JP2023545392A - スマートエネルギーコンボ制御オプション - Google Patents
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Abstract
本明細書の実施例は、組織を封止するように構成された第１のエネルギー及び第２のエネルギーを送達する外科用器具を説明する。第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作されてもよく、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作されてもよい。外科用器具は、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御し得るデフォルト制御アルゴリズムを記憶し得る更新可能なメモリを含んでもよい。外科用器具は、第１の時間に第１のモードで動作するように構成され得るプロセッサを含んでもよく、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されてもよい。プロセッサは、プロセッサを第２のモードで動作させ得るデータを第２の時間に受信してもよく、第２のモードでは、プロセッサは、代替制御アルゴリズムに従って動作す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、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
●代理人整理番号ＥＮＤ９２８７ＵＳＮＰ１、表題ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＩＥＲＥＤ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＭＯＤＥＳ ＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ。
本出願は、同時に出願された以下の出願に関連し、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
●代理人整理番号ＥＮＤ９２８７ＵＳＮＰ１、表題ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＩＥＲＥＤ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＭＯＤＥＳ ＩＮ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ。
手術システムは、臨床医（単数又は複数）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（単数又は複数）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（単数又は複数）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（単数又は複数）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。
本発明の実施形態によれば、外科用システムは、段階的アクセス特徴を含み得る。外科用システムは、術野の少なくとも一部を分析するために使用され得る。制御パラメータに基づいて、システムは、可視化処理、エンドカッター通信、エンドカッターアルゴリズム更新、スマートカートリッジ接続性、円形ステープラのためのスマートモータ制御、スマートエネルギー制御、クラウド分析、ハブ接続性制御、並びに／又はハブ可視化及び制御相互作用などの種々の能力を拡大又は縮小し得る。制御パラメータは、例えば、処理能力若しくは帯域幅などのシステム面、及び／又は適切なサービス層の識別を含み得る。
本発明の更なる実施形態によれば、以下の実施例が提供される。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行うように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行うように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
電動外科用エンドエフェクタには、このように、適応型エネルギーコンボ制御オプションが提供される。したがって、電動エンドエフェクタは、その関連するエネルギーコンボ器具又はシステムと共同して、少なくとも２つのエネルギーモダリティ（ＲＦ単極、ＲＦ双極、及び超音波など）を有する。それぞれのエネルギーアルゴリズムは、動作の異なる段階、例えば、組織凝固及び組織切断を経るにつれて、エネルギー印加を動的に制御し得る。更に、上記の様々な例によれば、エネルギーアルゴリズムは、内部デバイスパラメータ、組織インピーダンス又は外部ソースに関連する測定値（例えば、ＥＭＲデータベース、手術における他の器具類、状況認識）などの他のパラメータに基づいて、自動的かつ同時に調節され得る。その後にプロセッサを代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる更新可能なメモリを提供することによって、外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムに対して異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況に効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。
２．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
３．第２の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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。
６．第２の時間に受信されるデータは、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の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デバイス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。
３．第２の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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。
６．第２の時間に受信されるデータは、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
これらの制御パラメータの異なる値は、外科処置の異なる段階に有効であり得る。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
したがって、この実施例によって、現在の外科的状況を示すエンドエフェクタからの動的フィードバックが提供され得、このように、エンドエフェクタは、現在の外科的状況に対してより適切かつ効果的である第２のモードで動作するように適合され得る。
８．第２の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１～５のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
８．第２の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１～５のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
電動外科用エンドエフェクタには、このように、適応型エネルギーコンボ制御オプションが提供される。したがって、電動エンドエフェクタは、その関連するエネルギーコンボ器具又はシステムと共同して、少なくとも２つのエネルギーモダリティ（ＲＦ単極、ＲＦ双極、及び超音波など）を有する。それぞれのエネルギーアルゴリズムは、動作の異なる段階、例えば、組織凝固及び組織切断を経るにつれて、エネルギー印加を動的に制御し得る。更に、上記の様々な例によれば、エネルギーアルゴリズムは、内部デバイスパラメータ、組織インピーダンス又は外部ソースに関連する測定値（例えば、ＥＭＲデータベース、手術における他の器具類、状況認識）などの他のパラメータに基づいて、自動的かつ同時に調節され得る。その後にプロセッサを代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる更新可能なメモリを提供することによって、外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムに対して異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況に効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。
１１．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
１２．外部デバイスが外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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。
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の決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の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デバイス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。
１２．外部デバイスが外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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。
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の決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
これらの制御パラメータの異なる値は、外科処置の異なる段階に有効であり得る。
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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
したがって、この実施例によって、現在の外科的状況を示すエンドエフェクタからの動的フィードバックが提供され得、エンドエフェクタは、現在の外科的状況に対してより適切かつ効果的である第２のモードで動作するように適合され得る。
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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
外科用ハブは、このように、外科用エンドエフェクタのための適応型エネルギーコンボ制御オプションを提供する。このようにして、外科用ハブは、電動外科用エンドエフェクタを、デフォルト制御アルゴリズムとは対照的に、代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる。外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムのために異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況にとって効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。通信を行うことができるかどうかが決定されるので、通信を行うことができる場合にのみ、デフォルト制御アルゴリズムに基づく第１のモードから代替制御アルゴリズムに基づく第２のモードへの切り替えが行われる。これは、接続された環境が存在しない場合、エンドエフェクタが、更新のないアルゴリズムの標準（デフォルト）構成で動作し、ハブとの通信が利用可能であるかどうかにかかわらず治療が進み得ることを意味する。したがって、通信障害が発生した場合、外科処置は継続し得る。しかしながら、ハブ通信が利用可能であるとき、エネルギー制御及び更新は、システム条件に適合され得る。
１９．通信が利用可能であるかどうかの決定は、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決定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１７又は１８に記載の外科用ハブ。
１９．通信が利用可能であるかどうかの決定は、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決定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１７又は１８に記載の外科用ハブ。
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が提供され、電動外科用エンドエフェクタは、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルト作動アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト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のモードでは、プロセッサは、代替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、を行う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が提供され、電動外科用エンドエフェクタは、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、デフォルト作動アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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。
本発明の更なる実施形態によれば、外科用ハブが提供され、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の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どうかを決定することであって、第１のモードでは、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更新可能なメモリに記憶されたデフォルト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から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又は第２のモードで動作すべきかどう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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、代替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、を行うように構成されている。
本出願の出願人は、同時に出願された以下の米国特許出願を所有する。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。
●２０１９年９月５日に出願された「ＭＡＮＡＧＩＮＧ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＯＵＴＰＵＴＳ ＵＳＩＮＧ ＤＵＴＹ ＣＹＣＬＥ ＡＮＤ ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／５６２，１７０号（代理人整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ８）、現在は米国特許出願公開第２０２０／００７８０７９号。
●２０１９年９月５日に出願された「ＭＡＮＡＧＩＮＧ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＭＯＮＯＰＯＬＡＲ ＯＵＴＰＵＴＳ ＵＳＩＮＧ ＤＵＴＹ ＣＹＣＬＥ ＡＮＤ ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１６／５６２，１７０号（代理人整理番号ＥＮＤ９０７０ＵＳＮＰ８）、現在は米国特許出願公開第２０２０／００７８０７９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、ストレージデバイス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。それぞれの外科用システム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。一実施例では、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、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、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の様々な構成要素は、その開示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」という見出しで説明されている。
図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４のオペレータに見えるように滅菌野に位置付けられる。加えて、可視化タワー１１１が、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー１１１は、互いに反対側を向いている第１の非滅菌ディスプレイ１０７、及び第２の非滅菌ディスプレイ１０９を含んでもよい。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、撮像デバイス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に表示させ得る。非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上のスナップショットは、例えば、非滅菌オペレータが、外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にし得る。
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てもよい。一実施例では、入力は、ハブ１０６によって一次ディスプレイ１１９に送ることができる、非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示されるスナップショットへの修正の形態であり得る。
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てもよい。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）にあり、その開示は、その全体が参照により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、これを外科用器具１１２のオペレータが見ることができる。外科システム１０２と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、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、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｈａｒｄｗａｒｅ」という見出しで記載されている。
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施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（手術用ロボット）と、手術用ロボットハブ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外科用ツール１１７を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像デバイス１２４によって取得され、この医療用撮像デバイスは、撮像デバイス１２４を配向するように患者側カート１２０によって操作され得る。ロボットハブ１２２は、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、外科医に表示するために使用され得る。
他の種類のロボットシステムは、外科用システム１０２と共に使用するように容易に適合され得る。本開示と共に用いるのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、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）に記載されている。
クラウド１０４によって実施され、本開示と共に用いるのに好適なクラウドベース分析法の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年１２月４日に出願された「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）号（米国特許出願第１６／２０９，４０３号）に記載されている。
様々な態様では、撮像デバイス１２４は、少なくとも１つの画像センサと、１つ以上の光学構成要素と、を含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサが挙げられ得るが、これらに限定されない。
撮像デバイス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んでもよい。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／又は手術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（すなわち、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長の）電磁スペクトルの一部である。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（ＩＲ）、マイクロ波及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線及びガンマ線電磁放射線になる。
様々な態様では、撮像デバイス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デバイスの例としては、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。
撮像デバイスは、トポグラフィと下にある構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを採用し得る。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトル全体から特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ、及び紫外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の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年年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」という見出しでより詳細に記載されている。マルチスペクトルモニタリングは、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手術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手術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、全ての医療デバイス及び機器の可能な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、撮像デバイス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直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及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と通信するハブ１０６が示されている。ハブ１０６は、ハブディスプレイ１３５、撮像モジュール１３８、発生器モジュール１４０、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、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。一部特定の外科処置は、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り得る。発生器モジュール１４０は、単極デバイス１４２、双極デバイス１４４、及び超音波デバイス１４６に接続するように構成され得る。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てもよい。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デバイスをクラウドベースのシステム（例えばストレージデバイス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てもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが１つのデバイス（又はセグメント）から別のデバイス（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デバイス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、デバイス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。デバイス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。デバイス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デバイス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、デバイス２ａ～２ｍをクラウド２０４に接続することができる。デバイス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。デバイス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、複数のデバイス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、デバイス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、デバイス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デバイスの中でもとりわけ、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デバイス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デバイス、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、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをクラウドに接続する、ネットワークハブ、ネットワークスイッチ及びネットワークルータとの組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結されたデバイス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デバイス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に接続されたデバイスに送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ又は２つ以上の手術室内に位置するデバイス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デバイス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、複数のデバイス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。
デバイス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し得る。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、デバイス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、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。そのようなデータには、組織の位置特定及びマージン確認並びに表現型が含まれ得る。撮像デバイスと一体化された様々なセンサを使用し、かつ複数の撮像デバイス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、デバイス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、デバイス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。
手術室デバイス１ａ～１ｎは、ネットワークハブに対するデバイス１ａ～１ｎの構成に応じて有線チャネル又は無線チャネルを介して、モジュール式通信ハブ２０３に接続されてもよい。ネットワークハブ２０７は、一態様では、開放型システム間相互接続（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デバイス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デバイス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、それらを半二重モードでルータに送信し得る。ネットワークハブ２０７は、いかなるデバイス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）も記憶し得ない。デバイス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し得ず、全てのネットワークデータをそれぞれの接続全体及びクラウド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。
手術室デバイス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デバイス２ａ～２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャストデバイスであってもよい。ネットワークスイッチ２０９は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２１１に送信し、全二重モードで機能し得る。複数のデバイス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デバイス２ａ～２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。
ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、クラウド２０４に接続するためにネットワークルータ２１１に連結されてもよい。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、デバイス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、全二重モードで機能し得る。複数のデバイスが同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２１１は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用する。
一実施例では、ネットワークハブ２０７は、複数のＵＳＢデバイス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、デバイス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デバイス１ａ～１ｎとデバイス２ａ～２ｍとの間の通信のために用いられてもよい。
実施例では、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、固定及びモバイルデバイス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。手術室デバイス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、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍの１つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱うことができる。フレームは、デバイス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、スタンドアロンのデバイス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は手術室デバイス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つ又は２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デバイスなどの複数の手術室デバイス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、エネルギーデバイス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デバイス／器具２３５及び非接触センサモジュール２４２に連結されてもよい。手術室デバイスは、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結されてもよい。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、デバイス／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、デバイス／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デバイス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デバイス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、を備えてもよい。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、デバイス）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／スイッチのそれぞれは、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含んでもよい。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２１７への通信接続を提供するためにプロセッサに接続されてもよい。クラウド２０４への通信は、有線通信チャネル又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
外科用ハブ２０６は、非接触センサモジュール２４２を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波非接触測定デバイス又はレーザ型非接触測定デバイス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、そ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「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」という見出しで記載されているように、超音波のバーストを送信し、それが手術室の周囲壁から跳ね返るときのエコーを受信することによって、手術室をスキャンすることができ、センサモジュールは、手術室のサイズを決定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調節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、手術室のサイズを決定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調節するために、レーザ光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信されたパルスと比較することによって手術室を走査し得る。
コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２４４と、ネットワークインターフェース２４５と、を備え得る。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）、周辺デバイス相互接続（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つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。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んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられ得る。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、例えばディスクストレージなどを含んでもよい。ディスクストレージとしては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ－６０ドライブ、フラッシュメモリカード又はメモリスティックのようなデバイスが挙げられ得るが、これらに限定されない。加えて、ディスクストレージは、上記の記憶媒体を、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デバイス（ＣＤ－ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能ドライブ（ＣＤ－Ｒドライブ）、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ（ＣＤ－ＲＷドライブ）若しくはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない。ディスクストレージデバイス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。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御する及び割り当て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ストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用し得る。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に連結された入力デバイスを介してコンピュータシステム２１０にコマンド又は情報を入力することができる。入力デバイスとしては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられ得るが、これらに限定されない。これら及び他の入力デバイスは、インターフェースポートを介し、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。出力デバイスは、入力デバイス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デバイスに出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とし得る出力デバイスの中でもとりわけ、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デバイス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、出力デバイス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などの他のデバイス及び／又はデバイスのシステムは、入力及び出力機能の両方を提供し得ることに留意されたい。
コンピュータシステム２１０は、クラウドコンピュータなどの１つ若しくは２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、ピアデバイス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と共に、メモリストレージデバイスのみが示される。リモートコンピュータは、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続部を介して物理的に接続され得る。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）を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ（ＳＩＭＤ）、又は複数命令複数データ（ＭＩＭＤ）技術を用いた並列コンピューティングを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つ又は２つ以上が、プロセッサ４６２にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ４９２によって駆動されるモータ４８２は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Ｉビームナイフ要素を駆動する。追跡システム４８０は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成されてもよい。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され得るプロセッサ４６２に提供されてもよい。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てもよく、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ４７３上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ４６１は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ若しくは２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ若しくは２つ以上のＱＥＩアナログ、及び／又は１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットＡＤＣを含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
一態様では、マイクロコントローラ４６１は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラベースのファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
マイクロコントローラ４６１は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ４６１は、プロセッサ４６２及びメモリ４６８を含んでもよい。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。絶対位置決め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てもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が取得され得、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、システムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
一実施例では、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。いくつかの実施例では、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てもよい。モータ４８２は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドル組立体又はツールハウジングに解除可能に装着された電源組立体によって給電され得る。電源組立体は、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を備えてもよい。特定の状況下では、電源組立体の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体に連結可能かつ電源組立体から分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ ４９２は、特にブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラであり得る。ドライバ４９２は、固有の電荷ポンプレギュレータを備えてもよく、これは、完全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供することができ、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し得る。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を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。パワーＦＥＴは、抵抗器で調節可能な不感時間によって、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、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム４８０で使用するために容易に代用することができる。
追跡システム４８０は、本開示の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てもよい。絶対位置付けシステム用の位置センサ４７２は、変位部材の場所に対応する固有の位置信号を提供し得る。いくつかの実施例では、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。いくつかの実施例では、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。いくつかの実施例では、変位部材は、発射バー又はＩビームを表し、それらのそれぞれは、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、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Ｉビームの直線変位を追跡することができる。様々な態様では、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んでもよい。
電気モータ４８２は、変位部材上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体と動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ４７２素子の１回転が、変位部材のいく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、絶対位置決めシステムに電力を供給することができ、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表し得る。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、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てもよい。
位置センサ４７２は、例えば、全磁界又は磁界のベクトル成分を測定するかどうかに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てもよい。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含み得る。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てもよい。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ってもよく、磁石の上方に位置し得る位置センサ４７２のエリアに、４つのホール効果素子を含む。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ていてもよい。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られる、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられてもよい。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に伝送されてもよい。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、他のセンサが設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサとしては、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得る。
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デバイスアクチュエータ、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てもよい。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に提供されてもよい。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、鋭利な切刃を含んでもよい。代替的に、モータ４８２により引き込まれる電流を測定するために、電流センサ４７８を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ４８２によって引き込まれる電流に対応し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供されてもよい。
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を備えてもよい。一態様では、歪みゲージセンサ４７４は、組織圧縮を示し得る、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は規模を測定することができる。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ４６１のプロセッサ４６２に提供されてもよい。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てもよい。
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つ又は２つ以上の関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを含んでもよい。モータ６０６ａ、６０６ｂは、モータ６０６ａ、６０６ｂによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動組立体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。
本明細書に記載されるように、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つ又は２つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを起動させて、発射モータ６０２が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。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つ又は２つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール６１０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てもよい。エンドエフェクタ上の力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の様式で感知されてもよい。
様々な例では、図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を備えてもよい。モータドライバ６２６は、例えば、マイクロコントローラ６２０（「コントローラ」）からの入力に基づいて、電源６２８から共通の制御モジュール６１０に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、本明細書に記載されるように、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」）を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、外科用器具６００に電力を供給するため、ハンドルに解除可能に装着されるように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源６２８として使用してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えば、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。
様々な例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６を制御して、共通の制御モジュール６１０に連結されたモータの位置、回転方向、及び／又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６に信号伝達して、共通の制御モジュール６１０に連結されるモータを停止及び／又は無効化することができる。「プロセッサ」という用語は、本明細書で使用されるとき、任意の好適なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）の機能を１つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合した他の基本コンピューティングデバイス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、多目的プログラマブルデバイスであってもよい。これは、内部メモリを有し得るので、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から入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの実施例では、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、製品データシートで容易に利用可能な機能の中でもとりわけ、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ又は２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ又は２つ以上のＱＥＩアナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットＡＤＣを含むＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、モジュール４４１０と共に使用するのに容易に代用されてもよい。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。
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のモータのそれぞれ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。
例えば、センサ６３０などの１つ以上の機構及び／又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ６２２に警報することができる。例えば、センサ６３０は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連するプログラム命令を使用するようにプロセッサ６２２に警報することができる。特定の例では、センサ６３０は、例えば、スイッチ６１４の位置を感知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第１の位置６１６にあることを検出すると、エンドエフェクタのＩビームの発射と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第２の位置６１７にあることを検出すると、アンビルの閉鎖と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第３の位置６１８ａ又は第４の位置６１８ｂにあることを検出すると、エンドエフェクタの関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用することができる。
図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、モジュール式デバイス５１０２（患者及び／又はモジュール式デバイス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デバイス５１２４（例えば、血圧（ＢＰ）モニタ、及び心電図（ＥＫＧ）モニタ）を含んでもよい。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工程、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連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」と称される可能性もある。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され得る。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、患者モニタリングデバイス５１２４、及び／又はモジュール式デバイス５１０２からのデータ）を、外科処置に関連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）を含んでもよい。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。実施例では、状況認識システムは、外科処置に関連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んでもよい。１つ以上の入力による問い合わせに応答して、ルックアップテーブルは、モジュール式デバイス５１０２を制御するために状況認識システムの対応するコンテキスト情報を返すことができる。実施例では、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デバイス５１０２の特定の制御調節、又は一連の制御調節に関連付けられ得る。実施例では、状況認識システムは、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デバイス５１０２の１つ以上の制御調節を生成又は読み出す、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んでもよい。
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つの利点は、検知及び収集されたデータの解釈を改善することを含み得、これは、外科処置の過程での処理精度、及び／又はデータの使用を改善させる。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、組織種類に合わせて外科用器具のモータを正しく加速、あるい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ル留め及び切断用器具の圧縮速度と負荷閾値になされる調節に影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、実施されている外科処置が胸部処置であるのか、又は腹部処置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、手術用ステープル留め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（胸部処置の場合）、又は胃であるのか（腹部処置の場合）を決定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め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節することができる。
送気処置中に手術されている体腔の種類は、煙排出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）圧力下にあるかどうかを判定し、処置種類を決定することができる。一般に、ある処置種類が特定の体腔内で実施され得るので、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に煙排出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、胸部処置及び腹部処置の両方用に一貫した量の煙排出を提供し得る。
実施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する場合がある。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どう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」）を調節することができる。関連して、手術されている組織の種類は、超音波手術器具又はＲＦ電気手術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施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、単に処置毎にではなく、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節するように構成され得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が実施されているか、又は引き続き実施されるかを決定し得、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更新して、外科処置の工程に従って予想される組織種類に適切な値にエネルギーレベルを設定する。
実施例では、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から引き出す結論を改善するために、データは、追加のデータソース５１２６から引き出され得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、モジュール式デバイス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、医療用撮像デバイスから受信されたビデオ又は画像データに従って、止血が行われたかどうか（すなわち、手術部位での出血が止まったかどうか）を決定するように構成され得る。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デバイス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され得る。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、処置の後続の工程で器具の使用が必要とされると決定された場合に、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、処置の先行する工程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形状部（単数又は複数）に従って、外科処置の現工程、又は後続の工程が、ディスプレイ上の異なるビューや倍率を必要とするかどう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用に医療用撮像デバイスから供給される）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節する。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が実施されているか、又は次に実施されるか、及び特定のデータ又はデータ同士の比較が外科処置の該当工程に必要とされるかどう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尋ねるのを待つことなく、実施されている外科処置の工程に基づいて、データスクリーンを自動的に呼び出すように構成され得る。
外科処置のセットアップ中、又は外科処置の過程でエラーがチェックされ得る。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、手術現場が、実施される外科処置に適切に又は最適にセットアップされているかどうかを決定することができる。外科用ハブ５１０４は、実施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、製品の場所、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、実施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され得る。いくつかの例示では、外科用ハブ５１０４は、処置のための項目リスト、及び／又は外科用ハブ５１０４とペアリングされたデバイスのリストを、所与の外科処置のための項目及び／又はデバイスの推奨される又は予想されるマニフェストと比較するように構成され得る。リスト同士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デバイス５１０２、患者モニタリングデバイス５１２４、及び／又は他の手術用物品が欠落していることを示すアラートを提供するように構成され得る。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デバイス５１０２及び患者モニタリングデバイス５１２４の相対距離又は相対位置を決定するように構成され得る。外科用ハブ５１０４は、デバイスの相対位置を、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。レイアウト同士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アラートを提供するように構成され得る。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医（又は、他の医療関係者）が誤りを犯しているかどうか、ないしは別様に、外科処置の過程で予想される一連のアクションから逸脱しているかどうかを決定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、実施されている外科処置の種類を決定し、機器使用の工程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、外科処置の過程で実施されている工程又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が実施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工程、又は機器と比較するように構成され得る。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工程で想定外のアクションが実施されているか、又は想定外のデバイスが利用されていることを示すアラートを提供するように構成され得る。
外科用器具（及び他のモジュール式デバイス５１０２）は、それぞれの外科処置の特定の状況に合わせて調節されてもよく（異なる組織タイプへの調節など）、かつ外科処置中のアクションを検証するために調節されてもよい。次の工程、データ、及び表示調節は、処置の特定の状況に従って、手術室内の外科用器具（及び他のモジュール式デバイス５１０２）に提供されてもよい。
図１０は、例示的な外科処置と、外科処置のそれぞれの工程でデータソース５１２６から受信されたデータから外科用ハブ５１０４が導出し得るコンテキスト情報と、の時間線５２００を示す。図９に示される時間線５２００の以下の説明では、図９も参照されたい。時間線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処置の過程で、看護師、外科医及び他の医療関係者がとる典型的な工程を示し得る。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、医療関係者が外科用ハブ５１０４とペアリングされたモジュール式デバイス５１０２を利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から受信することができる。外科用ハブ５１０４は、ペアリングされたモジュール式デバイス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工程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、医療関係者によってとられている工程を検証すること、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを（例えば、ディスプレイスクリーンを介して）提供すること、状況に基づいてモジュール式デバイス５１０２を調節する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像デバイスのＦＯＶを調節する、又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを変更する）こと、及び本明細書に記載される任意の他のこうしたアクションをとることが可能であり得る。
この例示的な処置における第１の工程５２０２として、病院職員は、病院のＥＭＲデータベースから、患者のＥＭＲを読み出すことができる。ＥＭＲにおいて選択された患者データに基づいて、外科用ハブ５１０４は、実施される処置が胸部手術であることを判定する。第２の５２０４では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンすることができる。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、胸部処置に対応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することが可能であり得る（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５２０６では、医療関係者は、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたスキャナ５１２８を介して患者バンドをスキャンすることができる。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の身元を確認することができる。第４の５２０８では、医療職員が補助装置をオンにする。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デバイスが挙げられる。起動されると、モジュール式デバイス５１０２である補助デバイスは、その初期化プロセスの一部として、モジュール式デバイス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デバイス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デバイス５１０２のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がＶＡＴＳ処置であると決定することができる。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デバイス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工程を読み出し、次いで接続されたデータソース５１２６（例えば、モジュール式デバイス５１０２及び患者監視デバイス５１２４）からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程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５２１０では、職員は、ＥＫＧ電極及び他の患者監視デバイス５１２４を患者に取り付ける。ＥＫＧ電極及び他の患者監視デバイス５１２４は、外科用ハブ５１０４とペアリングすることができる。外科用ハブ５１０４が患者監視デバイス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することができる。第６の５２１２では、医療関係者は患者において麻酔を誘発することができる。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、モジュール式デバイス５１０２、及び／又は患者モニタリングデバイス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の工程５２１２が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部が開始する。
