプタ６５０８はまた、その周囲に配設される複数のセンサ６５１２（１つが示される）を含み得るが、それらのセンサ６５１２は、アダプタ６５０８又は周囲の環境の種々の状態（例えば、アダプタ６５０８が装填ユニットに接続されているか否か、アダプタ６５０８がハンドルに接続されているか否か、駆動シャフトが回転しているか否か、駆動シャフトのトルク、駆動シャフトの歪み、アダプタ６５０８内の温度、アダプタ６５０８の発射回数、発射中のアダプタ６５０８のピーク力、アダプタ６５０８に印加される力の総量、アダプタ６５０８のピーク後退力、発射中のアダプタ６５０８の休止回数など）を検出する。複数のセンサ６５１２は、データ信号の形態でアダプタ識別装置６５１０に入力を提供することができる。複数のセンサ６５１２のデータ信号は、アダプタ識別装置６５１０内に記憶されてもよく、又はアダプタ識別装置２１０内に記憶されたアダプタデータをアップデートするために使用されてもよい。複数のセンサ６５１２のデータ信号は、アナログ又はデジタルであり得る。複数のセンサ６５１２は、発射中に装填ユニット６５１４に及ぼされる力を測定するための力ゲージを含んでもよい。
ハンドル６５０４及びアダプタ６５０８は、電気インターフェースを介して、アダプタ識別装置６５１０と装填ユニット識別装置６５１６とを、コントローラ６５２８に相互接続するように構成され得る。電気的インターフェースは、直接電気的インターフェースであってもよい（すなわち、エネルギー及び信号をそれらの間で伝送するために互いに係合する電気接点を含む）。加えて又は代替的に、電気インターフェースは、エネルギー及び信号をそれらの間で無線伝送する（例えば、誘導伝送する）ための非接触式の電気インターフェースであってもよい。アダプタ識別装置６５１０及びコントローラ６５２８は、電気的インターフェースとは別個のワイヤレス接続を介して互いにワイヤレス通信し得るということも考えられる。
ハンドル６５０４は、コントローラ６５２８からシステム６５００の他の構成要素（例えば、ＬＡＮ６５１８、クラウド６５２０、コンソール６５２２、又はポータブルデバイス６５２６）に器具データを送信するように構成された送信機６５０６を含み得る。送信機６５０６はまた、システム６５００の他の構成要素からデータ（例えば、カートリッジデータ、装填ユニットデータ、又はアダプタデータ）を受信してもよい。例えば、コントローラ６５２８は、ハンドル６５０４に取り付けられたアダプタ（例えば、アダプタ６５０８）のシリアル番号、アダプタに取り付けられた装填ユニット（例えば、装填ユニット６５１４）のシリアル番号、及び装填ユニットに装填されたマルチ発射式締結具カートリッジ（例えば、マルチ発射式締結具カートリッジ）のシリアル番号を含む器具データを、コンソール６５２８に送信し得る。その後、コンソール６５２２は、取り付けられたカートリッジ、装填ユニット、及びアダプタにそれぞれ関連付けられたデータ（例えば、カートリッジデータ、装填ユニットデータ、又はアダプタデータ）を、コントローラ６５２８に返してもよい。コントローラ６５２８は、ローカル機器のディスプレイ上にメッセージを表示するか、又は送信機６５０６を介してコンソール６５２２又はポータブルデバイス６５２６にメッセージを送信して、それぞれディスプレイ６５２４又はポータブルデバイススクリーン上にメッセージを表示することができる。
図１５Ａは、動作モードを決定し、決定されたモードで動作するための例示的なフローを示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム並びに／又はコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムの構成要素及び／若しくはサブシステムは、アップデートされるように構成され得る。そのようなアップデートは、アップデート前にユーザに利用可能でなかった機能及び利益を包含することを含み得る。これらのアップデートは、ユーザにその機能を導入するのに適したハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアアップデートの任意の方法によって確立することができる。例えば、交換可能／スワップ可能（例えば、ホットスワップ可能）なハードウェアコンポーネント、フラッシュ可能なファームウェアデバイス、及びアップデート可能なソフトウェアシステムを使用して、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム並びに／又はコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムの構成要素及び／若しくはサブシステムをアップデートすることができる。
アップデートは、任意の適切な基準又は基準のセットを条件とすることができる。例えば、アップデートは、処理能力、帯域幅、解像度など、システムの１つ以上のハードウェア能力を条件とすることができる。例えば、アップデートは、あるソフトウェアコードの購入など、１つ以上のソフトウェア態様を条件とすることができる。例えば、アップデートは、購入されたサービス層を条件とすることができる。サービス層は、ユーザがコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムに関連して使用する資格を付与された機能及び／又は機能のセットを表してもよい。サービス層は、ライセンスコード、ｅコマースサーバ認証対話、ハードウェア鍵、ユーザ名／パスワードの組み合わせ、生体認証対話、公開／秘密鍵交換対話などによって決定され得る。
ステップ１０７０４において、システム／装置パラメータが特定され得る。システム／装置パラメータは、アップデートが条件付けられる任意の要素又は要素のセットであり得る。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、モジュール式装置と外科用ハブとの間の通信のある帯域幅を検出してもよい。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、特定のサービス層の購入を示す指標を検出してもよい。
ステップ１０７０８において、識別されたシステム／装置パラメータに基づいて、動作モードが決定され得る。この決定は、システム／装置パラメータを動作モードにマッピングするプロセスによって行われ得る。そのプロセスは、手動及び／又は自動プロセスであってもよい。そのプロセスは、ローカルでの計算及び／又はリモートでの計算の結果であってよい。例えば、クライアント／サーバ対話を使用し、識別されたシステム／装置パラメータに基づいて、動作モードを決定し得る。例えば、ローカルソフトウェア及び／又はローカルに埋め込まれたファームウェアが、識別されたシステム／装置パラメータに基づいて動作モードを決定するために使用され得る。例えば、セキュアなマイクロプロセッサなどのハードウェアキーを使用し、識別されたシステム／装置パラメータに基づいて、動作モードを決定することができる。
ステップ１０７１０において、動作は、決定された動作モードに従って進行し得る。例えば、システム又は装置は、デフォルト動作モードで動作するように進み得る。例えば、システム又は装置は、代替動作モードで動作するように進み得る。動作モードは、システム又は装置内に既に存在する制御ハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアによって指示され得る。動作モードは、新しくインストール／アップデートされた制御ハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアによって指示されてもよい。
図１５Ｂは、動作モードを変更するための例示的な機能ブロック図を示す。アップグレード可能な要素１０７１４は、初期化構成要素１０７１６を含み得る。初期化構成要素１０７１６は、動作モードを決定するのに適した任意のハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを含み得る。例えば、初期化構成要素１０７１６は、システム又は装置スタートアップ手順の一部であり得る。初期化構成要素１０７１６は、アップグレード可能な要素１０７１４の動作モードを決定するための相互作用に関与してもよい。例えば、初期化構成要素１０７１６は、例えば、ユーザ１０７３０、外部リソース１０７３２、及び／又はローカルリソース１０７１８と対話することができる。例えば、初期化構成要素１０７１６は、ユーザ１０７３０からライセンスキーを受信して、動作モードを決定することができる。初期化構成要素１０７１６は、動作モードを決定するために、アップグレード可能な装置１０７１４のシリアル番号を用いて、例えばサーバなどの外部リソース１０７３２にクエリを行ってもよい。例えば、初期化構成要素１０７１６は、利用可能な帯域幅の量を決定するためのローカルクエリ及び／又は例えば動作モードを決定するためのハードウェアキーのローカルクエリなど、ローカルリソース１０７１８にクエリを行ってもよい。
アップグレード可能な要素１０７１４は、１つ以上の動作構成要素１０７２０、１０７２２、１０７２６、１０７２８と、動作ポインタ１０７２４とを含むことができる。初期化構成要素１０７１６は、動作ポインタ１０７２４に指示して、アップグレード可能な要素１０７４１の動作を、決定された動作モードに対応する動作構成要素１０７２０、１０７２２、１０７２６、１０７２８に命じることができる。初期化構成要素１０７１６は、アップグレード可能な要素の動作をデフォルト動作構成要素１０７２０に命じるように動作ポインタ１０７２４に指示してもよい。例えば、デフォルトの動作構成要素１０７２０が、他の代替動作モードが決定されていないという条件で選択されてもよい。例えば、デフォルトの動作構成要素１０７２０は、初期化構成要素の不良及び／又は対話不良という条件で選択されてもよい。初期化構成要素１０７１６は、アップグレード可能要素１０７１４の動作を常駐動作構成要素１０７２２に命じるように動作ポインタ１０７２４に指示してもよい。例えば、特定の機能がアップグレード可能な構成要素１０７１４に常駐してもよいが、動作させるためには起動を必要としてもよい。初期化構成要素１０７１６は、アップグレード可能要素１０７１４の動作に、新たな動作構成要素１０７２８及び／又は新たにインストールされた動作構成要素１０７２６をインストールするように命じるよう、動作ポインタ１０７２４に指示してもよい。例えば、新しいソフトウェア及び／又はファームウェアがダウンロードされてもよい。新しいソフトウェア及び／又はファームウェアは、選択された動作モードによって表される機能を有効にするコードを含み得る。例えば、新しいハードウェア構成要素をインストールして、選択された動作モードを可能にすることができる。
図１６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、多様な交換式シャフト組立体と共に用いられ得るが、そのような組立体としては、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が挙げられる。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、接着剤などで相互に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。ディスプレイが、カバー１５００４５の下方に設けられてもよい。
図１７は、本開示の少なくとも一態様による、図１６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」システム、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。他の装置構成では、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、又は他の任意の好適な電気モータが挙げられ得る。電気モータ１５００８２は、取り外し式電源パック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を備え得る。近位ハウジング部分１５００９４及び遠位ハウジング部分１５００９６は、その内部に複数の電池１５００９８を動作可能に支持するように構成されている。電池１５００９８はそれぞれ、例えば、リチウムイオン（ＬＩ）電池又は他の好適な電池を含み得る。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、交換可能かつ／又は再充電可能であり得る。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。使用の際、電源１５００９０によって提供される電圧極性によって電気モータ１５００８２を時計方向に動作させることができるが、電池によって電気モータに印加される電圧極性は、電気モータ１５００８２を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電気モータ１５００８２が一方向に回転されると、長手方向に移動可能な駆動部材１５０１２０は、遠位方向「ＤＤ」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１６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を含み得る。交換式シャフト組立体１５０２００は、関節継手１５０２７０を含み得る。エンドエフェクタ１５０３００及び関節継手１５０２７０の構成及び動作は、その全体が参照により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号に記載されている。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を含み得る。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１６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ている。
図１８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を含み得る。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の組立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連結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の周りに位置付けられるロックカラー又はロックスリーブ１５０４０２を含み、ロックスリーブ１５０４０２は、ロックスリーブ１５０４０２が関節運動ドライバ１５０２３０を発射部材１５０２２０に連結する係合位置と、関節運動ドライバ１５０２３０が発射部材１５０２２０に動作可能に連結されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ１５０４０２がその係合位置にある場合、発射部材１５０２２０の遠位方向移動によって、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付けられた近位コネクタフランジ１５０６０４及び遠位コネクタフランジ１５０６０１を備え得る。近位コネクタフランジ１５０６０４は第１の面を備えることができ、遠位コネクタフランジ１５０６０１は、第１の面に隣接して配置され、第１の面に対して移動可能である第２の面を備えることができる。遠位コネクタフランジ１５０６０１は、シャフト軸線ＳＡ－ＳＡ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、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号が、その全体が参照により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号に見出され得る。
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付けることができる。
図１９は、本開示の少なくとも一態様による、図１６の外科用器具１５００１０のエンドエフェクタ１５０３００の一態様の分解図である。エンドエフェクタ１５０３００は、アンビル１５０３０６及び外科用ステープルカートリッジ１５０３０４を含み得る。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内に位置付けら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を含み得る。外科用ステープルカートリッジ１５０３０４が細長いチャネル１５０３０２内に位置付けられる場合、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、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２０Ａ及び図２０Ｂ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１６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得る。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、直列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得る。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とがハンドル組立体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を含み得る。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得る。
