JP2024530425A - 統合ハブシステム制御インターフェース及び接続 - Google Patents
統合ハブシステム制御インターフェース及び接続 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024530425A JP2024530425A JP2024503667A JP2024503667A JP2024530425A JP 2024530425 A JP2024530425 A JP 2024530425A JP 2024503667 A JP2024503667 A JP 2024503667A JP 2024503667 A JP2024503667 A JP 2024503667A JP 2024530425 A JP2024530425 A JP 2024530425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- module
- surgical
- modules
- surgical hub
- hub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 194
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims description 262
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 262
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 37
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 23
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 13
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 claims description 12
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 124
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 32
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 28
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 28
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 27
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 25
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 19
- 230000009471 action Effects 0.000 description 17
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 8
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 8
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 5
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 5
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 5
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 5
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 2
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 2
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 1
- 208000005443 Circulating Neoplastic Cells Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000027036 Hippa Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 238000004082 amperometric method Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002567 autonomic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000027288 circadian rhythm Effects 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000009133 cooperative interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000036757 core body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012517 data analytics Methods 0.000 description 1
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 238000000537 electroencephalography Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 230000005176 gastrointestinal motility Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 230000006996 mental state Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000027758 ovulation cycle Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 238000013186 photoplethysmography Methods 0.000 description 1
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 210000004994 reproductive system Anatomy 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 206010041232 sneezing Diseases 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
- G16H40/20—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the management or administration of healthcare resources or facilities, e.g. managing hospital staff or surgery rooms
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
- G16H40/40—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the management of medical equipment or devices, e.g. scheduling maintenance or upgrades
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
- G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
- G16H40/63—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
- G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
- G16H40/67—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/70—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for mining of medical data, e.g. analysing previous cases of other patients
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Pathology (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
Abstract
外科用ハブのシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのセットを制御するために制御方式を切り替えるためのシステム、方法、及び手段が開示される。外科用ハブは、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのセットを制御するように構成されている第１の制御方式を判定し得る。外科用ハブは、一組のモジュールのうちの１つ又はＯＲ内に配置されたデバイスから入力を受信し得る。外科用ハブは、外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの少なくとも１つがその閾値よりも高いことを判定し得る。少なくとも受信された入力及び判定に基づいて、外科用ハブは、システムモジュールのセットを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定し得る。外科用ハブは、１つ又は２つ以上のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに第２の制御方式を示す制御プログラムを送信し得る。