第７の５２１４では、手術されている患者の肺が虚脱され得る（換気が対側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、処置の予期される工程（事前にアクセス又は読み出すことができる）と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第１の手術工程であり得ると判定することができる。第８の５２１６では、医療用撮像デバイス５１０８（例えば、スコープ）が挿入され、医療用撮像デバイスからのビデオ映像が開始され得る。外科用ハブ５１０４は、医療用撮像デバイスへの接続を通じて医療用撮像デバイスデータ（すなわち、ビデオ又は画像データ）を受信することができる。医療用撮像デバイス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（処置の第２の工程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）。医療用撮像デバイス１２４（図２）からのデータを利用して、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デバイス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）数又は医療用撮像デバイスを監視することによって、及び利用されている可視化デバイス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肺葉切除術を実施するための１つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置することができ、一方、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、カメラを、区域裂に対して前方の肋間位置に配置する。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、医療用撮像デバイスの位置を認識するように訓練することができる。ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための例示的な技術は、単一の医療用撮像デバイスを利用し得る。ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための例示的な技術は、複数のカメラを利用する。ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための例示的な技術は、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に通信可能に連結され得る）を利用するが、これはＶＡＴＳ肺葉切除術では利用されない。医療用撮像デバイス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５２１８では、外科チームは、処置の切開工程を開始することができる。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又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推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工程と相互参照して、プロセスのこの時点（すなわち、上述された処置の工程が完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。第１０の５２２０では、外科チームは、処置の結紮工程に進むことができる。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ル留め及び切断器具から受信し得るため、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。前工程と同様に、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。第１１の５２２２では、処置の区域切除術の部分が実施され得る。外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め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、ステープル留め及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができる。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の工程５２２４で、結節切開工程が行われる。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工程に対応しており、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、処置中の特定の工程に応じて、手術用ステープル留め／切断器具と手術用エネルギー（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ことに留意されたい。したがって、ステープル留め器具／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工程を実行しているかを示すことができる。第１２の工程５２２４が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始し得る。
第１３の５２２６では、患者を麻酔から覚醒させることができる。外科用ハブ５１０４は、例えば、ベンチレータデータに基づいて（すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める）、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。最後に、第１４の工程５２２８は、医療関係者が患者から様々な患者監視デバイス５１２４を除去する工程であり得る。したがって、外科用ハブ５１０４は、ハブがＥＫＧ、ＢＰ、及び患者監視デバイス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工程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に示される時間線５２００の第１の工程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デバイス５１０２の制御調節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、外科用器具、ロボットデバイス、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連するデータを監視及び分析するように構成されてもよい。コンピュータ実装インタラクティブ外科システムは、クラウドベースの分析システムを備えてもよい。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記載されている場合があるが、必ずしもそのように限定されない場合があり、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と同じ又は同様であってもよい）複数の外科用器具７０１２と、（ハブ１０６と同じ又は同様であってもよい）複数の外科用ハブ７００６と、外科用ハブ７００６を（クラウド２０４と同じ又は同様であってもよい）クラウド７００４に連結するための（ネットワーク２０１と同じ又は同様であってもよい）外科用データネットワーク７００１と、を備えてもよい。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てもよい。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てもよい。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ってもよい。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を介して達成され得、ネットワーク７００１は、インターネットであってもよく、又は何らかの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）と見なされ得る。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とペアリングされてもよい。
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てもよい。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、特定の位置を示すことができる。例えば、外科用ハブ７００６のメモリは、位置データを記憶することができる。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し、これは、クライアントモジュール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ストレージデバイスなどの不揮発性メモリを含み得る、好適なメモリデバイス７０１０に連結された１つ以上のプロセッサ７００８を備えてもよい。メモリデバイス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を含んでもよい。
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内に記憶されてもよい。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行うことができる。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され得る。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することができる。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てもよい。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んでもよい。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てもよい。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を参照して更に詳細に説明する。
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構成は、具体的には、外科用器具７０１２、１１２などの医療用デバイスを使用して実施される医療手術及び処置の状況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デバイスであってよい。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し得るように、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を含んでもよい。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上でアクセスされ得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を介して支援されてもよい。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てもよい。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、ＡＰＩ ７０１６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、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ＡＰＩ ７０１６に連結されてもよい。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、認可及びセキュリティ７０２４、制御プログラムの更新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んでもよい。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、資源最適化モジュール７０２０は、外科用ステープル留め器具７０１２の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関する外科用ステープル留め器具７０１２の最適な発注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どう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工程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ディスプレイスクリーン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。制御プログラム更新モジュール７０２６は、対応する制御プログラムが更新されたときに、様々な外科用器具７０１２の推奨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、更新された制御プログラムが制御プログラム更新モジュール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への更新は、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識別することができる。
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んでもよい。これらのセキュリティ機能は、認可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んでもよい。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、及び禁止されたデバイスの「ブラックリスト」を含み得るその他のデバイス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、偽造医療用デバイス、及びそのようなデバイスの、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可資格情報を表し得る無線信号を送信してもよい。有線送受信機も、信号を送信するために使用することができる。そのような認可資格情報は、外科用器具７０１２のそれぞれのメモリデバイスに記憶することができる。認可及びセキュリティモジュール７０２４は、認可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。認可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、認可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。適切な認可を送信すると、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更新するために、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可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可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規定し得る。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を提供することができる。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、モジュール式デバイス９０５０に対する制御プログラムの更新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型外科用システム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デバイス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、を含んでもよい。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、分析システム９０１０に通信可能に連結された外科用ハブ９０００のネットワークを形成するように接続され得る、任意の数の外科用ハブ９０００を含み得る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、データが分析システム９１００に送信されるときに経由するデータ中継インターフェース９０３０と、を含んでもよい。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デバイス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デバイス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を更に含んでもよい。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混合の提案、及び／又は外科処置の前、最中、若しくは後に行われるアクションのための命令を含んでもよい。外科用ハブ９０００は更に、モジュール式デバイス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を含んでもよい。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デバイス９０５０に通信可能に接続可能な送受信機を含んでもよい。モジュール式デバイス９０５０は、例えば、外科用ステープル留め及び切断器具、電気外科用器具、超音波器具、吸入器、人工呼吸器、及びディスプレイスクリーンを含んでもよい。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つ以上の患者監視デバイス９０５２に通信可能に連結されてもよい。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、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てもよい。
モジュール式デバイス９０５０が外科用ハブ９０００に接続されると、外科用ハブ９０００は、モジュール式デバイス９０５０から周術期データを感知又は受信し、次いで、受信された周術期データを外科処置結果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デバイス９０５０がどのように制御されたかを示し得る。処置結果データは、外科処置（又はその工程）からの結果に関連付けられたデータを含み、これは、外科処置（又はその工程）が肯定的又は否定的な結果を有したかどうかを含み得る。例えば、結果データは、患者が特定の処置による術後合併症に罹患したかどうか、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、出血又は空気漏出）があったかどうかを含み得る。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デバイス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、外科処置成果データを取得し得る。例えば、術後合併症に関するデータをＥＭＲデータベース９０５４から読み出すことができ、ステープル又は切開線の漏出現象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。外科処置結果データは、モジュール式デバイス９０５０自体、患者監視デバイス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得る。
外科用ハブ９０００は、関連付けられたモジュール式デバイス９０５０のデータ及び結果データを処理するために分析システム９１００に送信し得る。モジュール式デバイス９０５０がどのように制御されるかを示す周術期データと、処置成果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、モジュール式デバイス９０５０を制御する異なる様式を、特定の処置の種類についての外科的結果と相関させ得る。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んでもよい。分析サーバ９０７０のそれぞれは、メモリと、受信されたデータを分析するためにメモリ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、を含み得る。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。このペアリング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デバイス９０５０のための最適な又は好ましい動作パラメータを学習し、術野でのモジュール式デバイス９０５０の制御プログラムに対する調節を生成し、次いで、モジュール式デバイス９０５０の制御プログラムに対する更新を送信（又は「プッシュ」）し得る。
外科用ハブ９０００及びそれに接続可能な様々なモジュール式デバイス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及び図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を示しており、これは、有線接続又は無線接続によっ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を介してコンソール６５２２又はポータブルデバイス６５２６と通信し得る外科用器具６５０２を含んでもよい。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ってもよい。外科用器具６５０２は、ハンドル６５０４、アダプタ６５０８、及び装填ユニット６５１４を含んでもよい。アダプタ６５０８は、ハンドル６５０４に解放可能に連結し、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に解放可能に連結する。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、その中に配設される力ゲージ（明示的に図示せず）を含んでもよい。装填ユニット６５１４は、第１のジョー６５３２及び第２のジョー６５３４を有するエンドエフェクタ６５３０を含んでもよい。装填ユニット６５１４は、装填ユニット６５１４を再装填するために装填ユニット６５１４が手術部位から除去される必要なく、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、インシトゥ装填型又は多発射装填ユニット（ＭＦＬＵ）であってもよい。
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てもよい。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）を含む交換可能な多発射締結具カートリッジを含むように構成されてもよい。第２のジョー６５３４は、締結具が多発射締結具カートリッジから放出される際に、締結具を変形させるか、ないしは別の方法で組織の周りに締結具を固定するアンビルを含んでもよい。
ハンドル６５０４は、駆動シャフトの回転に影響を及ぼすように駆動シャフトに連結されるモータを含んでもよい。ハンドル６５０４は、モータを選択的に起動するための制御インターフェースを含んでもよい。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んでもよく、これらは、モータを起動するために臨床医によって係合され得る。
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、駆動シャフトの回転に影響を及ぼすようにモータを選択的に起動し得る。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ている。コントローラ６５２８は、モータを選択的に起動するために、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得る。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んでもよい。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部分を表示するように構成されてもよい。
アダプタ６５０８は、その中に配設されるアダプタ識別デバイス６５１０を含んでもよく、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デバイス６５１６を含む。アダプタ識別デバイス６５１０は、コントローラ６５２８と通信し得、装填ユニット識別デバイス６５１６は、コントローラ６５２８と通信し得る。装填ユニット識別デバイス６５１６は、装填ユニット識別デバイス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デバイス６５１０と通信し得ることが理解されるであろう。
アダプタ６５０８はまた、アダプタ６５０８又は環境の様々な状態（例えば、アダプタ６５０８が装填ユニットに接続されているかどうか、アダプタ６５０８がハンドルに接続されているかどうか、駆動シャフトが回転しているかどうか、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）を検出するために、その周囲に配設される複数のセンサ６５１２（１つが示されている）を含んでもよい。複数のセンサ６５１２は、データ信号の形態でアダプタ識別デバイス６５１０に入力を提供してもよい。複数のセンサ６５１２のデータ信号は、アダプタ識別デバイス６５１０内に記憶されてもよく、又はアダプタ識別デバイス６５１０内に記憶されたアダプタデータを更新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、アナログであってもデジタルであってもよい。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、アダプタ識別デバイス６５１０及び装填ユニット識別デバイス６５１６をコントローラ６５２８と相互接続するように構成され得る。電気インターフェースは、直接電気インターフェースであってもよい（すなわち、互いに係合してそれらの間でエネルギー及び信号を送信する電気接点を含む）。追加的に又は代替的に、電気インターフェースは、それらの間でエネルギー及び信号を無線送信する（例えば、誘導伝送する）ための非接触電気インターフェースであってもよい。アダプタ識別デバイス６５１０及びコントローラ６５２８は、電気インターフェースとは別個の無線接続を介して互いに無線通信し得ることも企図される。
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を含んでもよい。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に取り付けられた付属アダプタ（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多発射締結具カートリッジ（例えば、多発射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に送信してもよい。その後、コンソール６５２２は、付属カートリッジ、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に返信してもよい。コントローラ６５２８は、ローカル機器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若しく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若しく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、更新されるように構成されてもよい。そのような更新は、更新前にユーザに対して利用可能でなかった特徴及び利益の包含を含んでもよい。これらの更新は、ユーザにその特徴を紹介するのに好適な任意のハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェア更新方法によって確立されてもよい。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）なハードウェア構成要素、フラッシュ可能なファームウェアデバイス、及び更新可能なソフトウェアシステムが、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更新するために使用されてもよい。
更新は、任意の好適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、更新は、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、更新は、特定の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面を条件とすることができる。例えば、更新は、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がある特徴及び／又は特徴のセットを表し得る。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。
１０７０４において、システム／デバイスパラメータが識別され得る。システム／デバイスパラメータは、更新が条件付けられる任意の要素又は要素のセットであってもよい。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、モジュール式デバイスと外科用ハブとの間の通信の特定の帯域幅を検出することができる。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、特定のサービス層の購入の兆候を検出することができる。
１０７０８において、動作モードが、識別されたシステム／デバイスパラメータに基づいて決定され得る。この決定は、システム／デバイス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てもよい。プロセスは、手動及び／又は自動プロセスであってもよい。プロセスは、ローカル計算及び／又はリモート計算の結果であってよい。例えば、クライアント／サーバ対話が、識別されたシステム／デバイス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てもよい。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／デバイス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てもよい。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鍵が、識別されたシステム／デバイス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てもよい。
１０７１０において、決定された動作モードに従って動作が進行し得る。例えば、システム又はデバイスは、デフォルト動作モードで動作するように進行してもよい。例えば、システム又はデバイスは、代替動作モードで動作するように進行してもよい。動作モードは、システム又はデバイス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てもよい。動作モードは、新しくインストール／更新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を含んでもよい。初期化構成要素１０７１６は、動作モードを決定するのに好適な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んでもよい。例えば、初期化構成要素１０７１６は、システム又はデバイススタートアッププロシージャの一部であってもよい。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対話に関与することができる。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と対話してもよい。例えば、初期化構成要素１０７１６は、ユーザ１０７３０からライセンス鍵を受信して、動作モードを決定してもよい。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デバイス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に問い合わせてもよい。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鍵のローカルクエリなど、ローカルリソース１０７１８に問い合わせてもよい。
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及び動作ポインタ１０７２４を含んでもよい。初期化構成要素１０７１６は、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に指示するように、動作ポインタ１０７２４に指示し得る。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に指示するように、動作ポインタ１０７２４に指示し得る。例えば、デフォルト動作構成要素１０７２０は、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、デフォルト動作構成要素１０７２０は、初期化構成要素の障害及び／又は対話障害の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な要素１０７１４の動作を常駐動作構成要素１０７２２に指示するように、動作ポインタ１０７２４に指示し得る。例えば、特定の特徴がアップグレード可能な構成要素１０７１４に存在するが、動作させるためには起動を必要とする場合がある。初期化構成要素１０７１６は、新しい動作構成要素１０７２８及び／又は新しく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ためにアップグレード可能な要素１０７１４の動作を指示するように、動作ポインタ１０７２４に指示し得る。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特徴を有効にするコードを含む場合がある。例えば、新しいハードウェア構成要素が、選択された動作モードを有効にするためにインストールされてもよい。
図１６は、本開示の一態様による、本明細書に記載される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具７００の概略図である。ロボット外科用器具７００は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位／近位並進、閉鎖管の遠位／近位変位、シャフトの回転及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具７００は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材若しくは１つ又は２つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具７００は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材若しくは１つ又は２つ以上の関節運動部材、又はこれらの組み合わせを制御するように構成された制御回路７１０を備える。
一態様では、ロボット外科用器具７００は、複数のモータ７０４ａ～７０４ｅを介して、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム７１６及び閉鎖部材７１４部分と、超音波発生器７２１によって励起される超音波変換器７１９に連結された超音波ブレード７１８と、シャフト７４０と、１つ又は２つ以上の関節運動部材７４２ａ、７４２ｂと、を制御するように構成された制御回路７１０を備える。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置フィードバックを制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。他のセンサ７３８は、制御回路７１０にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマ／カウンタ７３１は、制御回路７１０にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅを動作させるためにエネルギー源７１２が設けられてもよく、電流センサ７３６はモータ電流フィードバックを制御回路７１０に提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路７１０によって個別に操作することができる。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ（複数可）に、１つ又は２つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマ／カウンタ７３１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７１０に提供して位置センサ７３４によって判定された閉鎖部材７１４の位置をタイマ／カウンタ７３１の出力と相関させ、その結果、制御回路７１０は、閉鎖部材７１４が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間（ｔ）に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材７１４の位置を判定することができる。タイマ／カウンタ７３１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてもよい。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ７０２の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで、厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に治療するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムは、クランプアーム７１６によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。他の制御プログラムは、シャフト７４０及び関節運動部材７４２ａ、７４２ｂの回転を制御する。
一態様では、制御回路７１０は、モータ設定点信号を生成することができる。モータ設定点信号は、様々なモータコントローラ７０８ａ～７０８ｅに提供されてもよい。モータコントローラ７０８ａ～７０８ｅは、本明細書で説明するように、モータ７０４ａ～７０４ｅにモータ駆動信号を提供してモータ７０４ａ～７０４ｅを駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシ付きＤＣ電気モータであってもよい。例えば、モータ７０４ａ～７０４ｅの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシレスＤＣ電気モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ７０４ａ～７０４ｅの１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの例では、モータコントローラ７０８ａ～７０８ｅは省略されてもよく、制御回路７１０がモータ駆動信号を直接生成してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、最初に、モータ７０４ａ～７０４ｅの各々を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具７００の応答に基づいて、制御回路７１０は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路７１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して選択された発射制御プログラムを実装してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７１０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。