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社製の商品名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）、Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ Ｗａｒｅ（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社から入手可能な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社製の商品名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得る。
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るが、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の電力出力を調整して、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得る。
外科用器具１５００１０（図１６～図１９）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を備え得る。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）を含み得る。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を備え得る。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実現され得る。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得る。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み得る。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に連結された、交換式シャフト組立体用の制御部、並びに／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、外科用器具の、モータ１５０７１４、交換式シャフト組立体、及び／又はエンドエフェクタ１５０３００の、回転位置を特定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に連結され得る。
モータ回路セグメント（セグメント７）は、電動外科用器具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電圧変換器を備え得る。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。それらのスイッチは、セグメント化回路の、外科用器具の動作を制御し、かつ／又は外科用器具のステータスを示すように構成され得る。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及び／又はエンドエフェクタ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、又はソリッドステートスイッチを用いて、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、又は対象体の存在と関連した構成要素の運動により操作される、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、ソリッドステート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ソリッドステート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ＰＥＴ、金属酸化物半導体ＰＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラなど）などのソリッドステートデバイスであってもよい。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２１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、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を含み得る。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の電力出力を調整して、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を備え得る。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）を含み得る。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を備え得る。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。外科用器具の動作を制御するための制御回路を記載したが、本開示はここから、外科用器具及び制御回路１５０７００の様々な構成を説明する。
図２２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を含み得る。外科用ステープラ１５１０００は、図１６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得る。次に、図２３を参照すると、エンドエフェクタ１５１０３０は、圧縮、切断、又はステープル留めの前に、医師によって組織１５１０３２を取り囲むように位置付けられてよい。図２３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２４を参照すると、外科用ステープラのハンドル（例えば、ハンドル１５１００２）を稼働させることによって、医師は、エンドエフェクタ１５１０３０を使用して組織１５１０３２を圧縮してよい。一態様では、組織１５１０３２は、図２４に示すように、その最大閾値まで圧縮されてもよい。図２５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に加えられ得る。次に、図２６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２７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）に位置付けられてよい。更に、電気接点１５１０４０が、エンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４の上に位置付けられてよい。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付けられ得る。組織１５１０３２がエンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４と、例えば、チャネルフレーム１５１０３６との間で圧縮されるとき、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２８を参照すると、一態様では、ＲＦ電極１５１０３８が位置付けられるとき、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付けられ得る。組織１５１０３２がエンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４と、例えば、チャネルフレーム１５１０３６との間で圧縮されるとき、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２９を参照すると、一態様では、電気接点１５１０５０は、アンビル１５１０３４の上に位置付けられてもよく、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付けられてもよい。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付けられ得る。組織１５１０３２がエンドエフェクタ１５１０３０のアンビル１５１０３４と、例えば、チャネルフレーム１５１０３６との間で圧縮されるとき、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３０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付けられてよい。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付けられてよい。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３０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が、外科用ステープラのハンドル１５１２３６内に配置され得る。例えば、回路図１５１２２０ａに示されるように、周波数発生器１５１２２２は、ハンドル１５１２３６内に配置されてもよく、電源１５１２２１から電力を受け取る。また、電流Ｉ１及び電流１２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と、Ｚ２＝Ｖ／Ｉ２とを適用すると、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３１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内に存在し得る。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付けられる）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、かつ／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付けられた電気接点１５１２６４又はエンドエフェクタ１５１２６２のアンビル内に位置付けられた電気接点１５１２６６との間で圧縮され、かつ／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付けられる場合もある。
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１２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と、Ｚ２＝Ｖ／Ｉ２とを適用すると、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。
図３２は、本開示の少なくとも一態様による、磁気回転絶対位置付けシステムを備える絶対位置付けシステム１５３１００’用の位置センサ１５３２００の図である。絶対位置付けシステム１５３１００’は、多くの点で絶対位置付けシステム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接続されて絶対位置付けシステム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付けら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、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られる、ＣＯＲＤＩＣ（座標回転デジタルコンピュータの略）プロセッサ１５３２３６が設けられる。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配置されている。ホール効果は、周知の効果であり、便宜上、本明細書では詳細に説明されないが、一般に、ホール効果は、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。１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全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（約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３３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内に位置付けられている。発射バー１５３５２０は、エンドエフェクタ１５３５０２の長手方向軸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の遠位部分に図示されている。楔形スレッド１５３５１３は、ステープルカートリッジ１５３５１８内に位置付けられている。Ｉビーム１５３５１４が遠位方向に並進すると、切刃１５３５０９は、アンビル１５３５１６とステープルカートリッジ１５３５１８との間に位置付けられた組織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、それを遠位方向に押し、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まで遠位方向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、遠位方向に前進し始め得る。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、それを遠位方向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、かつ／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るが、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。
上記で論じたように、エンドエフェクタ１５３５０２内に捕捉された組織をステープル留め及び／又は切開するために、外科用器具のマスターコントローラ内に位置付けられた電気モータ１５３１２０を利用して、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、かつ／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否か、かつ／又はＩビーム１５３５１４の速度を低下させるために減少させるべきか否か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もよく、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付け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。
本開示の様々な態様は、外科用器具の１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、かつ／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３４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とを備える外科用システム２３０００を示す。そのような態様では、外科用器具２３００２は、１つ以上のセンサ２３００８を備えてよく、外科用器具２３００２の１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否かを判定するように構成され得る。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（複数可）（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得る。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）を含み得る。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）。
図３５を参照すると、本開示の様々な態様によれば、外科用システム２３１００は、制御回路と（２３１１２、２３１２２、２３１３２及び／又は２３１４２、例えば任意の位置（複数可）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とを備え得る。そのような態様では、制御回路は、外科用器具２３１０２の１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、又は推定する外科用システム、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、外科用システムは、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、外科医にコンテキスト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」の見出しの下に見出すことができる。
また、図３５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を備え得る。
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得る場合もあるという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。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）から及び／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ステップ）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み得る。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得る。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ステップを検証し、特定の処置ステップ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得る。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、また例えば、図３４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（記載されるように）。
図３５を再び参照すると、別の一態様によれば、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とを備え得る。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（複数可）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）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得る。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付けら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）を含み得る。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得る。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の様々な態様を実行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得る（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得る。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得る。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。
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／好ましいと見なされる）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否かを評価し、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（複数可）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３６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（複数可）を受信し（ステップ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（ステップ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（複数可）を評価し（ステップ２３２０６）、評価に基づいてアクションを実施する（ステップ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。そのような態様では、センサは、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（複数可）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（複数可）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。
図３７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。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、図示されたプロセス２１２００を実行する制御回路２１００２は、センサ（複数可）２１００４から組織接触データ及び／又は信号を受信する（ステップ２１２０２）。受信したステップ２１２０２の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否かを示す。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間の初期接触点を決定することができる（ステップ２１２０４）。一態様では、制御回路２１００２は、ジョーのそれぞれに配置されたセンサ２１００４のうちの少なくとも１つが、それに対す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決定する（ステップ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（ステップ２１２０６）。一態様では、制御回路２１００２は、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（ステップ２１２０６）。別の一態様では、制御回路２１００２は、閉鎖管が第１の位置又は近位位置から第２の位置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（ステップ２１２０６）。更に別の一態様では、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社製の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（複数可）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（ステップ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（複数可）との接触の度合いを判定する（ステップ２１２０８）。組織接触の程度は、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（複数可）２１００４に対する組織の存在を検出したセンサ（複数可）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（ステップ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（複数可）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整すること、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整すること、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整するようにモータ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（複数可）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（ステップ２１２１０）ように構成され得る。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否かを判定し、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（ステップ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（複数可）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３７においては、プロセス２１２００の特定の実施例のステップは、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ステップ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（ステップ２１２０６）前に、組織接触の度合いを判定する（ステップ２１２０８）ことができる。
図３８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用システム１００によって閉鎖速度アルゴリズムを調整する一態様のフロー図２２２００である。ステップ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。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）及び印加閉鎖力（ＦＴＣ）関数（例えば、閉鎖変化率パラメータ）を含んでもよい。次に、フロー図２２２００は、ステップ２２２０４に進み、ここで、術前情報が受信され、分析される。上で論じたように、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、ステップ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。肺に問題のある患者の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整を決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のジョー及び第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。手術室内の人工呼吸装置から受信した人工呼吸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であることがステップ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。ステップ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整を決定し、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整されてもよい。例えば、組織の高い剛性は、（例えば、ＦＴＣライン２２０１２、２２１１２によって表されるような）印加されるＦＴＣのよりゆっくりとした、より保守的な変化率と、（例えばＦＴＣ Ｌ２ ２２０１０及びΔＦＴＣＬ２ ２２１１０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とを必要とする場合がある。
最大閾値は、第１のジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材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てもよい。また、組織タイプ又は構造は、ステップ２２２０８で他の閉鎖アルゴリズムの調整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、最初に血管を処置する方法を示してもよい。組織のタイプ及び構造は、血の含有量が高い（すなわち、高い脈管構造を有する）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変化率へと調整を行うことが有益であると判定することができる。要約すると、ステップ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整を判定し、適用する。したがって、現在の外科手術は、調整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。
次に、フロー図２２２００は判定動作２２２１０に進み、ここでは、特定された外科処置のいずれかのステップが残っているか否かが判定される。残っているステップがない場合（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、いくつかの態様では終了する。しかしながら、決定動作２２２１０に対する回答が「はい」である場合、外科処置の更なるステップが残っている。したがって、フロー図２２２００の現在の状態は、「術中」である。この場合、フロー図はステップ２２２１２に進み、そこで術中情報を受信し、分析し得る。例えば、術中情報は、外科処置のこのステップにおいて治療された組織タイプが、実質組織であるということを示し得る。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、外科処置の現在のステップ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否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）に第１のジョー部材１５２００２及び第２のジョー部材１５２００４の長さ部分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、例えばステップ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、更なる調整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、ステップ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させるものなどと推定される。続いて、ステップ２２２０８において、現在適用されている閉鎖アルゴリズムの調整を決定し、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ということの推定により、適用される閉鎖力を、よりゆっくりとした、より保守的な変化率への調整させることができる。
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整され得る。すなわち、調整された閾値は、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、圧縮されている組織又は材料が、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り、この待機時間が必要であり得る。
ステップ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、外科処置の残りのステップが存在するため、回答は再び「はい」であり得る。例えば、肺葉切除処置は、次いで、血管ステープル留めステップに進んでもよい。再び、ステップ２２２１２で、術中情報が受信され、分析される。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からの初期測定値は、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、柔軟な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、肺亀裂の処理を完了した後のステップとして、血管用の血管ステープラ１１２を使用することを示し得る。このように、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の測定値により、例えば、この初期予測を確認することができる。
その結果、更なる調整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はステップ２２２０６に進む。ステップ２２２０６において、組織は、比較的小さ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はステップ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整される。通常の閉鎖アルゴリズムは、一定の閉鎖変化率を含み得る。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なり得る。換言すれば、通常の閉鎖アルゴリズムでは、より高い最大適用閉鎖力に達し、閉鎖変化率は、実質組織の場合よりも速くなり得る。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整を臨床医に通知することができる。別の例では、ステップ２２２０６において、患者が完全な肺亀裂を有すると判定され得る。したがって、外科処置において既に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など、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、外科処置のこのステップ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、ステップ２２２０６で実施された推定が最終的なものでなくてもよいため、保守的な閉鎖アルゴリズムをデフォルトで用いてもよい。いずれの場合でも、調整された閉鎖アルゴリズムは、ステップ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、外科処置の残りのステップが存在すると判定され得る。したがって、ステップ２２２１２において、術中情報が受信され、分析される。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のジョー部材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が示すところもまた、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し得る。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ステップとして気管支をステープル留めする外科医の通常の慣習と一致するであろう。ステップ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、更なる調整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、フロー図はステップ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。上述のように、周術期情報を使用して行われる推論は、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とって安全であることを確実にするために、安全性チェックが実施されてもよい。