一態様では、モータ７０４ａ～７０４ｅは、エネルギー源７１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７１２は、主交流電源、電池、スーパーキャパシタ又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるＤＣ電源であってもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅは、それぞれの伝達機構７０６ａ～７０６ｅを介して、閉鎖部材７１４、クランプアーム７１６、シャフト７４０、関節７４２ａ及び関節７４２ｂなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達機構７０６ａ～７０６ｅは、モータ７０４ａ～７０４ｅを可動機械的要素に連結するための１つ若しくは２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置を感知してもよい。位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４の位置を示す位置データを生成することができるいずれかのタイプのセンサであってもよいか、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ７３４は、閉鎖部材７１４が遠位方向及び近位方向に並進すると、一連のパルスを制御回路７１０に提供するように構成されているエンコーダを含んでもよい。制御回路７１０は、閉鎖部材７１４の位置を判定するためにパルスを追跡してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他のタイプの位置センサは、閉鎖部材７１４の動きを示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの例では、位置センサ７３４は省略されてもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅのいずれかがステッパモータである場合、制御回路７１０は、モータ７０４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材７１４の位置を追跡することができる。位置センサ７３４は、エンドエフェクタ７０２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅの各々の出力は、力を感知するためのトルクセンサ７４４ａ～７４４ｅを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２の閉鎖部材７１４部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０はモータ制御部７０８ａにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ａはモータ７０４ａに駆動信号を提供する。モータ７０４ａの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ａに連結されている。トルクセンサ７４４ａは、閉鎖部材７１４に連結された伝達機構７０６ａに連結されている。伝達機構７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向への閉鎖部材７１４の移動を制御するための回転要素及び発射部材などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ａは、第１のナイフ駆動ギア及び第２のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギア組立体に連結されていてもよい。トルクセンサ７４４ａは、制御回路７１０に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、閉鎖部材７１４を発射又は変位させるのに必要な力を表す。位置センサ７３４は、発射ストロークに沿った閉鎖部材７１４の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されていてもよい。エンドエフェクタ７０２は、制御回路７１０にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ７３８を含んでもよい。使用準備が整うと、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ａに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ７０４ａは、発射部材をエンドエフェクタ７０２の長手方向軸に沿って近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位側にあるストローク終了位置まで、遠位方向に駆動することができる。閉鎖部材７１４が遠位方向に並進すると、クランプアーム７１６は超音波ブレード７１８に向かって閉鎖する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のクランプアーム７１６部分などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｂにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｂは、モータ７０４ｂに駆動信号を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、クランプアーム７１６に連結された伝達機構７０６ｂに連結されている。伝達機構７０６ｂは、開放位置及び閉鎖位置からのクランプアーム７１６の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｂは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギア組立体に連結されている。トルクセンサ７４４ｂは、制御回路７１０に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、クランプアーム７１６に加えられる閉鎖力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２内の追加のセンサ７３８は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路７１０に提供することができる。枢動可能なクランプアーム７１６は、超音波ブレード７１８の反対側に位置付けされている。使用準備が整うと、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｂに閉鎖信号を提供することができる。閉鎖信号に応答して、モータ７０４ｂは閉鎖部材を前進させて、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に組織を把持する。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を回転させるために、シャフト７４０などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｃにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｃは、モータ７０４ｃに駆動信号を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達機構７０６ｃに連結されている。伝達機構７０６ｃは、シャフト７４０の時計回り又は反時計回りの回転を、３６０度まで及びそれを超えて制御するための回転要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｃは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギア組立体によって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された（又はこれに取り付けられた）管状ギアセグメントを含む回転伝達機構組立体に連結される。トルクセンサ７４４ｃは、制御回路７１０に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト７４０に加えられる回転力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ７３８が、シャフト７４０の回転位置を制御回路７１０に提供してもよい。
一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を関節運動させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ制御部７０８ｄにモータ設定点を提供し、モータ制御部７０８ｄは、モータ７０４ｄに駆動信号を提供する。モータ７０４ｄの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｄに連結される。トルクセンサ７４４ｄは、関節運動部材７４２ａに連結された伝達機構７０６ｄに連結されている。伝達機構７０６ｄは、エンドエフェクタ７０２の±６５°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｄは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギア組立体によって回転可能に駆動される。トルクセンサ７４４ｄは、制御回路７１０に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ７０２に加えられる関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ７３８は、エンドエフェクタ７０２の関節運動位置を制御回路７１０に提供してもよい。
別の態様では、ロボット外科用システム７００の関節運動機能は、２つの関節運動部材又は連結部７４２ａ、７４２ｂを含んでもよい。これらの関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、２つのモータ７０８ｄ、７０８ｅによって駆動されるロボットインターフェース（ラック）上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ７０４ａが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部７４２ａ、７４２ｂの各々は、他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、ヘッドが回転するときに規定の半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転するとプッシュプル連結部の機械的利益は変化する。この機械的利点の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。
一態様では、１つ又は２つ以上のモータ７０４ａ～７０４ｅは、ギアボックスと、発射部材、閉鎖部材又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータと、を備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電気モータ７０４ａ～７０４ｅが挙げられる。外部影響とは、組織、周囲体及び物理システム上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ７０４ａ～７０４ｅの１つに反して作用する障害（ｄｒａｇ）と称されることがある。障害などの外部影響は、物理システムの動作を物理システムの所望の動作から逸脱させることがある。
一態様では、位置センサ７３４は、絶対位置付けシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ７３４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置付けシステムを備えてもよい。位置センサ７３４は、絶対位置付けシステムを提供するために制御回路７１０とインターフェース接続されてもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられ、桁毎法及びＶｏｉｄｅｒのアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含んでもよい。
一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のセンサ７３８と通信してもよい。センサ７３８は、エンドエフェクタ７０２上に位置付けされ、ロボット外科用器具７００と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７３８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量性センサ、光センサ及び／又はエンドエフェクタ７０２の１つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７３８は、１つ以上のセンサを含んでもよい。センサ７３８は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、クランプアーム７１６上に位置してもよい。トルクセンサ７４４ａ～７４４ｅは、とりわけ、発射力、閉鎖力及び／又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路７１０は、（１）遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、（２）ラックにある発射部材及びその位置、（３）超音波ブレード７１８のどの部分がその上に組織を有しているか、及び（４）両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。
一態様では、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、クランプ状態の間のクランプアーム７１６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模に伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７３８は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間の圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを含んでもよい。センサ７３８は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１つ又は２つ以上のリミットスイッチ、電気機械デバイス、固体スイッチ、ホール効果デバイス、磁気抵抗（ＭＲ）デバイス、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）デバイス、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体デバイスであってもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ、電気導体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、センサ７３８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７１６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、閉鎖管によってクランプアーム７１６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７１６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７１６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７１６と超音波ブレード７１８との間に捕捉された組織部分が生じる組織圧縮を表すものであり得る。１つ以上のセンサ７３８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置付けられて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７１６に加えられる閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７１０のプロセッサによってサンプリングされてもよい。制御回路７１０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７１６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
一態様では、電流センサ７３６を用いて、モータ７０４ａ～７０４ｅの各々によって引き込まれる電流を測定することができる。閉鎖部材７１４などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７１０に提供される。制御回路７１０は、器具の実際のシステムの応答を、コントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７０２内の閉鎖部材７１４を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、線形二次（ＬＱＲ）及び／又は適応型コントローラが挙げられるがこれらに限定されない、任意のフィードバックコントローラのうちの１つであってもよい。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。追加の詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２９日に出願された「ＣＬＯＳＥＤ ＬＯＯＰ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＣＯＮＴＲＯＬ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／６３６，８２９号に開示されている。
図１７は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するように構成された外科用器具７５０の概略図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、閉鎖部材７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具７５０は、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結された超音波ブレード７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。
閉鎖部材７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位及び／又は並進は、絶対位置付けシステム、センサ機構及び位置センサ７８４によって測定することができる。閉鎖部材７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、閉鎖部材７６４の位置は、位置センサ７８４を使用して、長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、閉鎖部材７６４の位置、変位及び／又は並進は、本明細書に記載される位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、閉鎖部材７６４などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの例では、制御回路７６０は、プロセッサ（複数可）に、記載される方法で変位部材、例えば閉鎖部材７６４を制御させる命令を実行するため、１つ又は２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ又は他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマ／カウンタ７８１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定された閉鎖部材７６４の位置をタイマ／カウンタ７８１の出力と相関させ、その結果、制御回路７６０は、開始位置に対する特定の時間（ｔ）における閉鎖部材７６４の位置を判定することができる。タイマ／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてもよい。
制御回路７６０は、モータ設定点信号７７２を生成してもよい。モータ設定点信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書で説明するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電気モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電気モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。
モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信することができる。エネルギー源７６２は、電池、スーパーキャパシタ若しくは任意の他の好適なエネルギー源であってもよいか、又はそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達機構７５６を介して閉鎖部材７６４に機械的に連結され得る。伝達機構７５６は、モータ７５４を閉鎖部材７６４に連結するための１つ若しくは２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４の位置を感知してもよい。位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４の位置を示す位置データを生成することができるいずれかのタイプのセンサであってもよいか、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ７８４は、閉鎖部材７６４が遠位方向及び近位方向に並進すると、一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されているエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、閉鎖部材７６４の位置を判定するためにパルスを追跡してもよい。例えば近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他のタイプの位置センサは、閉鎖部材７６４の動きを示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７５２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。
制御回路７６０は、１つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７５２上に位置付けられ、外科用器具７５０と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量性センサ、光センサ、及び／又はエンドエフェクタ７５２の１つ以上のパラメータを測定するためのいずれかの他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７８８は、１つ以上のセンサを含んでもよい。
１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ状態の間のクランプアーム７６６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの規模に伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間の圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。
センサ７８８は、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に及ぼされる力を測定するように構成され得る。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってクランプアーム７６６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とクランプアーム７６６との間の相互作用点に位置してもよい。クランプアーム７６６に対して及ぼされる力は、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に捕捉された組織部分が生じる組織圧縮を表すものであってもよい。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖駆動システムに沿った様々な相互作用点に位置付けられて、閉鎖駆動システムによってクランプアーム７６６に加えられる閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ動作中にリアルタイムで、制御回路７６０のプロセッサによってサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７６６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。閉鎖部材７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。
制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答を、コントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成することができる。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内の閉鎖部材７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない、任意のフィードバックコントローラのうちの１つであってよい。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、並びに関節運動及び／又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータによって、変位部材、切断部材又は閉鎖部材７６４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフト組立体の、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ７５４である。外部影響とは、組織、周囲体及び物理システム上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ７５４に反して作用する障害と称されることがある。障害などの外部影響は、物理システムの動作を物理システムの所望の動作から逸脱させることがある。
様々な例示的態様は、モータ駆動の外科用封止及び切断器具を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０を対象とする。例えば、モータ７５４は、エンドエフェクタ７５２の長手方向軸に沿って遠位方向及び近位方向に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ７５２は、枢動可能なクランプアーム７６６と、使用のために構成されるときは、クランプアーム７６６の反対側に位置付けられた超音波ブレード７６８と、を備えてもよい。臨床医は、本明細書に記載されるように、クランプアーム７６６と超音波ブレード７６８との間に組織を把持してもよい。器具７５０を使用する準備が整うと、臨床医は、例えば、器具７５０のトリガを押すことによって発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２の長手方向軸に沿って、近位のストローク開始位置から、ストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで、遠位方向に駆動することができる。変位部材が遠位方向に並進すると、遠位端に位置付けられた切断要素を備える閉鎖部材７６４は、超音波ブレード７６８とクランプアーム７６６との間の組織を切断することができる。
様々な実施例では、外科用器具７５０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいて、例えば、閉鎖部材７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路７６０を備えてもよい。制御回路７６０は、本明細書に記載されるように、直接的又は間接的のいずれかで、厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７６０は、組織状態に基づいて制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。
いくつかの例では、制御回路７６０は、最初に、モータ７５４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分に対する開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具７５０の応答に基づいて、制御回路７６０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７５４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などを挙げることができる。開ループ部分の後、制御回路７６０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実装してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７６０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７５４を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。追加の詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月２９日に出願された「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／７２０，８５２号に開示されている。
図１８は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具７９０の概略図である。一態様では、外科用器具７９０は、閉鎖部材７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされる。外科用器具７９０は、クランプアーム７６６と、閉鎖部材７６４と、１つ若しくは２つ以上のＲＦ電極７９６（破線で示される）と交換されるか、又はそれと連動して動作し得る超音波ブレード７６８と、を備え得るエンドエフェクタ７９２を備える。超音波ブレード７６８は、超音波発生器７７１によって駆動される超音波変換器７６９に連結される。
一態様では、センサ７８８は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械デバイス、固体スイッチ、ホール効果デバイス、ＭＲデバイス、ＧＭＲデバイス、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ６３８は、とりわけ、光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体デバイスであってもよい。他の実装形態では、センサ７８８は、とりわけ、電気導体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計及び慣性センサを含んでもよい。
一態様では、位置センサ７８４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置付けシステムを含む絶対位置付けシステムとして実装されてもよい。位置センサ７８４は、絶対位置付けシステムを提供するために制御回路７６０とインターフェース接続されてもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられ、桁毎法及びＶｏｉｄｅｒのアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含んでもよい。
いくつかの例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータが実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、閉鎖部材７６４の位置を追跡することができる。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７９２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。
制御回路７６０は、１つ以上のセンサ７８８と通信することができる。センサ７８８は、エンドエフェクタ７９２上に位置付けられ、外科用器具７９０と共に動作して、間隙距離対時間、組織圧縮対時間及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量性センサ、光センサ、及び／又はエンドエフェクタ７９２の１つ以上のパラメータを測定するためのいずれかの他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７８８は、１つ以上のセンサを含んでもよい。
ＲＦエネルギー源７９４は、エンドエフェクタ７９２に連結され、ＲＦ電極７９６が超音波ブレード７６８の代わりにエンドエフェクタ７９２内に提供されるとき、又は超音波ブレード７６８と連動して動作するように提供されるとき、ＲＦ電極７９６に印加される。例えば、超音波ブレードは、導電性金属で作製され、電気外科用ＲＦ電流のリターンパスとして使用されてもよい。制御回路７６０は、ＲＦ電極７９６へのＲＦエネルギーの送達を制御する。
追加の詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されている。
図１９は、本開示の少なくとも１つの態様による、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内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように構成されているシステム８００である。一態様では、発生器モジュール２４０は、適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２を実行するように構成される。別の態様では、デバイス／器具２３５は、適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０４を実行するように構成される。別の態様では、発生器モジュール２４０及びデバイス／器具２３５の両方が、適応型超音波ブレード制御アルゴリズム８０２、８０４を実行するように構成される。
発生器モジュール２４０は、電力変圧器を介して非絶縁段階と通信する患者絶縁段階を備えてもよい。電力変圧器の二次巻線は、絶縁段階内に収容され、例えば、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びＲＦエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部を画定するためのタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を備え得る。具体的には、駆動信号出力部は、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均平方根（root-mean-square、ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具２４１に出力することができ、駆動信号出力部は、ＲＦ電気外科駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具２４１に出力することができる。
図２０は、超音波器具と連結するように構成され、かつ、図１９に示す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内で適応型超音波ブレード制御アルゴリズムを実行するように更に構成された発生器の一形態である、発生器９００の一実施例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を、単独又は同時のいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆的エレクトロポレーション、並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時に、エンドエフェクタに送達することができる。発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、開示を明瞭にするために示されていない、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ又は２つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器１１０６に供給される。増幅器９０６の、調節され増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結されている。信号は、電力変圧器９０８を横断して患者絶縁側にある二次側に連結されている。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０を横断して連結され、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを示すために使用することができ、ここでｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいということも理解されよう。