推定される組織タイプ及び特性に従って、ステップ２２２０８において、現在の閉鎖アルゴリズムに対する調整が行われる。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整されてもよい。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閉鎖アルゴリズムを調整することもできる。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、選択された調整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、次いで、ステップ２２２１２に進み、ここで、一態様では、フロー図２２２００が制御回路によって実装され得ると決定され得る。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、ステップ２２２０４及び２２２１２は、それぞれ、術前情報及び術中情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。上述したように、周術期情報は、術前、術中、及び術後情報を包含する。更に、センサ信号は、コンテキスト的及び推論的閉鎖アルゴリズム調整のために周術期情報と併せて使用されてもよい。また、ここで外科処置の更なるステップは残っていない。
図３９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コントローラを示すプロセス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（ステップ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（ステップ２５０３４）と、を含む。
図４０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）内に適切に位置付け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（ステップ２５６０２）。外科処置のタイプは、「状況認識」の見出しの下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、適切に位置付けら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（ステップ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付けら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否かを判定する（ステップ２５６０６）。対応しない場合、プロセッサ４６１は、ユーザに警報し（ステップ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（ステップ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（ステップ２５６０８）。加えて、プロセッサ４６１は、例えば、モータドライバにモータ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（ステップ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（ステップ２５６１２）ことを許可する。
図４１は、本開示の少なくとも１つの態様による、モジュラー式装置９０５０の制御プログラムをアップデートするためのプロセス９２００の論理フロー図を示す。プロセス９２００は、例えば、分析システム９１００の分析サーバ９０７０の１つ以上のプロセッサによって実行することができる。一例示において、分析システム９１００は、クラウドコンピューティングシステムであり得る。経済性のために、プロセス９２００の以下の説明は、分析システム９１００によって実行されるものとして説明される。しかしながら、分析システム９１００は、プロセス９２００の記載されたステップを実行しているプロセッサ（複数可）及び／又は制御回路（複数可）を含むことを理解されたい。
分析システム９１００は、モジュール式装置９０５０の周術期データ及び外科処置転帰データを、分析システム９１００に通信可能に接続された外科用ハブ９０００のうちの１つ以上から受信する（ステップ９２０２）。周術期データは、所与の外科処置に関連してモジュール式装置９０５０によって検出された術前データ、術中データ、及び／又は術後データを含む。モジュール式装置９０５０に関して、又は手動で制御されるモジュール式装置９０５０の特定の機能に関して、周術期データは、外科スタッフメンバーがモジュール式装置９０５０を過去に操作したやり方を示す。モジュール式装置９０５０に関して、又はモジュール式装置９０５０の制御プログラムによって制御されるモジュール式装置９０５０の特定の機能に関して、周術期データは、制御プログラムが過去にモジュール式装置９０５０を動作させたやり方を示す。モジュール式装置９０５０が（手動制御又はモジュール式装置９０５０の制御プログラムによる制御のいずれかに起因して）特定の条件セット下で機能するやり方は、モジュール式装置９０５０によって示される「動作挙動」と称され得る。モジュール式装置９０５０の周術期データとしては、モジュール式装置９０５０の状態に関するデータ（例えば、外科用ステープリング及び切断器具の発射力若しくは閉鎖力、又は電気外科若しくは超音波器具の電力出力）、モジュール式装置９０５０によって測定された組織データ（例えば、インピーダンス、厚さ、又は剛性）、及びモジュール式装置９０５０によって検出され得る他のデータが挙げられる。周術期データは、モジュール式装置９０５０が様々な検出された状態に応答してどのように機能したかを示すので、モジュール式装置９０５０が外科処置の過程中に動作するようにプログラムされた、又は手動で制御されたやり方を示す。
外科処置転帰データは、外科処置の全体的な結果に関するデータ（例えば、外科処置中に合併症があったか否か）、又は外科処置内の特定のステップの結果に関するデータ（例えば、特定のステープルラインが出血又は漏出したか否か）を含む。処置転帰データは、例えば、モジュール式装置９０５０及び／又は外科用ハブ９０００によって直接検出され（例えば、医療撮像装置が出血を視覚化又は検出することができる）、（米国特許出願公開第２０１９／０２０１１４０（Ａ１）号に記載されているように）外科用ハブ９０００の状況認識システムにより、又は外科用ハブ９０００若しくは分析システム９１００によって決定又は推測され得る。処置転帰データは、データによって表される各結果が肯定的な結果であったか否定的な結果であったかを含むことができる。各結果が肯定的であったか否定的であったかは、モジュール式装置９０５０自体によって判定され、外科用ハブ９０００に送信される周術期データに含まれ得るか、又は受信された周術期データから外科用ハブ９０００によって判定若しくは推測され得る。例えば、出血したステープルラインについての処置転帰データは、出血が否定的結果を表したことを含み得る。同様に、出血しなかったステープルラインについての処置転帰データは、出血がなかったことが肯定的結果を表したことを含み得る。別の例示では、分析システム９１００は、受信された処置転帰データに基づいて、処置結果が肯定的な結果であるか否定的な結果であるかを判定するように構成され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置９０５０のデータを肯定的又は否定的な処置転帰に相関させることにより、分析システム９１００は、制御プログラムアップデートが生成されるべきか否かを判定することができる（ステップ９２０８）。
分析システム９１００がデータを受信すると（ステップ９２０２）、分析システム９１００は、モジュール式装置９０５０及び処置転帰データを解析して、モジュール式装置９０５０が特定の処置又は処置の特定のステップに関連して、最適に利用されていない（最適未満で利用されている）か否かを判定する（ステップ９２０４）。モジュール式装置９０５０は、モジュール式装置９０５０が制御されている特定のやり方が繰り返しエラーを引き起こしているという場合、又はモジュール式装置９０５０を制御する代替の方法が同じ条件下で優れているという場合、最適には制御されていない可能性がある。したがって、分析システム９１００は、モジュール式装置９０５０によって生成される肯定的な結果及び／又は否定的な結果の割合を、設定された閾値又は同じタイプの他のモジュール式装置９０５０の実績と比較することによって、モジュール式装置９０５０が、（手動で又はその制御プログラムによって）最適に制御されていないのか否かを判定することができる。
例えば、分析システム９１００は、特定の動作挙動に関連する特定の条件セットの下でモジュール式装置９０５０によって生成される否定的な手順転帰の割合が、平均又は閾値レベルを超える場合、あるタイプのモジュール式装置９０５０が最適に動作していないか否かを判定することができる。具体例として、分析システム９１００は、特定の発射力（又は発射力の範囲）を指示する外科用ステープリング器具のための制御プログラムが、特定の組織厚さ及び組織タイプに対して最適ではないか否かを解析することができる（ステップ９２０４）。分析システム９１００が、器具が特定の力で発射されたときに平均又は閾値ステープルライン漏出率に対して異常に高い割合の漏出ステープルラインを生成する（例えば、ステープルの形成不良を起こさせる、組織を完全に貫通させない、又は組織を断裂させる）と判定した場合、分析システム９１００は、外科用ステープリング器具のための制御プログラムが、与えられた組織状態に鑑みて最適ではないステープリングを行っていると判定することができる。
別の例として、分析システム９１００は、特定の動作挙動に関連する特定の条件セットの下で代替的な制御方法によって生成される肯定的な結果の割合が、同じ条件下で分析された制御方法によって生成される肯定的な結果の割合を超える場合に、あるタイプのモジュール式装置９０５０が最適に動作していないか否かを判定することができる。言い換えれば、あるタイプのモジュール式装置９０５０の１つの下位集団が、ある特定の条件セットの下で第１の動作挙動を示し、同じタイプのモジュール式装置９０５０の第２の下位集団が、同じ条件セットの下で第２の動作挙動を示す場合、分析システム９１００は、第１の動作挙動又は第２の動作挙動が、肯定的な処置転帰とより高い相関を示すか否かに従って、モジュール式装置９０５０の制御プログラムをアップデートするか否かを決定することができる。具体例として、分析システム９１００は、特定のエネルギーレベルを指示するＲＦ電気外科用器具又は超音波器具のための制御プログラムが、特定の組織タイプ及び環境条件に対して最適ではないか否かを解析することができる（ステップ９２０４）。分析システム９１００が、組織条件及び環境条件のセットを所与として（例えば、関節鏡処置におけるように、器具が液体充填環境内に位置するとして）、第１のエネルギーレベルが第２のエネルギーレベルよりも低い止血率を生成すると判定した場合、分析システム９１００は、第１のエネルギーレベルを指示する電気外科器具又は超音波器具のための制御プログラムが所与の組織及び環境条件に対して最適に機能していない（最適未満で機能している）と判定することができる。
データを分析した（ステップ９２０４）後、分析システム９１００は、制御プログラムをアップデートするか否かを決定する（ステップ９２０６）。モジュール式装置９０５０が最適未満で制御されていると分析システム９１００が判定した場合、プロセス９２００は「いいえ」の分岐に沿って継続し、分析システム９１００は、上述のように、受信した９２０２データの解析９２０４を継続する。モジュール式装置９０５０が最適未満で制御されていると分析システム９１００が判定した場合、プロセス９２００は「はい」の分岐に沿って継続し、分析システム９１００は制御プログラムアップデートを生成する（ステップ９２０８）。生成（ステップ９２０８）された制御プログラムアップデートは、例えば、前のバージョンを上書きするための特定のタイプのモジュール式装置９０５０のための制御プログラムの新しいバージョン、又は前のバージョンを部分的に上書きもしくは補足するパッチを含む。
分析システム９１００によって生成（ステップ９２０８）される制御プログラムアップデートのタイプは、分析システム９１００によって特定されるモジュール式装置９０５０によって示される特定の最適未満挙動に依存する。例えば、分析システム９１００が、外科用ステープリング器具を発射する特定の力が、ステープルラインの漏出割合の増加をもたらすと判定した場合、分析システム９１００は、発射する力を第１の値から、より高い力の非漏出ステープルライン又は漏出割合のより低いステープルラインに対応する第２の値に調整する制御プログラムアップデートを生成することができる（ステップ９２０８）。別の例として、分析システム９１００が、器具が液体で満たされた環境で使用されるときに（例えば、液体のエネルギー散逸効果に起因して）電気外科器具又は超音波器具の特定のエネルギーレベルが低い止血率をもたらすと判定した場合、分析システム９１００は、器具が液体に浸漬される外科処置で利用されるときに器具のエネルギーレベルを調整する制御プログラムアップデートを生成することができる（ステップ９２０８）。
分析システム９１００によって生成（ステップ９２０８）される制御プログラムアップデートのタイプはまた、モジュール式装置９０５０によって示される最適未満の挙動が、手動制御によって引き起こされるか、又はモジュール式装置９０５０の制御プログラムによる制御によって引き起こされるかに依存する。最適未満の挙動が手動制御によって引き起こされる場合、制御プログラムアップデートは、ユーザがモジュール式装置９０５０を操作しているやり方に基づいて、ユーザに警告、推奨、又はフィードバックを提供するように構成されることができる。あるいは、制御プログラムアップデートは、モジュール式装置９０５０の手動制御動作を、モジュール式装置９０５０の制御プログラムによって制御される動作に変更することができる。制御プログラムのアップデートは、ユーザが特定の機能の制御プログラムの制御を無効にすることを許可してもしなくてもよい。一例示では、分析システム９１００が、外科医がＲＦ電気外科用器具を特定の組織タイプ又は処置タイプに対して最適未満のエネルギーレベルに手動で設定していると判定した場合（ステップ９２０４）、分析システム９１００は、エネルギーレベルが変更されることを推奨する警報を（例えば、外科用ハブ９０００又はＲＦ電気外科用器具自体に）提供する制御プログラムアップデートを生成し得る（ステップ９２０８）。別の例示では、生成（ステップ９２０８）された制御プログラムアップデートは、特定の検出された状況を前提として、エネルギーレベルをデフォルト又は推奨レベルに自動的に設定することができ、その後、医療施設スタッフによって所望に応じて、この自動設定レベルを変更することができるようにする。更に別の例示では、生成（ステップ９２０８）された制御プログラムアップデートは、分析システム９１００によって決定された設定レベルにエネルギーレベルを自動的に設定することができるが、医療施設スタッフがエネルギーレベルを変更することを許可しない。最適未満の挙動がモジュール式装置９０５０の制御プログラムによって引き起こされる場合、制御プログラムアップデートは、制御プログラムが最適未満に実行されている特定の環境セットの下で制御プログラムがどのように機能するかを変更することができる。
制御プログラムアップデートが分析システム９１００によって生成（ステップ９２０８）されると、分析システム９１００は、次いで、制御プログラムアップデートを、分析システム９１００に接続されている、関連するタイプのモジュール式装置９０５０の全てに送信する又はプッシュする（ステップ９２１０）。モジュール式装置９０５０は、例えば、外科用ハブ９００を通じて分析システム９１００に接続され得る。一例示では、外科用ハブ９０００は、様々なタイプのモジュール式装置９０５０の制御プログラムアップデートを、分析システム９１００によってアップデートが生成（ステップ９２０８）されるたびに、分析システム９１００からダウンロードするように構成される。モジュール式装置９０５０が、その後、外科用ハブ９０００に接続又はペアリングされると、モジュール式装置９０５０は、そこから任意の制御プログラムアップデートを自動的にダウンロードする。一例示において、分析システム９１００は、その後、上述したように、モジュール式装置９０５０からのデータの受信（ステップ９２０２）及び解析（ステップ９２０４）を継続することができる。
一態様では、外科用システム９０６０は、モジュール式装置９０５０が外科用ハブ９０００のデータストリームにおいて期限切れであることが検出された場合、ソフトウェアパラメータの検証がプッシュダウンされるように構成され、アップデートが行われる。図４２は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ９０００を介して、モジュール式装置９０５０にアップデートをプッシュする分析システム９１００の図を示す。１つの例示において、分析システム９０００は、特定のタイプのモジュール式装置９０５０のために生成された制御プログラムアップデートを外科用ハブ９０００に送信するように構成される。一態様では、モジュール式装置９０５０が外科用ハブ９０００に接続するたびに、モジュール式装置９０５０は、その制御プログラムのアップデートされたバージョンが外科用ハブ９０００上にあるか、又はそうでなければ外科用ハブ９０００を介してアクセス可能であるか否かを判定する。外科用ハブ９０００が特定のタイプのモジュール式装置９０５０のためのアップデートされた制御プログラムを有する（又は、アップデートされた制御プログラムが分析システム９１００から利用可能である）場合、モジュール式装置９０５０は、そこから制御プログラムのアップデートをダウンロードする。