第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮ経路とラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧ ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路は各リターン区間で提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、出力インピーダンスなどのパラメータを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を介して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２の出力、又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４の出力のうちのいずれかを、電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設された電流感知回路９１４の出力で除算することによって、プロセッサ９０２により決定され得る。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は、超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２は、ＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ、及び双極ＲＦエネルギーモダリティ又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティとしては、とりわけ不可逆的エレクトロポレーションエネルギー及び／若しくは可逆的エレクトロポレーションエネルギー、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどが挙げられる。また、図２１に例示された例は、単一のリターンパスＲＥＴＵＲＮが２つ以上のエネルギーモダリティに提供されてもよいことを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮが、それぞれのエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波トランスデューサのインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を、電流感知回路９１４の出力で除算することによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４の出力で除算することによって測定されてもよい。
図２０に示すように、少なくとも１つの出力ポートを備える発生器９００は、実施される組織の治療の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために、単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する電力変圧器９０８を含むことができる。例えば、発生器９００は、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流のエネルギーを送達し、ＲＦ電極を駆動して組織を封止するために低電圧かつ高電流のエネルギーを送達し、又は単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを使用したスポット凝固のために凝固波形を有するエネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え又はフィルタリングされ得る。超音波トランスデューサの発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、図２０に示したＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置するであろう。一実施例では、ＲＦ双極電極の発生器９００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置するであろう。単極出力の場合、好ましい接続は、活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）のＥＮＥＲＧＹ２出力部への接続と、好適なリターンパッドを、ＲＥＴＵＲＮ出力部に接続する接続であろう。
追加の詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。
本説明全体で使用されるとき、「無線」という用語及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連するデバイスがいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、いくつかの態様では、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、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、多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。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などの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。
本明細書で使用されるとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース（通常はメモリ）又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実施する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専門的な「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（systems on a chip、ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。
本明細書で使用されるとき、システムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ－Ｆｉモジュール又はコプロセッサなどの最新の周辺デバイスと統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。
本明細書で使用されるとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ又はＯＴＰ ＲＯＭの形態のプログラムメモリ及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップで構成された他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に用いられ得る。
本明細書で使用されるとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺デバイスとインターフェース接続するスタンドアロンＩＣ又はチップデバイスであってもよい。これは、そのデバイスの動作（及び当該デバイスとの接続）を管理する外部デバイス上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。
本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、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によって実装されてもよい。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）、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（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、１つ以上のパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）モジュール、１つ以上の直交エンコーダ入力（quadrature encoder input、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んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
モジュール式デバイスは、外科用ハブ内に受容可能なモジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続され得る外科用デバイス又は器具と、を含む。モジュール式デバイスとしては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像デバイス、吸引／灌注デバイス、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、吸入器、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式デバイスは、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式デバイス自体上で、特定のモジュール式デバイスがペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式デバイス及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）、実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式デバイスの制御アルゴリズムは、モジュール式デバイス自体によって（すなわち、モジュール式デバイス内の、モジュール式デバイス上の、又はモジュール式デバイスに接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいてデバイスを制御する。このデータは、手術中の患者に関連するもの（例えば、組織特性又は送気圧）であってもよく、又はモジュール式デバイス自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連するものであってもよい。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフにより生じた抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。
図２１は、発生器１１００と、これと共に使用可能な様々な外科用器具１１０４、１１０６、１１０８と、を備える外科用システム１０００の一形態を示し、外科用器具１１０４は超音波外科用器具であり、外科用器具１１０６はＲＦ電気外科用器具であり、多機能型外科用器具１１０８は組み合わせ超音波／ＲＦ電気外科用器具である。発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む異なるタイプの様々な外科用装置と共に使用するように構成可能であり得る。図２１の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれかと一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス１１１０を含む。入力デバイス１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに好適な信号を生成する任意の好適なデバイスを含むことができる。発生器１１００は、有線又は無線通信用に構成されてもよい。
発生器１１００は、複数の外科用器具１１０４、１１０６、１１０８を駆動するように構成される。第１の外科用器具は超音波外科用器具１１０４であり、ハンドピース１１０５（handpiece、ＨＰ）、超音波トランスデューサ１１２０、シャフト１１２６、及びエンドエフェクタ１１２２を備える。エンドエフェクタ１１２２は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結された超音波ブレード１１２８及びクランプアーム１１４０を備える。ハンドピース１１０５は、クランプアーム１１４０を動作させるトリガ１１４３と、超音波ブレード１１２８又は他の機能にエネルギーを供給し、駆動するためのトグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０にエネルギーを供給するように構成することができる。
発生器１１００はまた、第２の外科用器具１１０６を駆動するようにも構成される。第２の外科用器具１１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、ハンドピース１１０７（ＨＰ）、シャフト１１２７、及びエンドエフェクタ１１２４を備える。エンドエフェクタ１１２４は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂ内に電極を備え、シャフト１１２７の電気導体部分を通って戻る。電極は、発生器１１００内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によってエネルギーを供給される。ハンドピース１１０７は、クランプアーム１１４２ａ、１１４２ｂを動作させるためのトリガ１１４５と、エンドエフェクタ１１２４内の電極にエネルギーを供給するためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン１１３５と、を備える。
発生器１１００はまた、多機能型外科用器具１１０８を駆動するようにも構成される。多機能型外科用器具１１０８は、ハンドピース１１０９（ＨＰ）、シャフト１１２９、及びエンドエフェクタ１１２５を備える。エンドエフェクタ１１２５は、超音波ブレード１１４９及びクランプアーム１１４６を備える。超音波ブレード１１４９は、超音波トランスデューサ１１２０と音響的に連結されている。ハンドピース１１０９は、クランプアーム１１４６を動作させるトリガ１１４７と、超音波ブレード１１４９又は他の機能にエネルギーを供給し、駆動するためのトグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃの組み合わせと、を備える。トグルボタン１１３７ａ、１１３７ｂ、１１３７ｃは、発生器１１００を用いて超音波トランスデューサ１１２０にエネルギーを供給し、かつ同様に発生器１１００内に収容された双極エネルギー源を用いて超音波ブレード１１４９にエネルギーを供給するように構成することができる。
発生器１１００は、様々な外科用器具と共に使用するように構成可能である。様々な形態によれば、発生器１１００は、例えば、超音波外科用器具１１０４、ＲＦ電気外科用器具１１０６、並びに発生器１１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能型外科用器具１１０８を含む異なるタイプの異なる外科用器具と共に使用するように構成可能であり得る。図２２の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８とは別個に示されているが、別の形態では、発生器１１００は、外科用器具１１０４、１１０６、１１０８のうちのいずれか１つと一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。上で考察されるように、発生器１１００は、発生器１１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス１１１０を含む。入力デバイス１１１０は、発生器１１００の動作をプログラムするのに好適な信号を生成する任意の好適なデバイスを含むことができる。発生器１１００はまた、１つ又は２つ以上の出力デバイス１１１２を含んでもよい。電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器、及び外科用器具の更なる態様は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７－００８６９１４（Ａ１）号に記載されている。
一態様では、外科用ハブ１０６は、図２２～図２８に関連して示されるモジュール式エネルギーシステム２０００として具現化され得る。モジュール式エネルギーシステム２０００は、積み重ねられた構成で互いに接続可能である、様々な異なるモジュール２００１を含むことができる。一態様では、モジュール２００１は、積み重ねられたとき、又は別の方法で一体に接続され単一の組立体にされたとき、物理的かつ通信可能に連結され得る。更に、モジュール２００１は、異なる組み合わせ又は配置で、互いに互換的に接続可能であり得る。一態様では、モジュール２００１のそれぞれは、それらの上側表面及び下側表面に沿って配設されたコネクタの一貫した又は普遍的なアレイを含むことができ、それによって、任意のモジュール２００１が任意の配置で別のモジュール２００１に接続されることを可能にする（ただし、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２などの特定のモジュールタイプは、例えば、スタック内では最も上に配置されるモジュールとして機能するように構成され得る）。モジュール式エネルギーシステム２０００はまた、モジュール２００１に接続可能であるか又は別の方法で関連付けることができる、様々な異なる構成要素又は付属品も含むことができる。別の態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、外科用ハブ１０６とは別個のシステムであり得る。このような態様では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、外科用ハブ２０６に、それらの間でデータを送信及び／又は受信するために通信可能に連結可能であり得る。
モジュール式エネルギーシステム２０００は、様々な異なるモジュール２００１から組み立てることができ、そのいくつかの例を図２２に示す。異なるタイプのモジュール２００１のそれぞれは、異なる機能を提供することができ、それによって、それぞれのモジュール式エネルギーシステム２０００に含まれるモジュール２００１をカスタマイズすることによって、モジュール式エネルギーシステム２０００を異なる構成に組み立てて、モジュール式エネルギーシステム２０００の機能及び能力をカスタマイズすることができる。モジュール式エネルギーシステム２０００のモジュール２００１は、例えば、ヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含み得る）、エネルギーモジュール２００４、技術モジュール２０４０、及び可視化モジュール２０４２を含むことができる。示される態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の頂部又は最上方モジュールとして機能するように構成され、したがって、その上面に沿ったコネクタを欠いていてもよい。別の一態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の底部に位置付けられるように、又は最下部モジュールであるように構成され得、したがって、その底面に沿ったコネクタを欠いていてもよい。更に別の態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステムスタック内の中間位置に位置付けられるように構成され得、したがって、その底面及び上面の両方に沿ったコネクタを含むことができる。ヘッダモジュール２００２は、それぞれのモジュール２００１及びそれらに接続された構成要素のシステム全体にかかわる設定を、ヘッダモジュール２００２上の物理的制御部２０１１を通じてかつ／又はディスプレイスクリーン２００６上に表示されたグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）２００８を通じて制御するように構成され得る。このような設定としては、モジュール式エネルギーシステム２０００の起動、警報の音量設定、フットスイッチの設定、設定のアイコン、ユーザインターフェースの外観若しくは構成、モジュール式エネルギーシステム２０００にログインした外科医プロファイル、及び／又は実施されている外科処置の種類が挙げられ得るであろう。ヘッダモジュール２００２はまた、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１の通信、処理、及び／又は電力を提供するように構成され得る。エネルギーモジュール２００４は、それに接続された電気外科用器具及び／又は超音波外科用器具を駆動するための１つ又は複数のエネルギーモダリティを生成するように構成され得る。技術モジュール２０４０は、追加的又は拡張制御アルゴリズム（例えば、エネルギーモジュール２００４のエネルギー出力を制御するための電気外科用又は超音波制御アルゴリズム）を提供するように構成され得る。可視化モジュール２０４２は、可視化デバイス（すなわち、スコープ）とインターフェース接続するように構成され、それに応じて、向上した可視化機能を提供することができる。
モジュール式エネルギーシステム２０００は、モジュール２００１の機能を制御するためにモジュール２００１に接続可能であるか、又はそうでなければ、モジュール式エネルギーシステム２０００と連携して機能するように構成されている、様々な付属品２０２９を更に含むことができる。付属品２０２９としては、例えば、シングルペダルフットスイッチ２０３２、デュアルペダルフットスイッチ２０３４、及びモジュール式エネルギーシステム２０００を上に載せて支持するためのカート２０３０が挙げられ得る。フットスイッチ２０３２、２０３４は、例えば、エネルギーモジュール２００４によって出力される特定のエネルギーモダリティの起動又は機能を制御するように構成され得る。
モジュール式構成要素を利用することによって、図示されたモジュール式エネルギーシステム２０００は、技術の利用可能性と共に成長し、施設及び／又は外科医のニーズに合わせてカスタマイズ可能である外科用プラットフォームを提供する。更に、モジュール式エネルギーシステム２０００は、コンボデバイス（例えば、電気外科及び超音波エネルギーデュアル発生器）をサポートし、組織へのカスタマイズされた効果のためのソフトウェア駆動アルゴリズムをサポートする。なお更に、外科用システムアーキテクチャは、手術にとって重要な複数の技術を単一のシステムに組み合わせることによって、資本設備の設置面積を減少させる。
ここで図２３Ａを参照すると、ヘッダモジュール２００２は、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１に関する情報を中継するためのＧＵＩ２００８を表示する、ディスプレイスクリーン２００６を含むことができる。いくつかの態様では、ディスプレイスクリーン２００６のＧＵＩ２００８は、モジュール式エネルギーシステム２０００の特定の構成を構成するモジュール２００１の全ての統合された制御点を提供することができる。ＧＵＩ２００８の様々な態様は、図２８に関連して以下でより詳細に考察する。代替の態様では、ヘッダモジュール２００２は、ディスプレイスクリーン２００６を欠いていてもよいか、又はディスプレイスクリーン２００６が、ヘッダモジュール２００２のハウジング２０１０に取り外し可能に接続されてもよい。このような態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステム２０００のモジュール２００１によって生成された情報を表示するように構成された外部システムに、通信可能に連結可能であり得る。例えば、ロボット外科用途では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、ロボットカート又はロボット制御コンソールに通信可能に連結可能であり得るが、ロボット式カート又はロボット制御コンソールは、モジュール式エネルギーシステム２０００によって生成された情報を、ロボット外科用システムのオペレータに対して表示するように構成される。別の例として、モジュール式エネルギーシステム２０００は、モバイルディスプレイに通信可能に連結可能であり得るが、このモバイルディスプレイは、外科スタッフメンバーによって搬送され又はメンバーに取り付けられて、モバイルディスプレイによって情報を見ることができるものである。更に別の例では、モジュール式エネルギーシステム２０００は、図２７に示されるように、外科用ハブ２１００、又はディスプレイ２１０４を含むことができる別のコンピュータシステムに通信可能に連結可能であり得る。モジュール式エネルギーシステム２０００とは別体であるか、又は別の方法で区別されるユーザインターフェースを利用する態様では、そのユーザインターフェースは、ユーザインターフェースが接続されたモジュール２００１からの情報を表示することができるように、モジュール式エネルギーシステム２０００全体と、又はそのうちの１つ以上のモジュール２００１と無線接続可能であり得る。更に図２３Ａを参照すると、エネルギーモジュール２００４は、多数の異なるポートを含むポート組立体２０１２を含むことができるが、それらのポートは、異なるエネルギーモダリティを、それぞれのポートに接続可能な対応する外科用器具に送達するように構成されている。図２４～図３０に示される特定の態様では、ポート組立体２０１２は、双極ポート２０１４と、第１の単極ポート２０１６ａと、第２の単極ポート２０１８ｂと、中性極ポート２０１８（単極リターンパッドが接続可能である）と、組み合わせエネルギーポート２０２０と、を含む。しかしながら、ポートのこの特定の組み合わせは、単に例示目的のために提供され、ポート及び／又はエネルギーモダリティの代替的な組み合わせが、ポート組立体２０１２に対して可能であり得る。
上述したように、モジュール式エネルギーシステム２０００は、異なる構成に組み立てることができる。更に、モジュール式エネルギーシステム２０００の異なる構成はまた、異なる外科処置のタイプ及び／又は異なるタスクに対して利用可能でもあり得る。例えば、図２３Ａ及び図２３Ｂは、一緒に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、エネルギーモジュール２００４と、を含むモジュール式エネルギーシステム２０００の第１の例示的な構成を示す。このような構成は、例えば、腹腔鏡手術及び開腹手術に好適であり得る。
図２４Ａは、一緒に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂと、を含むモジュール式エネルギーシステム２０００の第２の例示的な構成を示す。２つのエネルギーモジュール２００４ａ、２００４ｂを積み重ねることによって、モジュール式エネルギーシステム２０００は、モジュール式エネルギーシステム２０００によって第１の構成から送達可能なエネルギーモダリティのアレイを拡張するための一対のポート組立体２０１２ａ、２０１２ｂを提供することができる。したがって、モジュール式エネルギーシステム２０００の第２の構成は、２つ以上の双極／単極電気外科用器具、３つ以上の双極／単極電気外科用器具などを収容することができる。このような構成は、特に複雑な腹腔鏡手術及び開腹手術処置に好適であり得る。図２４Ｂは、ヘッダモジュール２００２がディスプレイスクリーン２００６を欠いていることを除いて、第２の構成と同様の第３の例示的な構成を示す。この構成は、上述のように、ロボット外科用途又はモバイルディスプレイ用途に好適であり得る。
図２５は、一緒に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂと、技術モジュール２０４０と、を含むモジュール式エネルギーシステム２０００の第４の例示的な構成を示す。このような構成は、特に複雑な又は計算集約的な制御アルゴリズムが必要とされる外科用途に好適であり得る。代替的に、技術モジュール２０４０は、以前に公開されたモジュール（エネルギーモジュール２００４など）の機能を補完するか又は拡張する、新たに公開されるモジュールであってもよい。
図２６は、一緒に接続されたヘッダモジュール２００２（ディスプレイスクリーン２００６を含む）と、第１のエネルギーモジュール２００４ａと、第２のエネルギーモジュール２００４ｂと、技術モジュール２０４０と、可視化モジュール２０４２と、を含むモジュール式エネルギーシステム２０００の第５の例示的な構成を示す。このような構成は、ビデオフィードを可視化モジュール２０４２に連結されたスコープから中継するための専用の外科用ディスプレイ２０４４を提供することによって、内視鏡処置に好適なものになり得る。図２３Ａ～図２７に示され、上述された構成は、モジュール式エネルギーシステム２０００の様々な概念を単に例示するために提供されており、モジュール式エネルギーシステム２０００を特定の前述の構成に制限するように解釈されるべきではないことには留意すべきである。
上述したように、モジュール式エネルギーシステム２０００は、図２７に示すように、外科用ハブ２１００などの外部システムに通信可能に連結可能であり得る。このような外部システムは、内視鏡（又はカメラ若しくは別のそのような可視化デバイス）からの視覚的フィード及び／又はモジュール式エネルギーシステム２０００からのデータを表示するためのディスプレイスクリーン２１０４を含むことができる。このような外部システムはまた、計算を実施するための、又は他の方法でモジュール式エネルギーシステム２０００によって生成若しくは提供されたデータを分析するための、モジュール式エネルギーシステム２０００の機能又はモードを制御するための、及び／又はクラウドコンピューティングシステム若しくは別のコンピュータシステムにデータを中継するためのコンピュータシステム２１０２を含むことができる。そのような外部システムはまた、複数のモジュール式エネルギーシステム２０００及び／又は他の外科用システム間のアクションを調整することができる。
ここで図２８を参照すると、いくつかの態様では、ヘッダモジュール２００２は、上述のようにＧＵＩ２００８を表示するように構成されたディスプレイ２００６を含むか、又はこれを支持することができる。ディスプレイスクリーン２００６は、情報を表示することに加えて、ユーザから入力を受け取るためのタッチスクリーンを含むことができる。ＧＵＩ２００８上に表示された制御部は、ヘッダモジュール２００２に接続されたモジュール２００１に対応することができる。いくつかの態様では、ＧＵＩ２００８の異なる部分又は領域は、特定のモジュール２００１に対応することができる。例えば、ＧＵＩ２００８の第１の部分又は領域は、第１のモジュールに対応することができ、ＧＵＩ２００８の第２の部分又は領域は、第２のモジュールに対応することができる。異なる及び／又は追加のモジュール２００１がモジュール式エネルギーシステム積み重ね体に接続されると、ＧＵＩ２００８は、新たに追加された各モジュール２００１に対して異なる及び／又は追加の制御部に対応するか、又は取り外される各モジュール２００１の制御部を取り外すように調節することができる。ヘッダモジュール２００２に接続された特定のモジュールに対応するディスプレイの各部分は、そのモジュールに対応する制御部、データ、ユーザプロンプト、及び／又は他の情報を表示することができる。例えば、図２８では、示されたＧＵＩ２００８の第１の部分又は上側部分２０５２は、ヘッダモジュール２００２に接続されたエネルギーモジュール２００４に関連付けられた制御及びデータを表示する。具体的には、エネルギーモジュール２００４のＧＵＩ２００８の第１の部分２０５２は、双極ポート２０１４に対応する第１のウィジェット２０５６ａ、第１の単極ポート２０１６ａに対応する第２のウィジェット２０５６ｂ、第２の単極ポート２０１６ｂに対応する第３のウィジェット２０５６ｃ、及び組み合わせエネルギーポート２０２０に対応する第４のウィジェット２０５６ｄを提供する。これらのウィジェット２０５６ａ～ｄのそれぞれは、ポート組立体２０１２のウィジェットの対応するポートに関連するデータ、及びポート組立体２０１２のそれぞれのポートを通じてエネルギーモジュール２００４によって送達されるエネルギーモダリティのモード及び他の特徴部を制御するための制御部を提供する。例えば、ウィジェット２０５６ａ～ｄは、それぞれのポートに接続された外科用器具の電力レベルの表示、及びそれぞれのポートに接続された外科用器具の動作モードの変更（例えば、外科用器具を第１の電力レベルから第２の電力レベルに変更し、及び／又は単極外科用器具を「スプレー」モードから「ブレンド」モードに変更すること）などを行うように構成されてもよい。
一態様では、ヘッダモジュール２００２は、ＧＵＩ２００８に加えて又はその代わりに、様々な物理的制御部２０１１を含み得る。このような物理的制御部２０１１は、例えば、モジュール式エネルギーシステム２０００内のヘッダモジュール２００２に接続される各モジュール２００１の起動を制御する電源ボタンを含むことができる。代替的に、電源ボタンは、ＧＵＩ２００８の一部として表示されてもよい。したがって、ヘッダモジュール２００２は、単一の接触点として機能することができ、モジュール式エネルギーシステム２０００が構築される個々の各モジュール２００１を個別に起動及び無効化する必要性をなくすことができる。
一態様では、ヘッダモジュール２００２は、モジュール式エネルギーシステム２０００が構築される外科用モジュール２００１、又はモジュール式エネルギーシステム２０００に通信可能に連結される外科用デバイスと関連付けられた静止画像、ビデオ、動画、及び／又は情報を表示することができる。ヘッダモジュール２００２によって表示される静止画像及び／又はビデオは、モジュール式エネルギーシステム２０００に通信可能に連結された内視鏡又は別の可視化デバイスから受信することができる。ＧＵＩ２００８の動画及び／又は情報は、画像又はビデオフィード上に重ね合わせるか、又はそれに隣接して表示することができる。
一態様では、ヘッダモジュール２００２以外のモジュール２００１は、同様に情報をユーザに中継するように構成することができる。例えば、エネルギーモジュール２００４は、ポート組立体２０１２のポートの各々の周囲に配設された光組立体２０１５を含み得る。光組立体２０１５は、それらの色又は状態（例えば、点滅）に従って、ポートに関する情報をユーザに中継するように構成することができる。例えば、光組立体２０１５は、プラグがそれぞれのポート内に完全に着座されたときに、第１の色から第２の色に変化することができる。一態様では、光組立体２０１５の色又は状態は、ヘッダモジュール２００２によって制御されてもよい。例えば、ヘッダモジュール２００２は、各ポートの光組立体２０１５に、ＧＵＩ２００８上のポートの色表示に対応する色を表示させることができる。
図２９は、本開示の少なくとも１つの態様によるモジュール式エネルギーシステム３０００のスタンドアロンハブ構成のブロック図であり、図３０は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用制御システム３０１０と統合されたモジュール式エネルギーシステム３０００のハブ構成のブロック図である。図３１及び図３２に示すように、モジュール式エネルギーシステム３０００は、スタンドアロンユニットとして利用されるか、又は１つ若しくは２つ以上の外科用ハブユニットからデータを制御及び／又は受信する外科用制御システム３０１０と統合され得る。図２９及び図３０に示される実施例では、モジュール式エネルギーシステム３０００の統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、ヘッダモジュールと、単一モジュールとして一緒に統合されたＵＩモジュールと、を含む。他の態様では、ヘッダモジュール及びＵＩモジュールは、データバス３００８を通じて通信可能に連結される別個の構成要素として提供され得る。
図２９に示すように、スタンドアロンモジュール式エネルギーシステム３０００の例は、エネルギーモジュール３００４に連結された統合ヘッダモジュール／ユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール３００２を含む。電力及びデータは、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２とエネルギーモジュール３００４との間で電力インターフェース３００６及びデータインターフェース３００８を通じて送信される。例えば、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、データインターフェース３００８を通じてエネルギーモジュール３００４に様々なコマンドを送信することができる。このようなコマンドは、ＵＩからのユーザ入力に基づくことができる。更なる例として、電力は、電力インターフェース３００６を通じてエネルギーモジュール３００４に送信されてもよい。
図３０では、外科用ハブ構成は、制御システム３０１０と統合されたモジュール式エネルギーシステム３０００と、とりわけ、モジュール式エネルギーシステム３０００への及び／又はモジュール式エネルギーシステム３０００からのデータ及び電力伝送を管理するためのインターフェースシステム３０２２と、を含む。図３２に示されるモジュール式エネルギーシステムは、統合ヘッダモジュール／ＶＩモジュール３００２と、第１のエネルギーモジュール３００４と、第２のエネルギーモジュール３０１２と、を含む。一実施例では、制御システム３０１０のシステム制御ユニット３０２４と、第２のエネルギーモジュール３０１２と（第１のエネルギーモジュール３００４を通じて）、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２と（データインターフェース３００８を通じて）の間にデータ送信経路が確立される。加えて、電力経路は、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２と第２のエネルギーモジュール３０１２との間に、電力インターフェース３００６を通って第１のエネルギーモジュール３００４を通って延在する。換言すれば、一態様では、第１のエネルギーモジュール３００４は、第２のエネルギーモジュール３０１２と、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２との間で、電力インターフェース３００６及びデータインターフェース３００８を通じて電力及びデータインターフェースとして機能するように構成される。この配置により、モジュール式エネルギーシステム３０００は、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２内の専用電力及びエネルギーインターフェースを必要とせずに、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２に既に接続されているエネルギーモジュール３００４、３０１２に、追加のエネルギーモジュールをシームレスに接続することによって拡張することができるようになる。
本明細書で制御回路、制御論理、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理、若しくはＦＰＧＡ、又はこれらの様々な組み合わせと称され得るシステム制御ユニット３０２４は、エネルギーインターフェース３０２６及び器具通信インターフェース３０２８を介してシステムインターフェース３０２２に連結される。システムインターフェース３０２２は、第１のエネルギーインターフェース３０１４及び第１の器具通信インターフェース３０１６を介して第１のエネルギーモジュール３００４に連結される。システムインターフェース３０２２は、第２のエネルギーインターフェース３０１８及び第２の器具通信インターフェース３０２０を介して第２のエネルギーモジュール３０１２に連結される。追加のエネルギーモジュールなどの追加のモジュールがモジュール式エネルギーシステム３０００内に積み重ねられると、追加のエネルギー及び通信インターフェースがシステムインターフェース３０２２と追加モジュールとの間に提供される。
以下でより詳細に説明するように、エネルギーモジュール３００４、３０１２は、ハブに接続可能であり、様々なエネルギー外科用器具のための電気外科エネルギー（例えば、双極若しくは単極）、超音波エネルギー、又はこれらの組み合わせ（本明細書では「高度エネルギー」モジュールと称される）を発生させるように構成され得る。一般に、エネルギーモジュール３００４、３０１２は、ハードウェア／ソフトウェアインターフェースと、超音波コントローラと、高度エネルギーＲＦコントローラと、双極ＲＦコントローラと、コントローラからの出力を受信し、それに応じて様々なエネルギーモジュール３００４、３０１２の動作を制御するコントローラによって実行される制御アルゴリズムと、を含む。本開示の様々な態様では、本明細書に記載されるコントローラは、制御回路、制御論理、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理、若しくはＦＰＧＡ、又はこれらの様々な組み合わせとして実装されてもよい。
図３１～図３３は、本開示の少なくとも１つの態様による、ハブを形成するために一緒に接続された様々なモジュール式エネルギーシステムのブロック図である。図３１～図３３は、ハブモジュールの様々な図（例えば、回路又は制御図）を示す。モジュール式エネルギーシステム３０００は、本開示の少なくとも１つの態様による、複数のエネルギーモジュール３００４（図３２）と、３０１２（図３３）と、ヘッダモジュール３１５０（図３３）と、ＵＩモジュール３０３０（図３１）と、通信モジュール３０３２（図３１）と、を含む。ＵＩモジュール３０３０は、モジュール式エネルギーシステム３０００の１つ又は２つ以上のパラメータを制御するための様々な関連情報及び様々なユーザ制御を表示するタッチスクリーン３０４６を含む。ＵＩモジュール３０３０は、頂部ヘッダモジュール３１５０に取り付けられているが、ヘッダモジュール３１５０とは独立して操作することができるように別々に収容される。例えば、ＵＩモジュール３０３０は、ユーザによってピックアップされ、及び／又はヘッダモジュール３１５０に再取り付けされてもよい。追加的に、又は代替的に、ＵＩモジュール３０３０は、ヘッダモジュール３１５０に対してわずかに移動して、その位置及び／又は配向を調節することができる。例えば、ＵＩモジュール３０３０は、ヘッダモジュール３１５０に対して傾斜及び／又は回転させることができる。
いくつかの態様では、様々なハブモジュールは、器具状態を通信するための物理的ポートの周りの光配管を含むことができ、また、対応する器具にスクリーン上の素子を接続することもできる。光配管は、物理的ポートに取り付けられた／接続された外科用器具の状態をユーザに警報するために用いられ得る照明技術の一例である。一態様では、物理的ポートを特定の光で照明することにより、ユーザに外科用器具を物理的ポートに接続するように指示する。別の実施例では、物理的ポートを特定の光で照明することにより、ユーザに、外科用器具との既存の接続に関連するエラーを警報する。
図３１を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、パススルーハブコネクタ３０３４を介して通信モジュール３０３２に連結されたユーザインターフェース（ＵＩ）モジュール３０３０のブロック図が示されている。ＵＩモジュール３０３０は、ヘッダモジュール３１５０（図３３に示される）から別個の構成要素として提供され、例えば、通信モジュール３０３２を介してヘッダモジュール３１５０に通信可能に連結されてもよい。一態様では、ＵＩモジュール３０３０は、他の接続されたモジュールから受信した宣言的な可視化及び挙動を表し、またシステム構成（例えば、言語選択、モジュール関連付けなど）などの他の集中的ＵＩ機能を実施するように構成されたＵＩプロセッサ３０４０を含むことができる。ＵＩプロセッサ３０４０は、例えば、Ｑｔ、．ＮＥＴ ＷＰＦ、又はウェブサーバなどのフレームワークを実行するプロセッサ又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ）であり得る。
示された例では、ＵＩモジュール３０３０は、タッチスクリーン３０４６と、液晶ディスプレイ３０４８（liquid crystal display、ＬＣＤ）と、オーディオ出力３０５２（例えば、スピーカー、ブザー）と、を含む。ＵＩプロセッサ３０４０は、タッチスクリーン３０４６とＵＩプロセッサ３０４０との間に連結されたタッチコントローラ３０４４からのタッチスクリーン入力を受信するように構成される。ＵＩプロセッサ３０４０は、ＬＣＤディスプレイ３０４８に視覚情報を出力し、オーディオ増幅器３０５０を介してオーディオ出力３０５２にオーディオ情報を出力するように構成される。ＵＩプロセッサ３０４０は、パススルーハブコネクタ３０３４に連結されたスイッチ３０４２を介して通信モジュール３０３２にインターフェース接続して、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御するように構成される。ＤＣ電力は、ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３０５４を介してＵＩモジュール３０３０に供給される。ＤＣ電力は、パススルーハブコネクタ３０３４を通過して、電力バス３００６を通じて通信モジュール３０３２に渡される。データは、パススルーハブコネクタ３０３４を通って、データバス３００８を通じて通信モジュール３０３２に渡される。スイッチ３０４２、３０５６は、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送する。
図３３を続けると、通信モジュール３０３２、並びに様々な外科用ハブ及び／又は外科用システムは、異なるプロトコルを実行している２つの異なるネットワーク（例えば、内部ネットワーク及び／又は病院ネットワーク）間の選択トラフィック（すなわち、データ）をシャトルするように構成されたゲートウェイ３０５８を含むことができる。通信モジュール３０３２は、通信モジュール３０３２を他のモジュールに連結するための第１のパススルーハブコネクタ３０３６を含む。示された例では、通信モジュール３０３２は、ＵＩモジュール３０３０に連結される。通信モジュール３０３２は、第２のパススルーハブコネクタ３０３８を介して他のモジュール（例えば、エネルギーモジュール）に連結されて、第１のパススルーハブコネクタ３０３６と第２のパススルーハブコネクタ３０３８との間に配設されたスイッチ３０５６を介して通信モジュール３０３２を他のモジュールに連結して、ソースデバイスから宛先デバイスへとデータを受信、処理、及び転送し、その間のデータ通信を制御するように構成される。スイッチ３０５６はまた、外部通信ポートとＵＩモジュール３０３０及び他の接続されたモジュールとの間で情報を通信するように、ゲートウェイ３０５８とも連結される。ゲートウェイ３０５８は、とりわけ、例えば、病院又は他のローカルネットワークと通信するためのイーサネットモジュール３０６０、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）モジュール３０６２、ＷｉＦｉモジュール３０６４、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３０６６などの様々な通信モジュールに連結されてもよい。通信モジュールは、通信モジュール３０３２内に位置している物理的基板であってもよく、又は遠隔通信ボードに連結するポートであってもよい。
いくつかの態様では、モジュール（すなわち、取り外し可能なハードウェア）の全ては、ヘッダモジュール上に、又はヘッダモジュールと一体に配設される単一のＵＩモジュール３０３０によって制御される。図３３は、ＵＩモジュール３０３０を取り付けることができるスタンドアロンヘッダモジュール３１５０を示す。図２９、図３０、及び図３４は、統合ヘッダ／ＶＩモジュール３００２を示す。ここで図３１に戻ると、様々な態様では、モジュールの全てを単一の応答性ＵＩモジュール３００２に統合することによって、システムは、一度に複数の設備を制御及び監視するためのより単純な方法を提供する。このアプローチは、手術室（ＯＲ）における設置面積及び複雑さを大幅に減少する。
図３２を参照すると、本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギーモジュール３００４のブロック図が示される。通信モジュール３０３２（図３１）は、通信モジュール３０３２の第２のパススルーハブコネクタ３０３８、及びエネルギーモジュール３００４の第１のパススルーハブコネクタ３０７４を介して、エネルギーモジュール３００４に連結される。エネルギーモジュール３００４は、第２のパススルーハブコネクタ３０７８を介して図３３に示される第２のエネルギーモジュール３０１２などの他のモジュールに連結されてもよい。図３２に戻ると、第１のパススルーハブコネクタ３０７４と第２のパススルーハブコネクタ３０７８との間に配設されたスイッチ３０７６は、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。データはデータバス３００８を通じて受信及び送信される。エネルギーモジュール３０３２は、エネルギーモジュール３００４の様々な通信及び処理機能を制御するためのコントローラ３０８２を含む。
ＤＣ電力は、エネルギーモジュール３００４によって電力バス３００６を通じて受信及び送信される。電力バス３００６は、ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３１３８に連結されて、調節可能なレギュレータ３０８４、３１０７及び絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３０９６、３１１２、３１３２に電力を供給する。
一態様では、エネルギーモジュール３００４は超音波広帯域増幅器３０８６を含むことができ、超音波広帯域増幅器３０８６は、一態様では、低い全高調波歪み（ＴＨＤ）レベルにおいて任意の波形を発生させることができる線形クラスＨ増幅器であってもよく、高調波トランスデューサを駆動してもよい。超音波広帯域増幅器３０８６は、効率を最大化するために降圧調節可能なレギュレータ３０８４によって供給され、例えば、直接デジタル合成装置（ＤＤＳ）を介してデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、例えば、トランスデューサＤＳＰに埋め込むか、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）内に実装することができる。コントローラ３０８２は、デジタル－アナログ変換器３１０６（ＤＡＣ）を介して超音波広帯域増幅器３０８６を制御する。超音波広帯域増幅器３０８６の出力は、超音波電力変圧器３０８８に供給され、超音波電力変圧器３０８８は、高度エネルギー受容部３１００の超音波エネルギー出力部分に連結される。超音波インピーダンスを計算するために使用され得る超音波電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、超音波ＶＩ ＦＢ変圧器３０９２を介して、高度エネルギー受容部３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。超音波電圧及び電流フィードバック信号は、アナログ－デジタル変換器３１０２（Ａ／Ｄ）を通じてコントローラ３０８２に戻される。また、高度エネルギー受容部３１００を通じてコントローラ３０８２に連結されているのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３０９６、及び中帯域幅データポート３０９８である。
一態様では、エネルギーモジュール３００４は、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８を含むことができ、この広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８は、一態様では、任意の波形を発生させることができる線形クラスＨ増幅器であり、ＲＦ負荷を出力周波数の範囲で駆動することができる。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８は、効率を最大化するために調節可能な降圧レギュレータ３１０７によって供給され、ＤＤＳを介してＤＳＰとして実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、例えば、ＤＳＰに埋め込むか、又はＦＰＧＡ内に実装することができる。コントローラ３０８２は、ＤＡＣ ３１２２を介して広帯域ＲＦ増幅器３０８６を制御する。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力は、ＲＦ選択リレー３１２４を通じて供給されてもよい。ＲＦ選択リレー３１２４は、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力信号を受信し、エネルギーモジュール３００４の様々な他の構成要素に選択的に送信するように構成される。一態様では、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力信号は、ＲＦ選択リレー３１２４を通じて、双極ＲＦエネルギー受容部３１１８のＲＦ出力部分に連結されたＲＦ電力変圧器３１１０に供給され得る。ＲＦインピーダンスを計算するために用いられ得る双極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１１４を介して、双極ＲＦエネルギー受容部３１１８の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、ＡＩＤ３１２０を通じてコントローラ３０８２に戻される。また、双極ＲＦエネルギー受容部３１１８を通じてコントローラ３０８２に連結されるのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３１１２、及び低帯域幅データポート３１１６である。
上述したように、一態様では、エネルギーモジュール３００４は、作動のために定格コイル電流でコントローラ３０８２（例えば、ＦＰＧＡ）によって駆動されるＲＦ選択リレー３１２４を含むことができ、定常状態の電力散逸を制限するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を介して、より低い保持電流に設定することもできる。ＲＦ選択リレー３１２４の切り替えは、力誘導（安全）リレーによって達成され、接触状態の状態は、任意の単一の故障状態の緩和としてコントローラ３０８２によって感知される。一態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、第１の状態にあるように構成され、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８などのＲＦ源から受信された出力ＲＦ信号が、双極エネルギー受容部３１１８のＲＦ電力変圧器３１１０などのエネルギーモジュール３００４の第１の構成要素に送信される。第２の態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、第２の状態にあるように構成され、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８などのＲＦ源から受信された出力ＲＦ信号が、以下により詳細に記載される単極エネルギー受容部３１３６のＲＦ電力変圧器３１２８などの第２の構成要素に送信される。一般的な態様では、ＲＦ選択リレー３１２４は、コントローラ３０８２によって駆動されて、第１の状態及び第２の状態などの複数の状態の間で切り替え、エネルギーモジュール３００４の異なるエネルギー受容部間でＲＦ電力増幅器３１０８から受信した出力ＲＦ信号を送信するように構成される。
上述したように、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力はまた、ＲＦ選択リレー３１２４を通じてＲＦ単極受容部３１３６の広帯域ＲＦ電力変圧器３１２８に供給することもできる。ＲＦインピーダンスを計算するために用いられ得る単極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１３０を介して、単極ＲＦエネルギー受容部３１３６の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、ＡＩＤ３１２６を通じてコントローラ３０８２に戻される。また、単極ＲＦエネルギー受容部３１３６を通じてコントローラ３０８２に連結されるのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３１３２、及び低帯域幅データポート３１３４である。
広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力はまた、ＲＦ選択リレー３１２４を通って、高度エネルギー受容部３１００の広帯域ＲＦ電力変圧器３０９０に供給されてもよい。ＲＦインピーダンスを計算するために用いられ得るＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を介して、高度エネルギー受容部３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、ＡＩＤ３１０４を通じてコントローラ３０８２に戻される。
図３３は、本開示の少なくとも１つの態様による、ヘッダモジュール３１５０に連結された第２のエネルギーモジュール３０１２のブロック図である。図３２に示される第１のエネルギーモジュール３００４は、第１のエネルギーモジュール３００４の第２のパススルーハブコネクタ３０７８を第２のエネルギーモジュール３０１２の第１のパススルーハブコネクタ３０７４に連結することによって、図３５に示す第２のエネルギーモジュール３０１２に連結される。一態様では、第２のエネルギーモジュール３０１２は、図３３に示すように、第１のエネルギーモジュール３００４と同様のエネルギーモジュールであってもよい。別の態様では、第２のエネルギーモジュール２０１２は、より詳細に説明される図３５に示されるエネルギーモジュールなどの第１のエネルギーモジュールとは異なるエネルギーモジュールであってもよい。第２のエネルギーモジュール３０１２を第１のエネルギーモジュール３００４に追加すると、モジュール式エネルギーシステム３０００に機能性が追加される。
第２のエネルギーモジュール３０１２は、パススルーハブコネクタ３０７８をヘッダモジュール３１５０のパススルーハブコネクタ３１５２に接続することによって、ヘッダモジュール３１５０に連結される。一態様では、ヘッダモジュール３１５０は、電源ボタン機能３１６６、アップグレードＶＳＢモジュール３１６２を通じたソフトウェアアップグレード、システム時間管理、及び異なるプロトコルを実行してもよいイーサネットモジュール３１６４を介した外部ネットワーク（すなわち、病院又はクラウド）へのゲートウェイを管理するように構成されたヘッダプロセッサ３１５８を含むことができる。データは、パススルーハブコネクタ３１５２を通じてヘッダモジュール３１５０によって受信される。ヘッダプロセッサ３１５８はまた、スイッチ３１６０に連結されて、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。ヘッダプロセッサ３１５８はまた、本線からの電力入力モジュール３１５４に連結されたＯＴＳ電源３１５６に連結される。
図３４は、本開示の少なくとも１つの態様による、図３１に示されるヘッダモジュールなどのハブ用のヘッダ／ユーザインターフェース（ＶＩ）モジュール３００２のブロック図である。ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、ヘッダ電力モジュール３１７２と、ヘッダ無線モジュール３１７４と、ヘッダＶＳＢモジュール３１７６と、ヘッダオーディオ／スクリーンモジュール３１７８と、ヘッダネットワークモジュール３１８０（例えば、イーサネット）と、バックプレーンコネクタ３１８２と、ヘッダ待機プロセッサモジュール３１８４と、ヘッダフットスイッチモジュール３１８６と、を含む。これらの機能モジュールは、ヘッダ／ＶＩ ３００２機能を提供するように相互作用する。ヘッダ／ＶＩコントローラ３１７０は、機能モジュールの各々及びそれらの間の通信を制御し、ヘッダ／ＶＩコントローラ３１７０とヘッダフットスイッチモジュール３１８６に連結された絶縁通信モジュール３２３４との間に連結された安全限界制御ロジックモジュール３２３０、３２３２を含む。セキュリティコプロセッサ３１８８は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に連結される。
ヘッダ電力モジュール３１７２は、ＯＴＳ電源ユニット３１９２（ＰＳＵ）に連結された本線からの電力エントリモジュール３１９０を含む。低電圧直流（例えば、５Ｖ）待機電力が、ＯＴＳ ＰＳＵ３１９２から低電圧電力バス３１９８を通じてヘッダ／ＵＩモジュール３００２及び他のモジュールに供給される。高電圧直流（例えば、６０Ｖ）は、ＯＴＳ ＰＳＵ３１９２から高電圧バス３２００を通じてヘッダ／ＵＩモジュール３００２に供給される。高電圧ＤＣは、ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３１９６、並びに絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３２３６に供給する。ヘッダ／待機モジュール３１８４の待機プロセッサ３２０４は、ＰＳＵ／イネーブル信号３２０２をＯＴＳ ＰＳＵ３１９２に提供する。
ヘッダ無線モジュール３１７４は、ＷｉＦｉモジュール３２１２及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４を含む。ＷｉＦｉモジュール３２１２及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４の両方は、ヘッダ／ＶＩコントローラ３１７０に連結される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール３２１４は、ケーブルを使用せずにデバイスを接続するために使用され、Ｗｉ－Ｆｉモジュール３２１２は、インターネットなどのネットワークへの高速アクセスを提供し、手術室内に位置する他のデバイスの中で、複数のデバイス、例えば、複数のエネルギーモジュール又は他のモジュール及び外科用器具などをリンクすることができる無線ネットワークを作成するために用いることができる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、３０フィート未満などの短い距離でデータを交換するために使用される無線技術規格である。
ヘッダＵＳＢモジュール３１７６は、ヘッダ／ＶＩコントローラ３１７０に連結されたＵＳＢポート３２１６を含む。ＵＳＢモジュール３１７６は、近距離デジタルデータ通信を介してモジュール及び他の電子機器デバイス用の標準ケーブル接続インターフェースを提供する。ＵＳＢモジュール３１７６は、ＵＳＢデバイスを備えるモジュールが、ＵＳＢケーブルを介して互いに接続されてデジタルデータを転送することを可能にする。
ヘッダオーディオ／スクリーンモジュール３１７８は、タッチコントローラ３２１８に連結されたタッチスクリーン３２２０を含む。タッチコントローラ３２１８は、ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に連結されて、タッチスクリーン３２２０からの入力を読み取る。ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０は、ディスプレイ／ポートビデオ出力信号３２２２を介してＬＣＤディスプレイ３２２４を駆動する。ヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０は、１つ以上のスピーカ３２２８を駆動するためにオーディオ増幅器３２２６に連結される。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００内の１つの制御部又はヘッダモジュール３００２に接続されたモジュールを制御するように構成されたタッチスクリーン３２２０ユーザインターフェースを提供する。タッチスクリーン３２２０は、モジュール式エネルギーシステム３０００内に接続された全てのモジュールを調節するために、ユーザに対する単一のアクセスポイントを維持するために使用することができる。追加のハードウェアモジュール（例えば、排煙モジュール）は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されたときに、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の底部に見られてもよく、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２から切断されたときに、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４から消えてもよい。
更に、ユーザタッチスクリーン３２２０は、モジュール式エネルギーシステム３０００に取り付けられたモジュールの設定へのアクセスを提供することができる。更に、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の配置は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されているモジュールの数及びタイプに従って変化するように構成されてもよい。例えば、１つのエネルギーモジュール及び１つの排煙モジュールがヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続される第１の用途のために、第１のユーザインターフェースをＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示することができ、２つのエネルギーモジュールがヘッダ／ＵＩモジュール３００２に接続されている第２の用途のために、第２のユーザインターフェースをＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示することができる。更に、モジュールがモジュール式エネルギーシステム３０００から接続及び切断されると、ユーザインターフェースはＬＣＤディスプレイ３２２４上のその表示を変更することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、着色するＬＣＤディスプレイ上に表示するように構成されたユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４を提供し、ポート照明に対応する。一態様では、器具パネル及びその対応するポートの周囲のＬＥＤ光の着色は、同じであるか、又は別の方法で互いに対応する。各色は、例えば、独特の意味を伝えることができる。このようにして、ユーザは、指示がどの器具を参照しているか、及び指示の性質を迅速に評価することができる。更に、器具に関する指示は、その対応するポートの周りに並ぶＬＥＤライトの色の変化、及びそのモジュールの着色によって表すことができる。更に、スクリーン上のメッセージ及びハードウェア／ソフトウェアポートの位置合わせはまた、インターフェース上ではなく、ハードウェア上でアクションをとらなければならないことを伝える役割を果たすことができる。様々な態様では、警報が他の器具上で発生している間、全ての他の器具を使用することができる。これにより、ユーザは、指示がどの器具を参照しているか、及び指示の性質を迅速に評価することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ユーザに処置オプションを提示するためにＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示するように構成されたユーザインターフェーススクリーンを提供する。一態様では、ユーザインターフェースは、ユーザに一連のオプション（例えば、大まかなものから詳細のものまで配置することができる）でユーザに提示するように構成されてもよい。各選択が行われた後、モジュール式エネルギーシステム３０００は、全ての選択が完了するまで次のレベルを表す。これらの設定は、ローカルで管理され、二次手段（ＵＳＢサムドライブなど）を介して転送されてもよい。代替的に、設定はポータルを介して管理され、病院内の全ての接続されたシステムに自動的に分散されてもよい。
処置オプションとしては、例えば、専門家、処置、及び処置のタイプによって分類される工場出荷時に事前設定されたオプションのリストを含むことができる。ユーザ選択を完了すると、ヘッダモジュールは、任意の接続された器具を、その特定の処置のための事前設定された設定に設定するように構成することができる。処置オプションはまた、例えば、外科医のリスト、次いで、専門家、処置、及びタイプを含むことができる。ユーザが選択を完了すると、システムは、外科医の好ましい器具を提案し、外科医の選好（すなわち、外科医の選好を記憶する、それぞれの外科医に関連付けられたプロファイル）に従って、それらの器具の設定を設定することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に重要な器具設定を表示するように構成されたユーザインターフェーススクリーンを提供する。一態様では、ユーザインターフェースのＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された各器具パネルは、配置及び内容において、モジュール式エネルギーシステム３０００に差し込まれた器具に対応する。ユーザがパネルをタップすると、その特定の器具のための追加の設定及びオプションを明らかにするために拡張することができ、スクリーンの残りの部分は、例えば、暗くするか、又は別の方法で強調されないようにすることができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、器具に固有の制御部を備える／表示するように構成されたユーザインターフェースの器具設定パネルを提供し、ユーザがその出力の強度を増大又は減少させ、特定の機能を切り替え、それをヘッダフットスイッチモジュール３１８６に接続されたフットスイッチのようなシステム付属品とペアリングし、高度な器具設定にアクセスし、器具に関する追加の情報を見つけることを可能にする。一態様では、ユーザは、「高度な設定」制御部をタップ／選択して、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された高度な設定ドロアーを展開することができる。一態様では、ユーザは、次いで、器具設定パネルの右上の角部でアイコンをタップ／選択するか、又はパネルの外側の任意の場所をタップすることができ、パネルは、その元の状態へと縮小される。これらの態様では、ユーザインターフェースは、各器具パネルのレディー／ホームスクリーン上で、電力レベル及び電力モードなどの最も重要な器具設定のみをＬＣＤディスプレイ３２２４に表示するように構成される。これは、遠隔からのシステムのサイズ及び可読性を最大化するためである。いくつかの態様では、パネル及びその中の設定は、可読性を更に改善するために、システムに接続された器具の数に比例してスケーリングすることができる。より多くの器具が接続されると、パネルは、より多くの量の情報を収容するようにスケーリングされる。
ヘッダネットワークモジュール３１８０は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２をモジュール式エネルギーシステム３０００の他のモジュールにネットワーク接続するための複数のネットワークインターフェース３２６４、３２６６、３２６８（例えば、イーサネット）を含む。示された例では、１つのネットワークインターフェース３２６４はサードパーティネットワークインターフェースであってもよく、別のネットワークインターフェース３２６６は病院ネットワークインターフェースであってもよく、更に別のネットワークインターフェース３２６８は、バックプレーンネットワークインターフェースコネクタ３１８２上に位置していてもよい。
ヘッダ待機プロセッサモジュール３１８４は、オン／オフスイッチ３２１０に連結された待機プロセッサ３２０４を含む。待機プロセッサ３２０４は、電流が導通ループ３２０６内を流れるかどうかを確認することによって、電気的導通試験を行う。導通試験は、連続性ループ３２０６にわたって小さい電圧を配置することによって実施される。シリアルバス３２０８は、待機プロセッサ３２０４をバックプレーンコネクタ３１８２に連結する。
ヘッダフットスイッチモジュール３１８６は、複数の対応する存在／ＩＤ及びスイッチ状態モジュール３２４２、３２４４、３２４６を通じて、複数のアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８に連結されたコントローラ３２４０をそれぞれ含む。コントローラ３２４０はまた、存在／ＩＤ及びスイッチ状態モジュール３２４８及び送受信機モジュール３２５０を介して補助ポート３２６０に連結される。補助ポート３２６０は、補助電力モジュール３２５２によって電力供給される。コントローラ３２４０は、絶縁通信モジュール３２３４、並びに第１の安全限界制御モジュール３２３０及び第２の安全限界制御モジュール３２３２を介してヘッダ／ＵＩコントローラ３１７０に連結される。ヘッダフットスイッチモジュール３１８６はまた、ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３２３８を含む。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、アナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに接続されたフットスイッチを制御するために、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示するように構成されたユーザインターフェーススクリーンを提供する。いくつかの態様では、ユーザが、手で起動しない器具内のアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに差し込むと、器具パネルは、フットスイッチアイコンの隣の警告アイコンと共に出現する。器具は、フットスイッチを使用せずに起動することができないため、器具設定は、例えばグレーアウトされてもよい。
ユーザがフットスイッチ内でアナログフットスイッチポート３２５４、３２５６、３２５８のうちのいずれか１つに差し込むと、フットスイッチがその器具に割り当てられていることを示すポップアップが出現する。フットスイッチアイコンは、フットスイッチが、器具に差し込まれ、割り当てられていることを示す。次いで、ユーザは、そのアイコン上でタップ／選択して、そのフットスイッチに関連付けられた設定を割り当て、再割り当て、割り当て解除、又は他の方法で変更することができる。これらの態様では、システムは、論理を使用して、フットスイッチを手で起動されない器具に自動的に割り当てるように構成されており、これにより、単一又は二重ペダルフットスイッチを適切な器具に更に割り当てることができる。ユーザがフットスイッチを手動で割り当て／再割り当てすることを望む場合、利用することができる２つのフローがある。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、グローバルフットスイッチボタンを提供する。ユーザがグローバルフットスイッチアイコン（ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４の右上に位置する）をタップすると、フットスイッチ割り当てオーバーレイが出現し、器具モジュールの内容が薄暗くなる。各取り付けられたフットスイッチ（デュアル又はシングルペダル）の（例えば、写真のように現実的な）表現は、器具に割り当てられていない場合には底部に表示されるか、又は対応する器具パネル上に出現する。したがって、ユーザは、これらのイラストレーションを、フットスイッチ割り当てオーバーオーバーレイ内のボックス化されたアイコンとの間でドラッグアンドドロップし、フットスイッチをそれぞれの器具に割り当て、割り当て解除、及び再割り当てすることができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、本開示の少なくとも１つの態様による、フットスイッチ自動割り当てを示す、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示されるユーザインターフェーススクリーンを提供する。上で考察されるように、モジュール式エネルギーシステム３０００は、手による起動を伴わない器具にフットスイッチを自動割り当てするように構成することができる。いくつかの態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、ユーザインターフェース要素を使用して物理的ポートを追跡する手段として、ユーザインターフェースＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示された色をモジュール自体の光に相関させるように構成することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続された異なる数のモジュールを有するユーザインターフェースの様々な用途を示すように構成されてもよい。様々な態様では、ＬＣＤディスプレイ３２２４上に表示されるユーザインターフェース要素の全体的なレイアウト又は割合は、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２に差し込まれた器具の数及びタイプに基づいていてもよい。これらのスケーリング可能なグラフィックは、より良好な可視化のために、スクリーンのより多くを利用する手段を提供することができる。
一態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続されたモジュールのどのポートがアクティブであるかを示すために、ＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。いくつかの態様では、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、アクティブポートを強調表示し、非アクティブポートを薄暗くすることによって、アクティブポート対非アクティブポートを示すように構成することができる。一態様では、ポートは、アクティブであるときに色で表現することができる（例えば、黄色で単極組織凝固、青色で双極組織切断、青色で双極組織切断、及び暖白色で高度エネルギー組織切断を表現するなど）。更に、表示された色は、ポートの周囲の光配管の色と一致する。着色は、器具がアクティブである間、ユーザが他の器具の設定を変更できないことを更に示すことができる。別の例として、ヘッダ／ＵＩモジュール３００２は、第１のエネルギーモジュールの双極、単極、及び超音波ポートをアクティブとして、第２のエネルギーモジュールの単極ポートを同様にアクティブとして示すように構成することができる。
一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、グローバル設定メニューを表示するためのＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、モジュール式エネルギーシステム３０００に接続された任意のモジュールにわたって全体的な設定を制御するために、ＬＣＤディスプレイ３２２４上にメニューを表示するように構成されてもよい。グローバル設定メニューは、例えば、常に一貫した位置に表示されてもよい（例えば、主スクリーンの右上の角部で常に利用可能である）。