一例示では、分析システム９１００に送信される任意のデータセットは、外科用ハブ９０００の固有のＩＤと、その制御プログラム又はオペレーティングシステムの現在のバージョンとを含む。一例示では、分析システム９１００に送信される任意のデータセットは、モジュール式装置９０５０の固有のＩＤと、その制御プログラム又はオペレーティングシステムの現在のバージョンとを含む。アップロードされたデータに関連付けられている外科用ハブ９０００及び／又はモジュール式装置９０５０の固有のＩＤにより、分析システム９１００は、そのデータが制御プログラムの最新バージョンに対応するか否かを判定することが可能なる。分析システム９１００は、例えば、古い制御プログラムによって制御されているモジュール式装置９０５０又は外科用ハブ９０００によって生成されたデータを考慮から外す（すなわち無視する）ことを選択し、かつ／又は制御プログラムのアップデートバージョンをモジュール式装置９０５０又は外科用ハブ９０００にプッシュさせることができる。
１つの例示では、外科用ハブ９０００がアップデートされた制御ソフトウェアをそれらに対して有する全てのモジュール式装置９０５０の動作バージョンはまた、定期的に分析システム９１００に送信される外科用ハブ９０００のステータスデータブロックに含まれ得る。分析システム９１００が、外科用ハブ９１００及び／又は接続可能なモジュール式装置９０５０のいずれかの制御プログラムの動作バージョンが期限切れであるということを特定した場合、分析システム９１００は、関連する制御プログラムの最新のバージョンを外科用ハブ９０００にプッシュすることができる。
一例示では、外科用ハブ９０００及び／又はモジュール式装置９０５０は、いかなるソフトウェアアップデートをも自動的にダウンロードするように構成されることができる。別の例示では、外科用ハブ９０００及び／又はモジュール式装置９０５０は、ユーザが期限切れの制御プログラム（複数可）を次のセットアップステップ（例えば、外科処置どうしの間）でアップデートしたいか否かを尋ねるプロンプトを、ユーザに対して提供するように構成され得る。別の例示では、外科用ハブ９０００は、決してアップデートを許可しないようにユーザによってプログラム可能であり得る。あるいは、外科用ハブ９０００自体ではなく、モジュール式装置９０５０のアップデートのみを許可するように、ユーザによってプログラム可能であり得る。
図４３は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ９０００のための制御プログラムアップデートを、適応的に生成するように構成された、コンピュータ実装適応的外科用システム９０６０の図を示す。外科用システム９０６０は、分析システム９１００に通信可能に連結されたいくつかの外科用ハブ９０００を含む。分析システム９１００に接続された全体集団内の外科用ハブ９０００の下位集団（それぞれが個々の外科用ハブ９０００又は外科用ハブ９０００の群を含むことができる）は、外科処置の過程中に異なる動作挙動を示す可能性がある。集団内の外科用ハブ９０００の群どうしの間の動作挙動における違いは、外科用ハブ９０００の制御プログラムが現場の外科スタッフによって異なるようにカスタマイズ又はプログラムされることによって、外科用ハブ９０００がそれらの制御プログラムの異なるバージョンを実行することの結果として、又は現場の外科スタッフが外科用ハブ９０００を異なるように手動で制御することの結果として生じ得る。図示の例では、外科用ハブ９０００の集団は、特定のタスクのために、第１の動作挙動を示している第１の下位集団９３１２と、第２の動作挙動を示している第２の下位集団９３１４とを含む。外科用ハブ９０００は、この特定の例では一対の下位集団９３１２、９３１４に分割されるが、外科用ハブ９０００の集団内で示される異なる挙動の数には実際的な制限はない。外科用ハブ９０００が実行することができるタスクとしては、例えば、外科用器具を制御すること、又は特定の方法でデータセットを分析することが挙げられる。
外科用ハブ９０００は、外科用ハブ９０００の動作挙動に関する周術期データを、分析システム９１００に送信するように構成され得る。周術期データは、術前データ、術中データ、及び術後データを含むことができる。術前データは、例えば、患者ごとに固有の情報を含むことができ、例えば、患者の属性、病歴、既往症、術前精密検査、薬歴（すなわち、現在及び以前に服用された薬剤）、遺伝子データ（例えば、ＳＮＰ又は遺伝子発現データ）、ＥＭＲデータ、先進的撮像データ（例えば、ＭＲＩ、ＣＴ、又はＰＥＴ）、メタボロミクス、及びマイクロバイオームなどが挙げられる。分析システム９１００によって利用することができる様々な追加のタイプの患者ごとに固有の情報は、米国特許第９，２５０，１７２号、米国特許出願第１３／６３１，０９５号、米国特許出願第１３／８２８，８０９号、及び米国特許第８，４７６，２２７号によって説明されており、これらのそれぞれは、患者ごとに固有の情報を説明する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。術前データはまた、例えば、手術室ごとに固有の情報を含むことができ、例えば、地理的情報、病院の場所、手術室の場所、外科処置を行う手術スタッフ、担当外科医、特定の外科処置において潜在的に使用され得るモジュール式装置９０５０及び／又は他の外科用機器の数及びタイプ、特定の外科処置において使用されることが予想されるモジュール式装置９０５０及び／又は他の外科用機器の数及びタイプ、患者識別情報、並びに行われている処置のタイプなどが挙げられる。
術中データとしては、例えば、モジュール式装置９０５０の利用法（例えば、外科用ステープリング器具による発射回数、ＲＦ電気外科用器具もしくは超音波器具による発射回数、又は利用されるステープラカートリッジの数及びタイプ）、モジュール式装置９０５０の動作パラメータデータ（例えば、外科用ステープリング器具のＦＴＦ曲線、外科用ステープリング器具のＦＴＣ曲線、発生器のエネルギー出力、排煙器の内部圧力もしくは圧力差）、予期せぬモジュール式装置９０５０の利用（すなわち、処置タイプに対して標準的ではないモジュール式装置の利用の検出）、患者に施される補助療法、及びモジュール式装置９０５０以外の機器の利用（例えば、漏れに対処するためのシーラント）を挙げることができる。術中データはまた、例えば、モジュール式装置９０５０の検出可能な誤用及びモジュール式装置９０５０の検出可能な適応外使用を含むことができる。
手術後データとしては、例えば、患者が手術室を出ない、及び／又は標準的ではない術後ケアのために送られる（例えば、日常的な肥満処置を受けている患者が処置後にＩＣＵに送られる）場合のフラグ、外科処置に関する術後患者評価（例えば、呼吸器処置後の肺活量測定に関するデータ、又は腸もしくは肥満処置後のステープルライン漏れに関するデータ）、術後合併症に関するデータ（例えば、輸血又は空気漏れ）、又は処置後の患者の医療施設における在院日数を挙げることができる。病院は、再入院率、合併症率、平均在院日数、及び他のそのような手術に関する質の測定基準について、ますます等級付けされるようになっているので、手術後データソースは、単独で又は手術処置転帰データ（後述）と組み合わせて、分析システム９１００によってモニタリングされ、外科用ハブ９０００及び／又はモジュール式装置９０５０の制御プログラムが評価され、アップデートが開始され得る。
いくつかの例示では、術中データ及び／又は術後データは、各外科処置又は外科処置のステップの転帰に関するデータを更に含むことができる。外科処置転帰データは、特定の処置又は処置の特定のステップが肯定的又は否定的な転帰を有したか否かを含むことができる。いくつかの例示では、外科処置転帰データとしては、モジュール式装置９０５０の実施した処置ステップ及び／若しくはモジュール式装置９０５０のパフォーマンスのタイムスタンプ付きの画像、モジュール式装置９０５０が適切に機能したか否かを示すフラグ、医療施設スタッフからの注記、又はモジュール式装置９０５０のパフォーマンスの不良、最適ではないパフォーマンス、若しくは容認できないパフォーマンスを示すフラグを挙げることができる。外科処置転帰データは、例えば、モジュール式装置９０５０及び／又は外科用ハブ９０００によって直接検出され（例えば、医療撮像装置が出血を視覚化又は検出することができる）、（米国特許出願公開第２０１９／０２０１１４０（Ａ１）号に記載されているように）外科用ハブ９０００の状況認識システムにより、又は外科用ハブ９０００若しくは分析システム９１００によって決定又は推測され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置９０５０が外科処置の過程中に故障したか、又は別様にうまく機能しなかったことを示すフラグを含む周術期データは、優先的に分析システム９１００へ送信され、かつ／又は分析システム９１００によって分析され得る。
１つの例示では、周術期データは、処置ごとに集められ、外科用ハブ９０００によって分析システム９１００にアップロードされ、分析システム９１００によって分析され得る。周術期データは、外科用ハブ９０００が動作するようプログラムされたあり方、又は外科処置に関連して手動で制御されたやり方（すなわち、外科用ハブ９０００の動作挙動）を示す。なぜなら、そのようなデータは、様々な検出された状態に応答して外科用ハブ９０００がどのような動作を行ったか、外科用ハブ９０００がどのようにモジュール式装置９０５０を制御したか、及び受信されたデータから状況認識外科用ハブ９０００がどのように推論を導き出したかを示すからである。分析システム９１００は、手術前、手術中、及び手術後のデータの様々なタイプ及び組み合わせを解析して、制御プログラムのアップデートが生成されるべきか否かを決定し、次いで、必要に応じて、外科用ハブ９０００の全体集団又は１つ以上の下位集団にアップデートをプッシュするように構成され得る。
図４４は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ９０００の制御プログラムをアップデートするためのプロセス９３００の論理フロー図を示す。プロセス９２００は、例えば、分析システム９１００の分析サーバ９０７０の１つ以上のプロセッサによって実行することができる。一例示において、分析システム９１００は、クラウドコンピューティングシステムであり得る。経済性のために、プロセス９３００の以下の説明は、分析システム９１００によって実行されるものとして説明される。しかしながら、分析システム９１００は、プロセス９３００の記載されたステップを実行しているプロセッサ（複数可）及び／又は制御回路（複数可）を含むことを理解されたい。
プロセス９３００を実行する分析システム９１００は、分析システム９１００に通信可能に接続された外科用ハブ９０００から周術期データを受信する（ステップ９３０２）。周術期データは、外科用ハブ９０００が、それらの制御プログラムによって動作するようにプログラムされるやり方、又は外科処置中に手術スタッフによって制御されるやり方を示す。いくつかの態様では、周術期データは、外科処置転帰データを含むか、又はそれに関連して分析システム９１００分析システムに送信され得る。外科処置転帰データは、外科処置の全体的な結果に関するデータ（例えば、外科処置中に合併症があったか否か）、又は外科処置内の特定のステップに関するデータ（例えば、特定のステープルラインが出血又は漏出したか否か）を含み得る。
プロセス９３００を実行する分析システム９１００が周術期データを受信した（ステップ９３０２）後、分析システム９１００は、次いで、データを分析して（ステップ９３０４）、アップデート条件が満たされたか否かを判定する。一例示では、アップデート条件は、集団内の閾値数又は閾値割合の外科用ハブ９０００が、特定の動作挙動を示すか否かを含む。例えば、分析システム９１００は、外科用ハブ９０００の大部分が、あるタイプの外科処置における特定のステップにおいて、エネルギー発生器を起動するために利用されるときには、その処置ステップにおいてエネルギー発生器を自動的に起動するような制御プログラムアップデートが生成されるべきであると判定することができる。別の例示では、アップデート条件は、特定の動作挙動に相関する肯定的な処置転帰の割合（又は否定的な処置転帰の欠如）が、閾値（例えば、処置のステップについての肯定的な処置転帰の平均割合）を超えるか否かを含む。例えば、分析システム９１００は、特定の組織タイプに対するそのエネルギーレベルでの止血（すなわち、出血の欠如）の関連付けられた割合が閾値割合を超えるとき、エネルギー発生器が特定のエネルギーレベルに設定されることを推奨するように、制御プログラムアップデートが生成されるべきであると判定することができる。別の例示では、アップデート条件は、特定の動作挙動についての肯定的な処置転帰（又は否定的な処置転帰の欠如）の割合が、関連する動作挙動についての肯定的な処置転帰（又は否定的な処置転帰の欠如）の割合よりも高いか否かを含む。換言すれば、外科用ハブ９０００の１つの下位集団が特定の条件セットの下で第１の動作挙動を示し、外科用ハブ９０００の第２の下位集団が同じ条件セットの下で第２の動作挙動を示す場合、分析システム９１００は、第１の動作挙動又は第２の動作挙動が肯定的な処置転帰とより高度に相関しているか否かに従って、外科用ハブ９０００の制御プログラムをアップデートするか否かを決定することができる。別の例示では、分析システム９１００は、データを解析して（ステップ９３０４）、複数のアップデート条件が満たされたか否かを判定する。
アップデート条件が満たされていない場合、プロセス９３００は、「いいえ」の分岐に沿って継続し、分析システム９１００は、外科用ハブ９０００からの周術期データの受信（ステップ９３０２）及び分析（ステップ９３０４）を継続して、アップデート条件が発生するのを監視する。アップデート条件が満たされている場合、プロセス９３００は「はい」の分岐に沿って継続し、分析システム９１００は、制御プログラムアップデートを生成すること（ステップ９３０８）に進む。生成（ステップ９３０８）された制御プログラムアップデートの性質は、分析システム９１００によって、アップデート条件をトリガするものとして特定される外科用ハブ９０００の特定の動作挙動に対応する。言い換えれば、制御プログラムアップデートは、外科用ハブ９０００によって実行される機能を追加、除去、又は他の形で変更し、それにより、外科用ハブは、識別された動作挙動を生じさせた条件下において、それまでとは異なる動作をするようになる。
更に、制御プログラムアップデートのタイプはまた、識別された動作挙動が手動制御から生じるか、又は外科用ハブ９０００の制御プログラムによる制御から生じるかに依存する。識別された動作挙動が手動制御から生じる場合、制御プログラムアップデートは、ユーザが外科用ハブ９０００を操作しているやり方に基づいて、ユーザに警告、推奨、又はフィードバックを提供するように構成されることができる。例えば、分析システム９１００が、外科処置におけるステップのために特定の行動を取ること又は特定の器具を利用することが転帰を改善すると判定した場合、分析システム９１００は、制御プログラムアップデートを生成（ステップ９３０８）して、外科処置の指定されたステップが行われている又はそのステップが次に行われると外科用ハブ９０００が判定したときに、外科スタッフに対して、プロンプト又は警告を提供し得る。あるいは、制御プログラムのアップデートは、外科用ハブ９０００の１つ以上の機能を、手動で制御可能であるものから、外科用ハブ９０００の制御プログラムによって制御されるものに変更することができる。例えば、分析システム９１００が、視覚化システムのディスプレイが、圧倒的多数の外科処置の特定のステップにおいて外科スタッフによって特定のビューに設定されていると判定した場合、分析システム９１００は、それらの条件下でディスプレイをそのビューに、外科用ハブ９０００に自動的に変更させる制御プログラムアップデートを、生成することができる。特定された動作挙動が、外科用ハブ９０００の制御プログラムから生じる場合、制御プログラムのアップデートは、特定された動作挙動を引き起こす一連の状況の下で、どのように制御プログラムが機能するかを変更することができる。例えば、分析システム９１００が、ＲＦ電気外科用器具又は超音波器具の特定のエネルギーレベルが、特定の一連の条件下で、悪い又は否定的な転帰と相関すると判定した場合、分析システム９１００は、その一連の条件が検出されたとき（例えば、関節鏡処置が実行されていると外科用ハブ９０００が判定したとき）、外科用ハブ９０００に、接続された器具のエネルギーレベルを異なる値に調整させる制御プログラムアップデートを生成させることができる（ステップ９３０８）。
次いで、分析システム９１００は、制御プログラムアップデートを、外科用ハブ９０００の集団全体に、又は分析システム９１００によってアップデート条件をトリガするものとして特定された動作挙動を実行している外科用ハブ９０００の下位集団（複数可）に送信する（ステップ９３１０）。一例示では、外科用ハブ９０００は、分析システム９１００によってアップデートが生成される（ステップ９３０８）たびに、分析システム９１００から制御プログラムアップデートをダウンロードするように構成される。一例示において、上述したように、分析システム９１００は、その後、外科用ハブ９０００から受信（ステップ９３０２）したデータを解析する（ステップ９３０４）プロセス９３００を継続することができる。
図４５は、図４４に示されるプロセス９３００の代表的な実装例を示す。図４５は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ９０００の制御プログラムのデータ分析アルゴリズムをアップデートするためのプロセス９４００の論理フロー図を示す。一例示では、図４４に示すプロセス９３００と同様に、図４５に示すプロセス９４００は、分析システム９１００によって実行することができる。図４３に描写される適応的外科用システム９０６０の１つの例示では、外科用ハブの第１の下位集団９３１２は、第１のデータ分析アルゴリズムを利用しており、外科用ハブの第２の下位集団９３１４は、第２のデータ分析アルゴリズムを利用している。例えば、外科用ハブの第１の下位集団９３１２は、ある特定のデータセットを分析するために通常の連続確率分布を利用することができ、外科用ハブの第２の下位集団９３１４は、同じ特定のデータセットを分析するために、二峰性分布を利用することができる。この例示では、分析システム９１００は、それぞれのデータ解析アルゴリズムに対応する、外科用ハブの第１の下位集団９３１２及び第２の下位集団９３１４から、周術期データを受信する（ステップ９４０２、９４０４）。次に、分析システム９１００は、周術期データセットを分析して（ステップ９４０６）、周術期データセットのうちの１つが、１つ以上のアップデート条件を満たすか否かを判定する。アップデート条件は、例えば、外科用ハブ９０００の全体集団における閾値パーセンテージ（例えば、７５％）によって利用されている特定の分析方法と、症例の閾値パーセンテージ（例えば、５０％）における肯定的な外科処置転帰に相関付けられている特定の分析方法とを含むことができる。