一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、外科用器具が使用されている間に設定の変更を防止するように構成されたＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。一実施例では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、接続された器具がアクティブであるときに、表示されたメニューを介して設定が変更されることを防止するように構成されてもよい。ユーザインターフェーススクリーンは、例えば、設定メニューが開いている間に器具の起動を示すために予約されるエリア（例えば、左上の角部）を含むことができる。一態様では、ユーザは、単極凝固がアクティブである間に双極設定を開いている。一態様では、次に、起動が完了すると、設定メニューを使用することができる。一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、重要な情報の表示を維持するために、重要な器具情報を示すために、専用のエリアにわたっていかなるメニュー又は他の情報をもオーバーレイしないように構成され得る。
一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、器具エラーを表示するように構成されたＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。一態様では、器具のエラー警告は、器具パネル自体に表示されてもよく、看護師がエラーのトラブルシューティングを行っている間に、ユーザが他の器具を使用し続けることを可能にする。これにより、ユーザは、手術を停止して器具をデバッグする必要なく手術を継続することができる。
一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、様々な器具に利用可能な異なるモード又は設定を表示するためのＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。様々な態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、積み重ね体／ハブに接続された外科用器具のタイプ又は用途に適切な設定メニューを表示するように構成されてもよい。各設定メニューは、特定の器具タイプに適切な異なる電力レベル、及びエネルギー送達プロファイルなどのオプションを提供することができる。一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、双極切断、単極切断、及び単極凝固用途に利用可能な異なるモードを表示するように構成されてもよい。
一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、予め選択された設定を表示するためのＬＣＤディスプレイ３２２４上のユーザインターフェーススクリーンを示すように構成されてもよい。一態様では、ヘッダ／ＶＩモジュール３００２は、患者が手術室に入る前にモジュール式エネルギーシステム３０００が準備されるように、器具に差し込まれる前に、器具／デバイス設定の選択を受信するように構成されてもよい。一態様では、ユーザは、単にポートをクリックし、その後、そのポートの設定を変更することができる。図示された態様では選択されたポートは、設定が設定されていることを示すために消えかかったように出現するが、そのポートには器具は差し込まれていない。
図３５は、本開示の少なくとも１つの態様による、図２９、図３０、図３２、及び図３３に示されるエネルギーモジュールなどのハブのエネルギーモジュール３２７０のブロック図である。エネルギーモジュール３２７０は、第１のパススルーハブコネクタ３２７２及び第２のパススルーハブコネクタ３２７６を介してヘッダモジュール、ヘッダ／ＶＩモジュール、及び他のエネルギーモジュールに連結するように構成される。第１のパススルーハブコネクタ３２７２と第２のパススルーハブコネクタ３２７６との間に配設されたスイッチ３０７６は、ソースデバイスから宛先デバイスへのデータを受信、処理、及び転送し、それらの間のデータ通信を制御する。データはデータバス３００８を通じて受信及び送信される。エネルギーモジュール３２７０は、エネルギーモジュール３２７０の様々な通信及び処理機能を制御するためのコントローラ３０８２を含む。
ＤＣ電力は、エネルギーモジュール３２７０によって電力バス３００６を通じて受信及び送信される。電力バス３００６は、ＤＣ／ＤＣ変換器モジュール３１３８に連結されて、調節可能なレギュレータ３０８４、３１０７及び絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３０９６、３１１２、３１３２に電力を供給する。
一態様では、エネルギーモジュール３２７０は超音波広帯域増幅器３０８６を含むことができ、超音波広帯域増幅器３０８６は、一態様では、低い全高調波歪み（ＴＨＤ）レベルにおいて任意の波形を発生させることができる線形クラスＨ増幅器であってもよく、高調波トランスデューサを駆動してもよい。超音波広帯域増幅器３０８６は、効率を最大化するために降圧調節可能なレギュレータ３０８４によって供給され、例えば、直接デジタル合成装置（ＤＤＳ）を介してデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、例えば、トランスデューサＤＳＰに埋め込むか、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）内に実装することができる。コントローラ３０８２は、デジタル－アナログ変換器３１０６（ＤＡＣ）を介して超音波広帯域増幅器３０８６を制御する。超音波広帯域増幅器３０８６の出力は、超音波電力変圧器３０８８に供給され、超音波電力変圧器３０８８は、高度エネルギー受容部３１００の超音波エネルギー出力部分に連結される。超音波インピーダンスを計算するために使用され得る超音波電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、超音波ＶＩ ＦＢ変圧器３０９２を介して、高度エネルギー受容部３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。超音波電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８０及びデュアルアナログ－デジタル変換器３２７８（ＡＩＤ）を通じてコントローラ３０８２に戻される。一態様では、デュアルＡＩＤ３２７８は、８０ＭＳＰＳのサンプリングレートを有する。また、高度エネルギー受容部３１００を通じてコントローラ３０８２に連結されているのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３０９６、及び中帯域幅データポート３０９８である。
一態様では、エネルギーモジュール３２７０は、とりわけ、複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８を含むことができ、一態様では、広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８の各々は、任意の波形を発生させることができる線形クラスＨ増幅器であり、ＲＦ負荷を出力周波数の範囲で駆動することができる。広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８の各々は、効率を最大化するために調節可能な降圧レギュレータ３１０７によって供給され、ＤＤＳを介してＤＳＰとして実装され得るコントローラ３０８２によって制御される。ＤＤＳは、例えば、ＤＳＰに埋め込むか、又はＦＰＧＡ内に実装することができる。コントローラ３０８２は、ＤＡＣ３１２２を介して第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８を制御する。
図３４及び図３５に示され、説明されるエネルギーモジュール３００４、３０１２とは異なり、エネルギーモジュール３２７０は、調節可能な降圧レギュレータ３１０７からのＲＦ出力信号を受信するように構成されたＲＦ選択リレーを含まない。加えて、図３４及び図３５に図示及び説明されるエネルギーモジュール３００４、３０１２とは異なり、エネルギーモジュール３２７０は、単一のＲＦ電力増幅器の代わりに複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８を含む。一態様では、調節可能な降圧レギュレータ３１０７は、複数の状態の間で切り替わることができ、この状態では、調節可能な降圧レギュレータ３１０７は、それに接続された複数の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８、３２８６、３２８８のうちの１つに出力ＲＦ信号を出力する。コントローラ３０８２は、調節可能な降圧レギュレータ３１０７を複数の状態の間で切り替わるように構成される。第１の状態では、コントローラは、ＲＦエネルギー信号を第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８に出力するように調節可能な降圧レギュレータ３１０７を駆動する。第２の状態では、コントローラは、ＲＦエネルギー信号を第２の広帯域ＲＦ電力増幅器３２８６に出力するように調節可能な降圧レギュレータ３１０７を駆動する。第３の状態では、コントローラは、ＲＦエネルギー信号を第３の広帯域ＲＦ電力増幅器３２８８に出力するように調節可能な降圧レギュレータ３１０７を駆動する。
第１の広帯域ＲＦ電力増幅器３１０８の出力は、高度エネルギー受容部３１００のＲＦ出力部分に連結されたＲＦ電力変圧器３０９０に供給することができる。ＲＦインピーダンスを計算するために用いられ得るＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を介して、高度エネルギー受容部３１００の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８４及びコントローラ３０８２に連結されたデュアルＡＩＤ３２８２に連結された、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３０９４を通じてコントローラ３０８２に戻される。一態様では、デュアルＡＩＤ３２８２は、８０ＭＳＰＳのサンプリングレートを有する。
第２のＲＦ広帯域電力増幅器３２８６の出力は、ＲＦ単極受容部３１３６のＲＦ電力変圧器３１２８を通じて供給される。ＲＦインピーダンスを計算するために用いられ得る単極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１３０を介して、単極ＲＦエネルギー受容部３１３６の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８４及びデュアルＡＩＤ３２８２を通じてコントローラ３０８２に戻される。また、単極ＲＦエネルギー受容部３１３６を通じてコントローラ３０８２に連結されるのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３１３２、及び低帯域幅データポート３１３４である。
第３のＲＦ広帯域電力増幅器３２８８の出力は、双極ＲＦ受容部３１１８のＲＦ電力変圧器３１１０を通じて供給される。ＲＦインピーダンスを計算するために使用され得る双極ＲＦ電圧（Ｖ）及び電流（Ｉ）フィードバック（ＦＢ）信号は、ＲＦ ＶＩ ＦＢ変圧器３１１４を介して、双極ＲＦエネルギー受容部３１１８の入力部分を通じてコントローラ３０８２にフィードバックされる。ＲＦ電圧及び電流フィードバック信号は、アナログマルチプレクサ３２８０及びデュアルＡＩＤ３２７８を通じてコントローラ３０８２に戻される。また、双極ＲＦエネルギー受容部３１１８を通じてコントローラ３０８２に連結されるのは、電力バス３００６からＤＣ電力を受信する絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ポート３１１２、及び低帯域幅データポート３１１６である。
接触モニタ３２９０は、ＮＥ受容部３２９２に連結される。電力は、単極受容部３１３６からＮＥ受容部３２９２に供給される。
一態様では、図２９～図３５を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００は、受容部３１００、３１１８、３１３６内の器具の存在を、フォトインタラプタ、磁気センサ、又は受容部３１００、３１１８、３１３６に統合された他の非接触センサを介して検出するように構成され得る。このアプローチは、ＭＴＤコネクタ上の専用の存在ピンを単一の目的に割り当てる必要性を防止し、代わりに、器具の存在を継続的に監視しながらＭＴＤ信号ピン６～９の多目的機能を可能にする。
一態様では、図２９～図３５を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、患者の絶縁境界を横切る高速通信（１０～５０Ｍｂ／秒）を可能にする光学リンクを含むことができる。このリンクは、デバイス通信、緩和信号（ウォッチドッグなど）、及び低帯域幅ランタイムデータを伝送する。いくつかの態様では、光学リンクは、非絶縁側で行うことができるリアルタイムサンプリングデータを含まない。
一態様では、図２９～図３５を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、（ｉ）ＡＩＤ及び電流源を介して存在抵抗値を読み取ることと、（ｉｉ）ハンドスイッチＱプロトコルを介してレガシーの器具と通信することと、（ｉｉｉ）ローカルバス１－Ｗｉｒｅプロトコルを介して器具と通信することと、（ｉｖ）ＣＡＮ ＦＤ対応外科用器具と通信することと、を行うことができる多機能回路ブロックを含むことができる。外科用器具がエネルギー発生器モジュールによって適切に識別されると、関連するピン機能及び通信回路が有効化され、一方、他の未使用の機能は無効化され、高インピーダンス状態に設定される。
一態様では、図２９～図３５を参照すると、モジュール式エネルギーシステム３０００のモジュールは、増幅器パルス／刺激／補助ＤＣ増幅器を含むことができる。これは、フルブリッジ出力に基づく柔軟に使用できる増幅器であり、機能的絶縁を組み込む。これにより、その差動出力は、印加された部分上の任意の出力接続を参照することができる（いくつかの態様では、単極活性電極を除く）。増幅器出力は、ＤＣモータ、照明、ＦＥＴ駆動などのＤＣ用途のための中程度の出力電力で、ＤＡＣ又は方形波駆動によって提供される波形駆動を有する小さい信号線形（パルス／刺激）のいずれかであり得る。出力電圧及び電流は、機能的に絶縁された電圧及び電流フィードバックで感知されて、正確なインピーダンス及び電力測定値をＦＰＧＡに提供する。ＣＡＮ ＦＤ対応の器具と対になって、この出力はモータ／運動制御駆動を提供することができ、一方、位置又は速度フィードバックは、閉ループ制御のためのＣＡＮ ＦＤインターフェースによって提供される。
図３６は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具３６００２と、外科用ハブ３６０２４と、クラウドコンピューティングシステム３６０３６との間の通信のためのシステム３６０００を示す。外科用器具３６００２は、電動外科用エンドエフェクタであってもよい。例えば、外科用器具３６００２は、外科用器具６５０２（図１４）及び／又は外科用器具１１０４、１１０６、１１０８（図２１）を指し得る。外科用器具３６００２は、発生器３６００３を含んでもよい。例えば、発生器３６００３は、図２０～図２１において上述した発生器９００を指し得る。発生器３６００３は、実施されている組織の治療の種類に応じて、とりわけ、例えば、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの、本明細書に記載される１つ以上のエネルギーモダリティの形態で電力を外科用器具３６００２に提供し得る。外科用器具３６００２は、伝達機構３６００４及び受信機３６００６を含んでもよい。伝達機構３６００４及び受信機３６００６は、少なくとも１つの外部デバイス間に通信経路３６００８及び３６０１０を確立するように構成されてもよい。例えば、通信経路３６００８は、外科用器具３６００２と外科用ハブ３６００４との間にあってもよく、通信経路３６０１０は、外科用器具３６００２とクラウドコンピューティングシステム３６０３６との間にあってもよい。外科用器具３６００２は、組織上で動作するように構成され得る制御可能なジョー３６０１２を含んでもよい。制御可能なジョー３６０１２は、第１のジョー及び第２のジョーを含んでもよい。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得、一緒に閉じる第１のジョー及び第２のジョーによってクランプされ得る。外科用器具３６００２は、デフォルト制御アルゴリズムであり得る制御アルゴリズム３６０１８を含むデータを記憶し得る更新可能なメモリ３６０１６を含んでもよい。外科用器具３６００２は、制御アルゴリズム３６０１８を動作させるように構成され得るプロセッサ３６０１４を含んでもよい。外科用器具３６００２は、第１のエネルギーを送達する第１の電極３６０２０と、第２のエネルギーを送達する第２の電極３６０２２と、を含む。第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８によって制御されてもよく、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０によって制御されてもよい。制御アルゴリズム３６０１８は、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を制御するように構成されてもよい。実施例では、外科用器具３６００２は、少なくとも２つのエネルギーモダリティを任意の好適な組み合わせで使用してもよい。例において、外科用器具３６００２は、少なくとも２つのエネルギーモダリティを連続して使用してもよい。発生器３６００３は、上述のように、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの電力を第１の電極３６０２０及び第２の電極３６０２２に送達し得る。
外科用ハブ３６０２４は、外科用ハブ３６０２４と少なくとも１つの外部デバイスとの間に通信経路３６００８及び３６０３０を確立するように構成され得る送信機３６０２６及び受信機３６０２８を含んでもよい。例えば、通信経路３６００８は、外科用ハブ３６０２４と外科用器具３６００２との間にあってもよい。通信経路３６０３０は、外科用ハブ３６００４とクラウドコンピューティングシステム３６０３６との間にあってもよい。外科用ハブ３６００４は、制御アルゴリズム３６０３４を含むデータを含んでもよい。外科用ハブ３６０２４は、制御アルゴリズム３６０３４を含むデータを受信して解釈するように構成されているプロセッサ３６０３２を含んでもよい。
クラウドコンピューティングシステム３６０３６は、クラウドベースの分析システムを構成してもよく、１つ以上のネットワーク化されたコンピューティングリソースを含んでもよい。クラウドコンピューティングシステム３６０３６は、通信経路３６０３０を介して外科用ハブ３６００４に通信可能に連結されてもよい。クラウドコンピューティングシステム３６０３６は、通信経路３６０１０を介して外科用器具３６００２に通信可能に連結されてもよい。このクラウドコンピューティングシステム３６０３６は、特定の基準に基づいて、データを迅速かつ効率的に識別し得る。いくつかの状況において、クラウドコンピューティングシステム３６０３６は、複数の手術部位から決定されたデータを集約し得る。クラウドコンピューティングシステム３６０３６は、データソート、優先順位付け、及び特定の基準又は閾値に基づく他のタイプのデータ処理によって、集約データを処理し得る。
図３７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更新するためのプロセス３７０００の論理フロー図を示す。３７００２において、プロセス３７０００は、第１のモードで動作するように外科用器具３６００２を構成し得る。例えば、第１のモードは、第１の時点で動作してもよい。第１のモードは、更新可能なメモリ３６０１６に記憶された制御アルゴリズム３６０１８を介して動作するように構成されてもよい。第１のモードで動作するとき、制御アルゴリズム３６０１８は、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作している。デフォルト制御アルゴリズム３６０１８は、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８によって操作される第１のエネルギー及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０によって操作される第２のエネルギーの両方を同時に制御し得る。３７００４において、プロセス３７０００は、例えば、外科用器具３６００２が第１の時間の後の第２の時間にデータを受信し得るかどうかを決定し得る。いいえの場合、３７００６において、プロセス３７０００は、デフォルト制御アルゴリズムに従って第１のモードで動作し続け得る。はいの場合、３７００８において、受信されたデータは、外科用器具３６００２に、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得る。第２のモードは、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０の両方の制御を同時に更新するように構成され得る代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されてもよい。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムへの制御アルゴリズム３６０１８の修正は、上述のような発生器３６００３によって、及び／又は外科用ハブ３６００４によって制御されてもよい。実施例では、制御アルゴリズム３６０１８の態様は、例えば、動作中に調節及び／又は更新されてもよい。実施例では、制御アルゴリズム３６０１８は、デバイスがサービス中である間に更新されてもよい。実施例では、制御アルゴリズム３６０１８は、メンテナンス期間中に更新されてもよい。
受信データは、外科用器具３６００２の受信機３６００６を介して外部ソースから受信されてもよい。例えば、外部ソースは、外科用ハブ３６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム３６０３６であり得る。実施例では、受信されたデータは、合計消費電力、温度、印加された圧力、及び／又は組織パラメータなどの制御パラメータに関連し得る。組織の特性は、例えば、組織型又は組織インピーダンスに関連し得る。組織タイプを識別するのを助ける方法は、上述のように状況認識を使用し得る。外科用器具３６００２は、アルゴリズムに従って組織にエネルギーを印加してもよい。アルゴリズムは、組織が凝固及び／又は切断を通して進行するにつれて、エネルギーモダリティ、電力、及び／又は動作の他の態様を変調してもよい。例えば、状況認識システム又は方法は、対処すべき組織型を識別し得る。状況認識システム又は方法は、部分的に、アルゴリズムのパラメータを選択及び／又は修正するために使用されてもよい。そのような選択及び／又は修正は、直接的結果及び／又は患者転帰を最適化するために使用されてもよい。例えば、そのような選択及び／又は修正は、一般化されたアルゴリズム（例えば、広範囲の組織型に好適であるように一般化されるアルゴリズム）によって提供されるものと比較して、改善された直接的結果及び／又は患者転帰を提供し得る。
実施例では、受信されたデータは、外科用器具３６００２による力の尺度に関連し得る。力は、力の直接的／間接的な尺度であり得る。実施例では、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て取得された補足情報に関連し得る。実施例では、エネルギーモダリティのそれぞれの使用の制御は、様々なパラメータ、測定値、規則、手順、入力、アルゴリズムなどに基づいてもよく、かつ／又はそれらによって影響を受けてもよい。実施例では、エネルギーモダリティは、封止及び／又は切開を最大化するように変更及び／又は混合されてもよい。実施例では、エネルギーモダリティは、外科用器具３６００２内の残留熱を最小化するように変更及び／又は混合されてもよい。実施例では、実施例では、外科用器具３６００２は、図１５Ｂにおいて上述したアップグレード可能な要素３０１４を含んでもよい。アップグレード可能な要素３０１４は、受信された集約データに基づいて、外科用器具３６００２の制御アルゴリズム３６０１８の動作モードを更新するように動作し得る。実施例では、外科用器具３６００２は、上記の図１６に記載されるような閉鎖駆動システムを含んでもよい。閉鎖駆動システムのクランプ圧力は、エネルギーの送達中に組織に印加されてもよい。クランプ圧力の量は、制御アルゴリズム３６０１８に従って制御されてもよい。
図３８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更新するためのプロセス３８０００の論理フロー図を示す。３８００２において、外科用器具３６００２は、デフォルト制御アルゴリズム及び代替制御アルゴリズムを取得するように構成される。デフォルト制御アルゴリズムは、外科用器具３６００２の更新可能なメモリ３６０１８内に記憶されたデータに対応し得る。デフォルト作動アルゴリズムは、外科用器具３６００２に、第１のモードに従って第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を動作させることができる。代替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得る。例えば、外部ソースは、外科用ハブ３６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム３６０３６であり得る。代替作動アルゴリズムは、外科用器具３６００２に、第２のモードに従って第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を動作させることができる。３８００４において、外科用器具３６００２は、デフォルトモードとして機能し得る第１のモードに従って動作することができるかどうかを決定する。決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織パラメータなどの外科用器具３６００２の制御パラメータに基づいてもよい。組織の特性は、例えば、組織型又は組織インピーダンスに関連し得る。組織タイプを識別するのを助ける方法は、上述のように状況認識を使用し得る。実施例では、決定は、外科用器具３６００２による力の測定値に基づいてもよい。力は、力の直接的／間接的な尺度であり得る。実施例では、決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じて取得された補足情報に基づいてもよい。外科用器具３６００２が第１のモードで動作し得ると決定された場合、３８００６において、外科用器具３６００２は第１のモードで動作し得る。３８００８において、外科用器具３６００２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ることができるかどうかを決定する。決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織パラメータなどの外科用器具３６００２の制御パラメータに基づいてもよい。組織の特性は、例えば、組織型又は組織インピーダンスに関連し得る。組織タイプを識別するのを助ける方法は、上述のように状況認識を使用し得る。実施例では、決定は、外科用器具３６００２による力の測定値に基づいてもよい。力は、力の直接的／間接的な尺度であり得る。実施例では、決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じて取得された補足情報に基づいてもよい。はいの場合、３８０１０において、外科用器具３６００２は、第１のモードでの動作から第２のモードでの動作に変更し得る。はいの場合、３８０１２において、外科用器具３６００２は、上述のようにデフォルトモードであり得る第１のモードで動作し続け得る。いくつかの実施例では、外科用器具３６００２は、図１５Ｂにおいて上述したアップグレード可能な要素３０１４を含んでもよい。アップグレード可能な要素３０１４は、受信された集約データに基づいて、外科用器具３６００２の１つ以上の制御アルゴリズムの動作モードを更新するように動作し得る。
図３９は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具のアルゴリズムを更新するためのプロセス３９０００の論理フロー図を示す。３９００２において、外科用器具３６００２は、デフォルト制御アルゴリズム及び代替制御アルゴリズムを取得するように構成される。デフォルト制御アルゴリズムは、外科用器具３６００２の更新可能なメモリ３６０１８内に記憶されたデータに対応し得る。デフォルト制御アルゴリズムは、第１のモードに従って第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を動作させることができる。代替制御アルゴリズムは、外部ソースから受信されるデータに対応し得る。例えば、外部ソースは、外科用ハブ３６００４及び／又はクラウドコンピューティングシステム３６０３６であり得る。代替制御アルゴリズムは、外科用器具３６００２に、第２のモードに従って第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を動作させることができる。３９００４において、外科用器具３６００２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決定する。決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織パラメータなどの外科用器具３６００２の制御パラメータに基づいてもよい。組織の特性は、例えば、組織型又は組織インピーダンスに関連し得る。組織タイプを識別するのを助ける方法は、上述のように状況認識を使用し得る。実施例では、決定は、外科用器具３６００２による力の測定値に基づいてもよい。力は、力の直接的／間接的測定値であり得る。実施例では、決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じて取得された補足情報に基づいてもよい。３９００６において、外科用器具３６００２は、３９００４において第１のモードで動作すべきであると決定した場合、第１のモードで動作し得る。３９００８において、外科用器具３６００２は、３９００４において第２のモードで動作すべきであると決定した場合、第２のモードで動作し得る。いくつかの実施例では、外科用器具３６００２は、図１５Ｂにおいて上述したアップグレード可能な要素３０１４を含み得る。アップグレード可能な要素３０１４は、受信された集約データに基づいて、外科用器具３６００２の１つ以上の制御アルゴリズムの動作モードを更新するように動作し得る。
図４０は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブが外科用器具のアルゴリズムを更新するためのプロセス４００００の論理フロー図を示す。４０００２において、外科用ハブ３６００４は、外科用器具３６００２との通信を求め得る。外科用ハブ３６００４は、外科用器具３６００２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。４０００４において、外科用ハブ３６００４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外科用器具３６００２との通信が利用可能であるかどうかを決定し得る。通信が利用可能であるかどうかの決定は、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、又はサブスクリプションレベルによって決定されてもよい。そのようなサブスクリプションレベルは、制御アルゴリズム３６０１８及び／又は他のソフトウェアが更新されることを可能にし得る。そのようなサブスクリプションレベルは、例えば、ネットワーク接続性の現在の利用可能性に基づいてもよい。クラウドコンピューティングシステム３６０３６とのネットワーク接続性及び／又は相互作用の存在は、クラウドコンピューティングシステム３６０３６によって提供されるアルゴリズムに従って動作する選択肢を外科医に提供し得る。通信が利用可能でない場合、プロセス４００００は４０００２に戻ることができ、外科用ハブ３６００４は外科用器具３６００２との通信を求めることができる。通信が利用可能である場合、４０００６において、外科用ハブ３６００４は、受信機３６０２８を介して外科用器具３６００２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し得る。４０００８において、外科用ハブ３６００４は、受信されたデータに基づいて、外科用器具３６００２が第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決定し得る。決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織パラメータなどの外科用器具３６００２の制御パラメータに基づいてもよい。組織の特性は、例えば、組織型又は組織インピーダンスに関連し得る。組織タイプを識別するのを助ける方法は、上述のように状況認識を使用し得る。実施例では、決定は、外科用器具３６００２による力の測定値に基づいてもよい。力は、力の直接的／間接的な尺度であり得る。実施例では、決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を通じて取得された補足情報に基づいてもよい。外科用ハブ３６００４が第１のモードで動作すべきであると決定した場合、プロセス４００００は４０００６に戻り、後に受信機３６０２８を介して外科用器具３６００２から更新されたデータを受信し、次いで、更新された受信データをアップロードし得る。外科用ハブ３６００４が、第２のモードで動作すべきであると決定した場合、４００１０において、決定に基づいて、外科用ハブ３６００４は、外科用器具３６００２を第２のモードで動作させる更新されたデータを送信し得る。第２のモードでは、外科用器具３６００２は、代替制御アルゴリズムに従って、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を同時に制御し得る。いくつかの実施例では、外科用ハブ３６００４は、図１５Ｂにおいて上述したアップグレード可能な要素３０１４を含んでもよい。アップグレード可能な要素３０１４は、受信された集約データに基づいて、外科用ハブ３６００４の１つ以上の制御アルゴリズムの動作モードを更新するように動作し得る。
図４１は、本開示の少なくとも１つの態様による、検出された閾値パラメータに基づいて外科用器具のエネルギーモダリティを変更又はブレンドするためのプロセス４１０００の論理フロー図を示す。４１００２において、外科用器具３６００２及び／又は外科用ハブ３６００４は、外科用器具３６００２内の複数のエネルギーモダリティを検出し得る。それぞれのエネルギーモダリティのそれぞれの制御は、特定のパラメータに基づいてもよい。例えば、パラメータは、組織インピーダンス及び／又は組織型などの組織に対する何らかの尺度であってもよい。組織型の識別を助ける方法は、上述したような状況認識を使用し得る。例えば、パラメータは、外科用器具３６００２に関連する何らかの尺度であってもよい。この尺度は、力の直接的又は間接的な尺度であり得る。例えば、パラメータは、ＥＭＲデータベース、システムパラメータ、及び／又は手術における他の器具類などの外部ソースに由来してもよい。
４１００４において、外科用器具３６００２及び／又は外科用ハブ３６００４は、パラメータが閾値に到達したかどうかを決定し得る。４１００６において、外科用器具３６００２及び／又は外科用ハブ３６００４が、閾値に達したと決定した場合、外科用器具３６００２は、異なるエネルギー変調に変更され得る。特定の閾値に達すると、外科用器具３６００２は、上述した第１のモード及び第２のモードなどの異なるモードで動作するようにトリガされ得る。異なるモードは、それぞれ第１のエネルギー及び第２のエネルギーを制御し得る、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を制御し得る異なる制御アルゴリズムに関連付けられ得る。例えば、特定の組織閾値インピーダンスに達すると、モードの変化をトリガすることができる。例えば、異なる組織型は、異なる時間にモードへの変更をトリガすることができ、これは、時には、ある時間に自動的に変更することができる。例えば、特定の閾値力に達すると、モードの変更をトリガすることができる。モードの変更は、第１のエネルギーアルゴリズム３６０３８及び第２のエネルギーアルゴリズム３６０４０を変更し得、それにより、外科用器具３６００２は、外科用器具３６００２内の残留熱を維持しながら、封止及び切開を最適化するために、異なるエネルギー変調に自動的に変更することができる。モードの変更は、外科用器具３６００２が組織を切断するときに外科用器具３６００２の電力を変更し得る。モードの変更は、組織を切断するときにクランプ圧力を変更し得る。４１００８において、外科用器具３６００２及び／又は外科用ハブ３６００４が、閾値に達していないと決定した場合、外科用器具３６００２は、異なるエネルギー変調に変更され得る。
別の態様では、外科用器具３６００２の制御アルゴリズム３６０１８は、外科環境内の他の外科用器具の使用に基づいて更新されてもよい。通信は、外科用器具３６００２と外科用ハブ３６００４との間、又は外科用器具３６００２と外科環境内の他の外科用器具のうちの１つ以上との間であり得る。情報は、外科用ハブ３６００４又は外科用器具３６００２によって監視され得、外科処置におけるそれぞれの工程の後に制御アルゴリズム３６０１８を調節し得る。例えば、制御アルゴリズム３６０１８は、患者の血圧を監視した後、外科用ハブ３６００４から画像データを受信した後、及び／又は外科用器具３６００４を介して受信されたセンサフィードバックに基づいて更新されてもよい。外科用器具のそれぞれは、リアルタイムで互いに通信し、それぞれのアクションに合わせて調節することができる。
本開示の実施例。
以下は、本明細書に記載され、かつ／又は図面に示され、以下で特許請求される可能性も又は特許請求されない可能性もある、実施例の非網羅的なリストである。実施例に関連付けられた例示的な効果及び／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手順の実装の理解を助けることを念頭において、以下に提供される。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行うように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
以下は、本明細書に記載され、かつ／又は図面に示され、以下で特許請求される可能性も又は特許請求されない可能性もある、実施例の非網羅的なリストである。実施例に関連付けられた例示的な効果及び／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手順の実装の理解を助けることを念頭において、以下に提供される。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行うように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。