この例示では、分析システム９１００は、外科用ハブの第１の下位集団９３１２及び第２の下位集団９３１４によって利用されるデータ解析アルゴリズムのうちの１つが、アップデート条件の両方を満たすか否かを判定する（ステップ９４０８）。アップデート条件が満たされない場合、プロセス９４００は「いいえ」分岐に沿って進み、分析システム９１００は、外科用ハブの第１の下位集団９３１２及び第２の下位集団９３１４からの周術期データの受信（ステップ９４０２、９４０４）、及び分析（ステップ９４０６）を継続する。アップデート条件が満たされている場合、プロセス９４００は「はい」分岐に沿って進み、分析システム９１００は、分析９４０６が決定したデータ分析アルゴリズムのうちのどれがアップデート条件を満たしているかに従って、制御プログラムアップデートを生成する（ステップ９４１２）。この例示では、制御プログラムアップデートは、外科用ハブ９０００に、対応する分析タイプを実行するときに、アップデート条件を満たしたデータ分析アルゴリズムを利用させることを含む。次に、分析システム９１００は、生成（ステップ９４１２）された制御プログラムアップデートを、外科用ハブ９０００の集団に送信する（ステップ９４１４）。１つの例示において、制御プログラムアップデートは、外科用ハブ９０００の全体集団に送信される（ステップ９４１４）。別の例示では、制御プログラムアップデートは、アップデート条件を満たしたデータ分析アルゴリズムを利用しなかった外科用ハブ９０００の下位集団に送信される（ステップ９４１４）。換言すれば、分析システム９１００が周術期データを解析（ステップ９４０６）し、第２の（二峰性）データ解析方法がアップデート条件を満たすと判定（ステップ９４０８）した場合、生成（ステップ９４１２）された制御プログラムアップデートは、この例示では外科用ハブ９０００の第１の下位集団に送信される（ステップ９４１４）。更に、制御プログラムアップデートは、アップデートされた外科用ハブ９０００に、特定のデータセットを分析するときに第２の（二峰性）データ分析アルゴリズムを利用させるか、又はアップデートされた外科用ハブ９０００に警告を提供させるか、又は第２の（二峰性）データ分析アルゴリズムを所与の条件下で使用することをユーザに推奨させることができる（ユーザがその推奨に従うか否かを選択することを可能にする）。
この技術は、外科用ハブ９０００のネットワーク全体にわたって集約されたデータから生成されたアップデートで、それらの制御プログラムをアップデートすることによって、外科用ハブ９０００の性能を改善する。実際には、各外科用ハブ９０００は、外科用ハブ９０００のネットワーク全体にわたって共有又は学習された知識に従って調整されることができる。この技術はまた、分析システム９１００に、外科用ハブ９０００ネットワーク全体にわたって、各タイプの外科処置において利用されているデバイスの知識を提供することによって、いつ予期せぬ装置（例えば、モジュール式装置９０５０）が外科処置の過程において利用するかを、分析システム９１００が決定することを可能にする。
図４６は、本開示の少なくとも１つの態様による、電動外科用エンドエフェクタ４６００２と、外科用ハブ４６００４と、クラウドコンピューティングシステム４６００６との間の通信のためのシステム４６０００を示す。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、少なくとも１つの外部装置との間に通信経路４６０１２及び４６０１４を確立するように構成され得る送信機４６００８及び受信機４６０１０を含み得る。例えば、通信経路４６０１２は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２と外科用ハブ４６００４との間にあってもよく、通信経路４６０１４は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２とクラウドコンピューティングシステム４６００６との間にあってもよい。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、組織に対して動作するように構成され得る制御可能なジョー４６０１６を含み得る。制御可能なジョー４６０１６は、第１のジョー及び第２のジョーを含み得る。手術される組織は、第１のジョーと第２のジョーとの間に位置付けられてもよく、一緒に閉じられる第１のジョー及び第２のジョーによって締め付けられていてもよい。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０を含むデータを記憶し得る、アップデート可能なメモリ４６０１８を含み得る。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０を動作させるように構成され得るプロセッサ４６０２２を含んでもよい。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０は、制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させるように構成され得る。プロセッサ４６０２２は、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０をアップデートすることができる。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０は、制御可能なジョー４６０１６に関する、受信された入力データに基づいて、一連の動作を実行することができる。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０は、入力データを出力信号の形で送信することができる。例えば、制御可能なジョー４６０２０の態様に関して、受信される入力データは、制御可能なジョー４６０２０のクランプ圧力、保持時間、及び／又は発射速度に関連した情報であり得る。例えば、受信された入力データは、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に関連し得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。デフォルト制御アルゴリズム４６０２０は、アルゴリズム２３２００（図３６）、閉鎖アルゴリズム（図３８）、及びデータ分析アルゴリズム（図４５）などの、前述のアルゴリズムを含み得る。
外科用ハブ４６００４は、送信器４６０２６及び受信器４６０２８を含み得る。送信機４６０２６及び／又は受信機４６０２８は、外科用ハブ４６００４と少なくとも１つの外部装置との間の通信経路を確立するように構成され得る。例えば、通信経路４６０１２は、外科用ハブ４６００４と外科用エンドエフェクタ４６００２との間に存在し得る。通信経路４６０２４は、外科用ハブ４６００４とクラウドコンピューティングシステム４６００６との間に存在し得る。外科用ハブ４６００４は、制御アルゴリズム４６０３０を含むデータを含み得る。外科用ハブ４６００４は、データを受信して解釈するように構成されたプロセッサ４６０３２を含み得る。
図４７は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムをアップデートするためのプロセス４７０００の論理フロー図を示す。ステップ４７００２において、プロセス４７０００は、第１のモードで第１の時間に動作するように電動外科用エンドエフェクタ４６００２を構成することができる。第１のモードは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２のアップデート可能なメモリ４６０１８に記憶されたデフォルトの作動アルゴリズム４６０２０に従って、制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させるように構成され得る。ステップ４７００４において、プロセス４７０００は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２が、第１の時間の後の第２の時間にデータを受信するか否かを決定し得る。「いいえ」の場合、ステップ４７００６において、プロセス４７０００は、第１のモードで動作し続けることができる。「はい」の場合、ステップ４７００８において、受信されたデータは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２を、第１のモードでの動作から第２のモードでの動作に自動的に変更させることができる。受信されたデータは、電動外科用エンドエフェクタ４６００４の受信機４６０１０を介して外部ソースから受信されたものであり得る。例えば、外部ソースは、外科用ハブ４６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム４６００６であり得る。受信されたデータは、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に関連し得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。第２のモードは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させるように構成され得る。アップデートされ得る制御可能なジョー４６０１６の態様は、例えば、制御可能なジョー４６０１６の態様のクランプ圧力、保持時間、及び／又は発射速度に関連し得る。作動アルゴリズムは、図４４～図４５において説明した制御アルゴリズムをアップデートするためのプロセス９３００を使用して、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０から代替的な作動アルゴリズムにアップデートされ得る。
図４８は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムをアップデートするためのプロセス４８０００の論理フロー図を示す。ステップ４８００２において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０及び代替的な作動アルゴリズムを取得するように構成されている。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２のアップデート可能なメモリ４６０１８に記憶されたデータに対応し得る。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２に、第１のモードに従って制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させ得る。デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０及び代替的な作動アルゴリズムは、図４２～図４５において説明したように取得することができる。制御可能なジョー４６０１６の態様のいくつかの例は、例えば、制御可能なジョー４６０１６の態様のクランプ圧力、保持時間、及び／又は発射速度であり得る。代替的な作動アルゴリズムは、外部ソースから受信されるデータに対応してもよい。例えば、外部ソースは、外科用ハブ４６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム４６００６であり得る。代替的な作動アルゴリズムは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２に、第２のモードに従って、制御可能なジョーの態様を動作させ得る。ステップ４８００４において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトのモードとして機能し得る第１のモードに従って動作すべきか否かを、判定する。その判定は、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に基づくものであり得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。ステップ４８００４において「はい」の場合、ステップ４８００６において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、第１のモードで動作し得る。ステップ４８００８において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、代替モードとして機能し得る第２のモードに従って動作すべきか否かを判定する。その判定は、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に基づくものであり得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。ステップ４８００８に対して「はい」である場合、ステップ４８０１０において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、第１のモードで動作することから第２のモードで動作することに変化して、代替的な作動アルゴリズムに従って動作し得る。作動アルゴリズムは、制御アルゴリズムをアップデートするための図４４～図４５において説明したプロセス９３００を使用して、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０から代替的な作動アルゴリズムにアップデートされ得る。ステップ４８００８に対して「いいえ」の場合、ステップ４８０１２において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトのモードであり得る第１のモードで動作し続けることができる。
図４９は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムをアップデートするためのプロセス４９０００の論理フロー図を示す。ステップ４９００２において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、デフォルトの作動アルゴリズム及び代替的な作動アルゴリズムを取得するように構成されている。デフォルトの作動アルゴリズムは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２のアップデート可能なメモリ４６０１８に記憶されたデータに対応し得る。デフォルトの作動アルゴリズムは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２に、第１のモードに従って制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させ得る。制御可能なジョー４６０１６の態様のいくつかの例は、例えば、制御可能なジョー４６０１６の態様のクランプ圧力、保持時間、及び／又は発射速度であり得る。代替的な作動アルゴリズムは、外部ソースから受信されるデータに対応してもよい。例えば、外部ソースは、外科用ハブ４６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム４６００６であり得る。代替的な作動アルゴリズムは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２に、第２のモードに従って、制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させ得る。ステップ４９００４において、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、第１のモードで動作すべきか、又は第２のモードで動作すべきかを判定する。その判定は、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に関する、受信したデータに基づくものであり得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、ステップ４９００４において第１のモードで動作すべきであると判定した場合、ステップ４９００６において、第１のモードで動作し得る。電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、ステップ４９００４において第２のモードで動作すべきであると判定した場合、ステップ４９００８において、代替的な作動アルゴリズムに従って第２のモードで動作し得る。作動アルゴリズムは、図４４～図４５において説明した制御アルゴリズムをアップデートするためのプロセス９３００を使用して、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０から代替的な作動アルゴリズムにアップデートされ得る。
図５０は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムをアップデートする外科用ハブのためのプロセス５００００の論理フロー図を示す。ステップ５０００２において、外科用ハブ４６００４は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２との通信を求め得る。外科用ハブ４６００４は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２に通信要求を送信することによって通信を求めてもよい。ステップ５０００４において、外科用ハブ４６００４は、第１のモード又は第２のモードで動作するように構成され得る電動外科用エンドエフェクタ４６００２との通信が、利用可能であるか否かを判定し得る。通信が利用可能であるか否かの判定は、例えば、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、及び／又はサブスクリプションレベルによって判定され得る。通信が利用可能でない場合、プロセス５００００は、ステップ５０００２に戻ってもよく、外科用ハブ４６００４は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２との通信を求めてもよい。通信が利用可能である場合、ステップ５０００６において、外科用ハブ４６００４は、受信機４６０２８を介して電動外科用エンドエフェクタ４６００２からデータを受信し、次いで受信したデータをアップロードすることができる。ステップ５０００８において、外科用ハブ４６００４は、受信されたデータに基づいて、外科用エンドエフェクタ４６００２が第１のモードで動作すべきか第２のモードで動作すべきかを判定し得る。その判定は、受信されたデータに基づくものであり得る。受信されたデータは、処置情報、組織の特性、及び／又は補足測定値に基づくものであり得る。例えば、補足測定値は、上述したように、状況認識を通じて決定されてもよい。例えば、補足測定値は、病院入力及び／又はユーザ入力によって決定されてもよい。外科用ハブ４６００４が第１のモードで動作すべきであると判定した場合、プロセス５００００はステップ５０００６に戻り、後で受信機４６０２８を介して電動外科用エンドエフェクタ４６００２からアップデートされたデータを受信し、次いでアップデートされた受信データをアップロードし得る。外科用ハブ４６００４が、第２のモードで動作すべきであると判定した場合、ステップ５００１０において、決定に基づいて、外科用ハブ４６００４は、電動外科用エンドエフェクタ４６００２を第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信し得る。第２のモードでは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２は、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョー４６０１６の態様を動作させ得る。作動アルゴリズムは、図４４～図４５において説明した制御アルゴリズムをアップデートするためのプロセス９３００を使用して、デフォルトの作動アルゴリズム４６０２０から代替的な作動アルゴリズムにアップデートされ得る。
一態様では、外科用ハブ４６００４は、外科用器具、発生器、排煙器、及び／又はディスプレイなどの様々な外科用装置に接続されるか、又はそれらとペアリングされ得る。これらの外科用装置に対する外科用ハブ４６００４の接続を介して、外科用ハブ４６００４は、装置が外科処置中に使用されている間に、これらのペアリングされた外科用装置から、一連の周術期データを受信し得る。そのデータは、外科処置中にリアルタイムで手術スタッフメンバーにフィードバックを提供することができる。そのリアルタイムフィードバックは、ディスプレイ上に表示されるグラフィカル通知及び／又は推奨事項、外科用ハブ４６００４及び／又は電動外科用エンドエフェクタ４６００２によって発せられる音声フィードバックを含むことができる。アップデートされたデータは、リアルタイムでの使用に基づいて電動外科用エンドエフェクタ４６００２のアルゴリズムをアップデートし、各動作でアルゴリズムを調整することができる。例えば、電動外科用エンドエフェクタ４６００２内のインピーダンスは、電動外科用エンドエフェクタ４６００２が外科用ハブ４６００４に送信する受信情報に基づいて、具体的な患者について組織特性がどんなものであるかを示すことができる。次に、外科用ハブ４６００４は、アルゴリズムのアップデートが行われていることを電動外科用エンドエフェクタ４６００２に警告し、制御可能なジョー４６０１６の態様を、組織特性に基づいて、リアルタイムでアップデートすることができる。制御可能なジョー４６０１６の態様の例は、クランプ圧力、保持時間、及び／又は発射速度であってもよい。
別の一例では、外科用ハブ４６００４は、手術スタッフメンバーに手術後フィードバックを提供することができる。手術後フィードバックは、学習目的のために手術スタッフによってレビューすることのできる、処置をキャプチャしたビデオ上に表示されるグラフィックのオーバーレイ又は通知、手術スタッフがベースラインから外れた時間又は特定の手術ステップを示す手術後レポートなどを含むことができる。任意の視覚的に識別可能な身体特性（又は身体特性の組み合わせ）が、手術スタッフによって提示された技術の改善を提案する基礎として利用することができる。
本開示の実施例。以下は、本明細書で説明され、及び／又は図面に示されるものの、以下で特許請求されてもされなくてもよい実施例の非網羅的なリストである。実施例に関連する例示的な効果及び／又は利点は、装置の構造、構築及び／若しくは機能、並びに／又は装置によって実行される処置の実装法の理解を助けることを念頭において、以下に提供される。
実施例１．外科用システムにおいて使用するための電動外科用エンドエフェクタであって：
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
プロセッサが、
第１の時間に第１のモードで動作することであって、第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、
第１の時間の後の第２の時間において、プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
実施例２．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施例１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例３．第２の時間に受信されたデータは、受信機を介して外部装置から受信したものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例４．外部装置は、外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例５．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例６．第２の時間に受信されたデータは、処置情報に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例７．第２の時間に受信されたデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた、補足的測定値に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例８．第２の時間に受信されたデータは、組織の特性に関連する、実施例１～５のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例９．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施例８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１０．電動外科用エンドエフェクタであって、
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、
第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って、ジョーの態様を動作させるように構成され、
第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、ジョーの態様を動作させるように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１１．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施例１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１２．外部装置は、外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１３．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１４．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、処置情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１５．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた補足的測定値に基づく、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１６．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、組織の特性に関連する、実施例１０～１３のいずれか一つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１７．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施例１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
実施例１８．外科用ハブであって、
外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、
プロセッサであって、
第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、第１のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタは、電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、
受信機を介して電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、
受信されたデータに基づいて、外科用エンドエフェクタが、第１のモードで動作すべきか第２のモードで動作すべきかを決定することと、
決定に基づいて、電動外科用エンドエフェクタを第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、第２のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されたプロセッサと、を備える、外科用ハブ。
実施例１９．通信が利用可能であるか否かの判定は、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルによって判定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
実施例２０．送信されたデータは、処置情報に関連する、実施例１８又は１９に記載の外科用ハブ。
実施例１及び１０として、アップデート可能又は適合可能な作動アルゴリズムを有する、電動外科用ステープラ用エンドエフェクタが提供される。作動アルゴリズムは、データ、例えば、外科用ハブ又は遠隔サーバであり得る外部装置からのデータの受信の結果として、デフォルトの作動アルゴリズムからアップデート又は適合され得る。エンドエフェクタのジョー機能は、作動アルゴリズムを置換、アップデート、又は調整することによって、制御され得る。例えば、エンドエフェクタの制御可能なジョーの動作を制御する作動アルゴリズムは、新しいアルゴリズムをインポートすることによって置換又は調整されてもよく、又はアルゴリズム制御内のパラメータが調整されてもよい。制御アルゴリズムの適合又はアップデートは、エンドエフェクタと通信する外科用ハブ（例えば、ローカルハブ装置又はリモートサーバシステム）内のアルゴリズムによって制御されてもよい。デフォルトの作動アルゴリズムを提供することによって、外科用ステープラは、外科用ステープリングが必要とされる多数の外科的状況において、第１のモードに従って効果的な使用のために直ちに動作可能である。代替的な作動アルゴリズムによる第２のモードに従ってプロセッサを動作させることができるアップデート可能なメモリを追加的に提供することによって、外科用システムは、他の外科手術状況のための効果的な外科用ステープリングを行えるよう、再構成され得る。デフォルトの作動アルゴリズムから代替的なものに切り替える能力は、有利なことには、異なるタイプのステープル留め処置が、例えば、同一の全体的外科処置内で迅速に行われることを可能にする。これにより、外科処置中にステープル留めを行う全体的な速度が改善され、したがって行われている外科処置の全体的な有効性を改善され得る。
実施例２～５及び１１～１３として、電動外科用エンドエフェクタは、外科用ハブ又はクラウドコンピューティングシステムであり得る外部装置から、データを受信する通信能力を有する。エンドエフェクタと外科用ハブとの間の対話は、ジョー動作に対する動的制御を可能にする。接続された環境がない場合、エンドエフェクタの機能はデフォルトで静的機能になる。これは、手術に関する追加データが利用可能である場合、それを使用して、進行中の動的ベースで、向上した手術を行うことができるということを意味する。しかしながら、追加のデータが利用可能でない場合、又は外部装置もしくはクラウドコンピューティングシステムとの通信に故障がある場合、手術は、適用可能なアルゴリズムが利用可能でないのではなく、デフォルトの作動アルゴリズムを用いて継続され得る。実施例９及び１７として、アップデートされたジョー制御が、エンドエフェクタの制御可能なジョーのクランプ圧力、保持時間、又は発射速度に適用される。
実施例６～８及び１４～１６として、外科用エンドエフェクタは、組織特性、器具状態、処置データ、及び／又は補足測定値の変化に応答して、アップデート又は適合された作動アルゴリズムに従って動作することが可能である。
実施例１８～２０として、外科用エンドエフェクタにおける作動アルゴリズムの置換又は適合を制御する動的機能性を有する外科用ハブが提供される。ハブは、システム間の相互通信の態様によって、又はハブシステム自体内のパラメータ（例えば、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルのようなユーザ関連パラメータ）によって制御され得る意思決定アルゴリズムを有する。作動アルゴリズムの利用は、意図される使用に基づいて選択的であってもよく、又は処置ステップの状況認識及び予想される利益の大きさに基づいて、自動的に選択又は選択解除されてもよい。したがって、アルゴリズム適応性の段階的制御が可能にされて、動的にアップデートされる動作制御及び改善された臨床転帰が実現される。例えば、コンピューティングシステムの外科用ハブの通信故障又はハードウェアの故障により接続環境がない場合、ステープラの機能は、静的機能にデフォルトで設定され得る。接続環境において、エンドエフェクタ機能は、改善された手術転帰を達成するための動作の改善に基づいて、例えば、外科用ハブからアップデートされたデータを受信することによって、動的にアップデートされ得る。
以下の実施形態のリストは、本開示の一部を形成する。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、プロセッサと、を備え、プロセッサは、第１の時間に第１のモードで動作することであって、第１のモードにおいて、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、第１の時間の後の第２の時間に、プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、第２のモードにおいて、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
２．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
３．第２の時間に受信されたデータは、受信機を介して外部装置から受信したものである、実施形態２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部装置は、外科用ハブである、実施形態３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施形態３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
６．第２の時間に受信されたデータは、処置情報に関連する、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
７．第２の時間に受信されたデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた、補足的測定値に関連する、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
８．第２の時間に受信されたデータは、組織の特性に関連する、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
９．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施形態８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１０．電動外科用エンドエフェクタであって、組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、プロセッサと、を備え、プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルトの作動アルゴリズムに従ってジョーの態様を動作させるように構成され、第２のモードでは、プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従ってジョーの態様を動作させるように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