電動外科用エンドエフェクタには、このように、適応型エネルギーコンボ制御オプションが提供される。したがって、電動エンドエフェクタは、その関連するエネルギーコンボ器具又はシステムと共同して、少なくとも２つのエネルギーモダリティ（ＲＦ単極、ＲＦ双極、及び超音波など）を有する。それぞれのエネルギーアルゴリズムは、動作の異なる段階、例えば、組織凝固及び組織切断を経るにつれて、エネルギー印加を動的に制御し得る。更に、上記の様々な例によれば、エネルギーアルゴリズムは、内部デバイスパラメータ、組織インピーダンス又は外部ソースに関連する測定値（例えば、ＥＭＲデータベース、手術における他の器具類、状況認識）などの他のパラメータに基づいて、自動的かつ同時に調節され得る。その後にプロセッサを代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる更新可能なメモリを提供することによって、外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムに対して異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況に効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。
２．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
３．第２の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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。
６．第２の時間に受信されるデータは、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の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デバイス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。
３．第２の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施例２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施例３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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。
６．第２の時間に受信されるデータは、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
これらの制御パラメータの異なる値は、外科処置の異なる段階に有効であり得る。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、実施例１～５のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
したがって、この実施例によって、現在の外科的状況を示すエンドエフェクタからの動的フィードバックが提供され得、このように、エンドエフェクタは、現在の外科的状況に対してより適切かつ効果的である第２のモードで動作するように適合され得る。
８．第２の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１～５のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
８．第２の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１～５のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
電動外科用エンドエフェクタには、このように、適応型エネルギーコンボ制御オプションが提供される。したがって、電動エンドエフェクタは、その関連するエネルギーコンボ器具又はシステムと共同して、少なくとも２つのエネルギーモダリティ（ＲＦ単極、ＲＦ双極、及び超音波など）を有する。それぞれのエネルギーアルゴリズムは、動作の異なる段階、例えば、組織凝固及び組織切断を経るにつれて、エネルギー印加を動的に制御し得る。更に、上記の様々な例によれば、エネルギーアルゴリズムは、内部デバイスパラメータ、組織インピーダンス又は外部ソースに関連する測定値（例えば、ＥＭＲデータベース、手術における他の器具類、状況認識）などの他のパラメータに基づいて、自動的かつ同時に調節され得る。その後にプロセッサを代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる更新可能なメモリを提供することによって、外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムに対して異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況に効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。
１１．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
１２．外部デバイスが外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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。
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の決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の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デバイス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。
１２．外部デバイスが外科用ハブである、実施例１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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。
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の決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
これらの制御パラメータの異なる値は、外科処置の異なる段階に有効であり得る。
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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つに記載の電動外科用エンドエフェクタ。
したがって、この実施例によって、現在の外科的状況を示すエンドエフェクタからの動的フィードバックが提供され得、エンドエフェクタは、現在の外科的状況に対してより適切かつ効果的である第２のモードで動作するように適合され得る。
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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、実施例１０～１３のいずれか１つ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、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、実施例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、外科用ハブと電動外科用エンドエフェクタとの間の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
外科用ハブは、このように、外科用エンドエフェクタのための適応型エネルギーコンボ制御オプションを提供する。このようにして、外科用ハブは、電動外科用エンドエフェクタを、デフォルト制御アルゴリズムとは対照的に、代替制御アルゴリズムによる第２のモードに従って動作させることができる。外科用エンドエフェクタは、２つの異なるエネルギーアルゴリズムのために異なるエネルギーモダリティを必要とする異なる外科的状況にとって効果的な外科用ステープル留めのために再構成され得る。デフォルト制御アルゴリズムから代替制御アルゴリズムに切り替える能力は、外科処置の段階が、例えば、同一の全体的外科処置内で、一方から他方に迅速に移動することを可能にするために重要である。これは、外科処置中に異なるエネルギーモダリティでステープル留めを行う全体的な速度、延いては、行われている手術の全体的な有効性を改善し得る。通信を行うことができるかどうかが決定されるので、通信を行うことができる場合にのみ、デフォルト制御アルゴリズムに基づく第１のモードから代替制御アルゴリズムに基づく第２のモードへの切り替えが行われる。これは、接続された環境が存在しない場合、エンドエフェクタが、更新のないアルゴリズムの標準（デフォルト）構成で動作し、ハブとの通信が利用可能であるかどうかにかかわらず治療が進み得ることを意味する。したがって、通信障害が発生した場合、外科処置は継続し得る。しかしながら、ハブ通信が利用可能であるとき、エネルギー制御及び更新は、システム条件に適合され得る。
１９．通信が利用可能であるかどうかの決定は、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決定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１７又は１８に記載の外科用ハブ。
１９．通信が利用可能であるかどうかの決定は、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決定される、実施例１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施例１７又は１８に記載の外科用ハブ。
以下は、本明細書に開示される実施形態のリストである。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達する第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達する第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行う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デバイス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の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施形態２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施形態３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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の時間に受信されるデータは、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又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。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、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の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に関連する、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
９．第２のモードは、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達する第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達する第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
１１．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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．外部デバイスが外科用ハブである、実施形態１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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の決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性に基づく、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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に基づく、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１７．第２のモードは、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行う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どうかの決定は、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決定される、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に関連する、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
１．電動外科用エンドエフェクタであって、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達する第１の電極であって、第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達する第２の電極であって、第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、こととを行う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デバイス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の時間に受信されるデータは、受信機を介した外部デバイスからのものである、実施形態２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
４．外部デバイスが外科用ハブである、実施形態３に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
５．外部デバイスが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の時間に受信されるデータは、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又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。
７．第２の時間に受信されるデータは、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、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の時間に受信されるデータは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に関連する、実施形態１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
９．第２のモードは、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達する第１の電極であって、第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、制御可能なジョー内で組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達する第２の電極であって、第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶した更新可能なメモリと、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ており、第１のモードでは、プロセッサは、デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、第２のモードでは、プロセッサは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
１１．電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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．外部デバイスが外科用ハブである、実施形態１１に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１３．外部デバイスが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の決定は、合計消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は組織の特性に基づく、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の決定は、電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、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の決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に基づく、実施形態１０に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
１７．第２のモードは、電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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の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、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どうかを決定することであって、第１のモードでは、電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、受信機を介して電動外科用エンドエフェクタからデータを受信することと、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又は第２のモードで動作すべきかを受信されたデータに基づいて決定することと、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更新されたデータを送信することであって、第２のモードでは、外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方の制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行う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どうかの決定は、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決定される、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
２０．データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を介した補足情報に関連する、実施形態１８に記載の外科用ハブ。
〔実施の態様〕
（１） 電動外科用エンドエフェクタであって、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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、前記プロセッサを第２のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、ことと、を行う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デバイス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の時間に受信される前記データは、前記受信機を介した前記外部デバイスからのものである、実施態様２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（４） 前記外部デバイス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） 前記外部デバイス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。
（１） 電動外科用エンドエフェクタであって、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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、前記プロセッサを第２のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、ことと、を行う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デバイス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の時間に受信される前記データは、前記受信機を介した前記外部デバイスからのものである、実施態様２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
（４） 前記外部デバイス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） 前記外部デバイス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の時間に受信される前記データは、消費電力（power draw）、温度、印加される圧力、及び／又は前記組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、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の時間に受信される前記データは、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、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の時間に受信される前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、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。
（９） 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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ており、
前記第１のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、
前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
（７） 前記第２の時間に受信される前記データは、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、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の時間に受信される前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、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。
（９） 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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ており、
前記第１のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、
前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。
（１１） 前記電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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） 前記外部デバイス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） 前記外部デバイス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の前記決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は前記組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、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の前記決定は、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、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。
（１２） 前記外部デバイス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） 前記外部デバイス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の前記決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は前記組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、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の前記決定は、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、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の前記決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、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。
（１７） 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
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どうかを決定することであって、前記第１のモードでは、前記電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、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からデータを受信することと、
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又は前記第２のモードで動作すべきかを前記受信されたデータに基づいて決定することと、
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更新されたデータを送信することであって、前記第２のモードでは、前記外科用エンドエフェクタは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
（１９） 通信が利用可能であるかどうかの前記決定は、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決定される、実施態様１８に記載の外科用ハブ。
（２０） 前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施態様１７又は１８に記載の外科用ハブ。
（１７） 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、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、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
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どうかを決定することであって、前記第１のモードでは、前記電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、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からデータを受信することと、
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又は前記第２のモードで動作すべきかを前記受信されたデータに基づいて決定することと、
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更新されたデータを送信することであって、前記第２のモードでは、前記外科用エンドエフェクタは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。
（１９） 通信が利用可能であるかどうかの前記決定は、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決定される、実施態様１８に記載の外科用ハブ。
（２０） 前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、実施態様１７又は１８に記載の外科用ハブ。
Claims (20)
- 電動外科用エンドエフェクタであって、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギーは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギーは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作す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、前記プロセッサを第２のモードで自動的に動作させるデータを受信することであって、前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作するように構成されている、ことと、を行うように構成されている、電動外科用エンドエフェクタ。 - 前記電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
- 前記第２の時間に受信される前記データは、前記受信機を介した前記外部デバイスからのものである、請求項２に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
- 前記外部デバイス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。
- 前記外部デバイス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。
- 前記第２の時間に受信される前記データは、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は前記組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに関連する、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。
- 前記第２の時間に受信される前記データは、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に関連する、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。
- 前記第２の時間に受信される前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、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。
- 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、請求項８に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
- 電動外科用エンドエフェクタであって、
組織上で動作するように構成された制御可能なジョーと、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第１のエネルギーを送達するように構成された第１の電極であって、前記第１のエネルギー封止システムは、第１のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第１の電極と、
前記制御可能なジョー内で前記組織を封止するように構成された第２のエネルギーを送達するように構成された第２の電極であって、前記第２のエネルギー封止システムは、第２のエネルギーアルゴリズムによって操作される、第２の電極と、
前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムを記憶している更新可能なメモリと、
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ており、
前記第１のモードでは、前記プロセッサは、前記デフォルト制御アルゴリズムに従って動作するように構成されており、
前記第２のモードでは、前記プロセッサは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成されている代替制御アルゴリズムに従って動作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。 - 前記電動外科用エンドエフェクタと外部デバイス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。
- 前記外部デバイス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。
- 前記外部デバイス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。
- 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の前記決定は、消費電力、温度、印加される圧力、及び／又は前記組織の特性を含む１つ以上の制御パラメータに基づく、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。
- 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の前記決定は、前記電動外科用エンドエフェクタによる力の尺度に基づく、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。
- 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の前記決定は、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に基づく、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。
- 前記第２のモードは、前記電動外科用エンドエフェクタの電力レベル及び／又はクランプ圧力を更新する、請求項１６に記載の電動外科用エンドエフェクタ。
- 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、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
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どうかを決定することであって、前記第１のモードでは、前記電動外科用エンドエフェクタは、第１のエネルギーアルゴリズム及び第２のエネルギーアルゴリズムの両方を同時に制御するように構成されたデフォルト制御アルゴリズムに従って動作する、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からデータを受信することと、
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又は前記第２のモードで動作すべきかを前記受信されたデータに基づいて決定することと、
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更新されたデータを送信することであって、前記第２のモードでは、前記外科用エンドエフェクタは、前記第１のエネルギーアルゴリズム及び前記第２のエネルギーアルゴリズムの両方の前記制御を同時に更新するように構成された代替制御アルゴリズムに従って動作する、ことと、を行うように構成されている、外科用ハブ。 - 通信が利用可能であるかどうかの前記決定は、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決定される、請求項１８に記載の外科用ハブ。
- 前記データは、状況認識、病院入力、及び／又はユーザ入力を含む補足情報に関連する、請求項１７又は１８に記載の外科用ハブ。
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