１１．電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１２．外部装置は、外科用ハブである、実施形態１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施形態１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１４．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、処置情報に基づく、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１５．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた補足的測定値に基づく、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１６．第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかに関する決定が、組織の特性に関連する、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１７．第２のモードは、ジョーの態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施形態１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１８．外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、プロセッサであって、第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、第１のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタは、電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、受信されたデータに基づいて、外科用エンドエフェクタが、第１のモードで動作すべきか第２のモードで動作すべきかを決定することと、決定に基づいて、電動外科用エンドエフェクタを第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、第２のモードにおいて、電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されているプロセッサと、を備える、外科用ハブ。
１９．通信が利用可能であるか否かの判定は、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルによって判定される、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
２０．送信されたデータは、処置情報に関連する、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
〔実施の態様〕
（１） 外科用システムにおいて使用するための電動外科用エンドエフェクタであって、
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサが、
第１の時間に第１のモードで動作することであって、前記第１のモードにおいて、前記プロセッサは、前記デフォルトの作動アルゴリズムに従って、前記制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、
前記第１の時間の後の第２の時間において、前記プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、前記第２のモードにおいて、前記プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、前記制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
（２） 前記電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施態様１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（３） 前記第２の時間に受信された前記データは、前記受信機を介して前記外部装置から受信したものである、実施態様２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（４） 前記外部装置は、外科用ハブである、実施態様３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（５） 前記外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施態様３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（６） 前記第２の時間に受信された前記データは、処置情報に関連する、実施態様１～５のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（７） 前記第２の時間に受信された前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた、補足的測定値に関連する、実施態様１～５のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（８） 前記第２の時間に受信された前記データは、前記組織の特性に関連する、実施態様１～５のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（９） 前記第２のモードは、前記ジョーの前記態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施態様８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１０） 電動外科用エンドエフェクタであって、
組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、
前記第１のモードにおいて、前記プロセッサは、前記デフォルトの作動アルゴリズムに従って、前記ジョーの態様を動作させるように構成され、
前記第２のモードにおいて、前記プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、前記ジョーの態様を動作させるように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
（１１） 前記電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、実施態様１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１２） 前記外部装置は、外科用ハブである、実施態様１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１３） 前記外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、実施態様１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１４） 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、処置情報に基づく、実施態様１０～１３のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１５） 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた補足的測定値に基づく、実施態様１０～１３のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１６） 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、前記組織の特性に関連する、実施態様１０～１３のいずれかに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１７） 前記第２のモードは、前記ジョーの前記態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、実施態様１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（１８） 外科用ハブであって、
前記外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、
プロセッサであって、
第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された前記電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、前記第１のモードにおいて、前記電動外科用エンドエフェクタは、前記電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、
前記受信機を介して前記電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、
前記受信されたデータに基づいて、前記外科用エンドエフェクタが、前記第１のモードで動作すべきか前記第２のモードで動作すべきかを決定することと、
前記決定に基づいて、前記電動外科用エンドエフェクタを前記第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、前記第２のモードにおいて、前記電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って前記制御可能なジョーの前記態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されたプロセッサと、を備える、外科用ハブ。
（１９） 前記通信が利用可能であるか否かの判定は、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルによって判定される、実施態様１８に記載の外科用ハブ。
（２０） 前記送信されたデータは、処置情報に関連する、実施態様１８又は１９に記載の外科用ハブ。

Claims (20)

  1. 外科用システムにおいて使用するための電動外科用エンドエフェクタであって、
    組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
    デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
    プロセッサと、を備え、
    前記プロセッサが、
    第１の時間に第１のモードで動作することであって、前記第１のモードにおいて、前記プロセッサは、前記デフォルトの作動アルゴリズムに従って、前記制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、
    前記第１の時間の後の第２の時間において、前記プロセッサを第２のモードで動作させるデータを受信することであって、前記第２のモードにおいて、前記プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、前記制御可能なジョーの態様を動作させるように構成されている、ことと、を実行するように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
  2. 前記電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、請求項１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  3. 前記第２の時間に受信された前記データは、前記受信機を介して前記外部装置から受信したものである、請求項２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  4. 前記外部装置は、外科用ハブである、請求項３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  5. 前記外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、請求項３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  6. 前記第２の時間に受信された前記データは、処置情報に関連する、請求項１～５のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  7. 前記第２の時間に受信された前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた、補足的測定値に関連する、請求項１～５のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  8. 前記第２の時間に受信された前記データは、前記組織の特性に関連する、請求項１～５のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  9. 前記第２のモードは、前記ジョーの前記態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、請求項８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  10. 電動外科用エンドエフェクタであって、
    組織に対して動作するように構成された制御可能なジョーと、
    デフォルトの作動アルゴリズムを記憶したアップデート可能なメモリと、
    プロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、第１のモードで動作するか又は第２のモードで動作するかを決定するように構成され、
    前記第１のモードにおいて、前記プロセッサは、前記デフォルトの作動アルゴリズムに従って、前記ジョーの態様を動作させるように構成され、
    前記第２のモードにおいて、前記プロセッサは、代替的な作動アルゴリズムに従って、前記ジョーの態様を動作させるように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
  11. 前記電動外科用エンドエフェクタと外部装置との間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機を更に備える、請求項１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  12. 前記外部装置は、外科用ハブである、請求項１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  13. 前記外部装置は、クラウドコンピューティングシステムである、請求項１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  14. 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、処置情報に基づく、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  15. 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じた補足的測定値に基づく、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  16. 前記第１のモードで動作するか又は前記第２のモードで動作するかに関する前記決定が、前記組織の特性に関連する、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  17. 前記第２のモードは、前記ジョーの前記態様の、クランプ圧力、保持時間、又は発射速度をアップデートする、請求項１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
  18. 外科用ハブであって、
    前記外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間に通信経路を確立するように構成された送信機及び受信機と、
    プロセッサであって、
    第１のモード又は第２のモードで動作するように構成された前記電動外科用エンドエフェクタとの通信が利用可能であるか否かを判定することであって、前記第１のモードにおいて、前記電動外科用エンドエフェクタは、前記電動外科用エンドエフェクタのアップデート可能なメモリに記憶されたデフォルトの作動アルゴリズムに従って、制御可能なジョーの態様を動作させる、ことと、
    前記受信機を介して前記電動外科用エンドエフェクタに関連するデータを受信することと、
    前記受信されたデータに基づいて、前記外科用エンドエフェクタが、前記第１のモードで動作すべきか前記第２のモードで動作すべきかを決定することと、
    前記決定に基づいて、前記電動外科用エンドエフェクタを前記第２のモードで動作させるアップデートされたデータを送信することであって、前記第２のモードにおいて、前記電動外科用エンドエフェクタが、代替的な作動アルゴリズムに従って前記制御可能なジョーの前記態様を動作させる、ことと、を実行するように構成されたプロセッサと、を備える、外科用ハブ。
  19. 前記通信が利用可能であるか否かの判定は、利用可能な処理能力、メモリ、帯域幅、ソフトウェアリビジョン、又はサブスクリプションレベルによって判定される、請求項１８に記載の外科用ハブ。
  20. 前記送信されたデータは、処置情報に関連する、請求項１８又は１９に記載の外科用ハブ。
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