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年７月２２日に出願された米国特許仮出願第６３／２２４，８１３号の利益を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年７月２２日に出願された米国特許仮出願第６３／２２４，８１３号の利益を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
医療施設は、複数の手術室（ＯＲ）を含み得る。ＯＲは、例えば胸部外科のように、特定の医療専門分野に指定され得る。ＯＲは、行われる外科手技のタイプに基づいた手技特有の外科用システムを使用し得る。例えば、胸部ＯＲにおける胸部外科手技のための外科用システムは、結腸直腸ＯＲにおける結腸直腸外科手技のために使用される外科用システムと異なる場合がある。各ＯＲ内の外科用システムは、複数のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスを有し得る。特定の外科手技のために利用されるシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの選択のための機構、並びにシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスがどのように制御され得るかを確立する必要があり得る。
外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのセットを制御するために制御方式を切り替える（例えば、適応的に切り替える）ためのシステム、方法、及び手段が開示される。一例では、外科用ハブは、外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのセットを制御するように構成されている第１の制御方式を判定し得る。
外科用ハブは、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、使用されるべき第２の制御方式を判定し、第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を行うように構成されたプロセッサを備え得る。
外科用ハブは、モジュール及び／又はデバイスの使用の改善された管理を提供して、ハブ又は任意の個々のモジュール若しくはデバイスが過負荷であるか、又は安全でない状態で使用される（すなわち、動作状態が安全でないと判断されるとき）リスクを低減する。
制御方式は、外科用ハブに関連付けられたモジュール及び／若しくはデバイスが互いに相互作用する様式、又はモジュール及び／若しくはデバイスに関連するイベントがスケジュールされ、優先順位付けされ、若しくは編成される様式に影響を及ぼし得る。
入力は、モジュール又はデバイス自体に直接関連し得る。例えば、入力は、モジュール又はデバイスに搭載されたセンサによって感知されるような、モジュール又はデバイスの状態に関連する場合がある。入力は、追加的又は代替的に、モジュール又はデバイスの性能に関するパラメータに関連されてもよく、例えば、電力消費、データ帯域幅、又は機械的な力、温度、若しくは電力などが挙げられる。入力は、追加的に又は代替的に、モジュール又はデバイスによって感知されるモジュール又はデバイスの外部の状態に関連し得る。例えば、入力は、患者の生物学的又は身体的状態に関連する場合がある。
安全ステータスは、外科的プロセスに関するパラメータに基づき得、例えば、安全ステータスは、残りのバッテリ寿命、残りのステープルの数、又は器具、モジュール、若しくはデバイスの監視された状態を含むがこれらに限定されない、器具パラメータに基づいてもよい。安全ステータスは、又は代替的に、患者の生物学的又は生理学的パラメータにも基づき得る。
代替的又は追加的に、安全ステータスは、動作条件に関するパラメータに基づいて導出されてもよく、例えば、安全ステータスは、手術室の温度若しくは湿度、又は電力供給の品質に基づくことができる。
過負荷ステータスレベルは、外科用ハブ及び／又は外科用ハブに関連付けられたモジュール及び／又はデバイスの既知の能力に基づいてもよく、過負荷ステータスは、追加的に又は代替的に、ハブ及び／又はハブに関連付けられたモジュール及び／又はデバイスの既知の動作パラメータ又はインジケータに基づいてもよい。
例えば、過負荷ステータスレベルは、最大モジュール又はデバイス動作温度と現在の動作温度との比較に基づいてもよく、過負荷ステータスレベルは、ハブ、モジュール、及び／又はデバイスの各々及び／又は全ての間の最大データ転送帯域幅と、使用されている現在のデータ転送帯域幅とに基づいてもよく、同様に、これは、モジュール又はデバイス間の同時データ接続の総数を考慮してもよい。過負荷ステータスレベルはまた、ハブ、モジュール、及び／又はデバイスに関連付けられた物理的制約に基づいてもよく、例えば、過負荷ステータスレベルは、１つのモジュール又はデバイスが１つのプロセスを実行することができる速度、及びそれがそのプロセスを現在実行している速度に基づいてもよい。過負荷ステータスレベルは、相補的プロセスを実行する２つ以上のモジュール及びデバイス、例えば、一貫した圧力を維持するために吹送が提供されている間に煙が抽出できる最大速度に基づくことができる。
いくつかの例では、安全ステータスレベル及び第１の閾値のみが定義され、他の例では、過負荷ステータスレベル及び第２の閾値のみが定義され、他の例では、安全ステータスレベルと過負荷ステータスレベルの両方が定義される。
第２の制御方式を判定することは、ハブが、所与の状況において使用するための最も望ましい制御方式を識別することを指し得る。制御方式を確立することは、ハブが制御方式を実装するために必要な命令を提供することを指し得る。したがって、使用するための第２の制御方式を判定することは、通常、制御方式を確立することに先行する。
制御プログラムは、制御プログラムを受信するモジュールのための第２の制御方式を開始する命令を含み得る。同じ制御プログラムが第２の制御方式で制御されるべき各モジュールに送信されてもよく、又は異なる制御プログラムが第２の制御方式で制御されるべき各モジュールに送信されてもよい。代替的に又は追加的に、制御プログラムを受信するモジュールは、他のモジュールに対して第２の制御方式を確立することができ得る。
入力は、第１のモジュールに関連付けられたイベント又は第１のモジュールに関連付けられたパラメータであり得る。
外科用ハブは、モジュールに関連付けられるか若しくはモジュールによって経験されたイベント、又はモジュールに特有のパラメータを考慮に入れることによって、モジュールの改善された管理を提供し得る。
第１のモジュールに関連付けられたイベントは、例えば、外科的ステップの完了、又は予め判定された手技の開始を含んでもよい。第１のモジュールに関連付けられたパラメータは、例えば、器具の動作パラメータであってもよく、これは、動作温度、動作力若しくは電力、又はアクションが行われている速度の任意の組合せを含んでもよい。パラメータは、通信帯域幅にも関連し得る。
第１の制御方式又は第２の制御方式は、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つであり得る。
外科用ハブは、モジュール及び／又はデバイスの改善された管理を提供するために、いくつかの異なる制御方式の使用を可能にし得る。
プロセッサが協調制御方式を確立するように構成され得ることは、第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む。
外科用ハブは、第２のモジュールが第１のモジュールによって経験された状態に反応することを可能にすることによって、又はその動作を第１のモジュールによって経験された状態によって変更させることによって、モジュールの効率的動作を可能にし得る。このようにして、ハブは、より良好な手術結果を提供し得る。
協調制御方式は、１つのモジュール又はデバイスが別のモジュール又はデバイスから受信されたメッセージにどのように反応するかを定義する命令を含み得る。命令は、各モジュールが他のモジュールからの通信に対してどのように反応するかを定義し得る。モジュールは、互いに直接通信してもよく、又は外科用ハブを介して通信してもよく、又はその両方であってもよい。協調制御方式は、相補的なアクション又は手技を実行するデバイスが、これらのアクション又は手技、例えば、患者の腔内から煙を抽出する際に同時に腔内に代替の空気又はガスを吹送することをより良好に協調させることを可能にし得る。
プロセッサが通知制御方式を確立するように構成され得ることは、第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、第１のモジュールが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む。
外科用ハブは、第２のモジュールがそれに応じて動作を調整することができるように、第１のモジュールが、関連する発生、例えば、イベント又はパラメータの変化について第２のモジュールに直接通知することを可能にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。
通知制御方式は、１つのモジュール又はデバイスが別のモジュール又はデバイスから受信したメッセージにどのように反応するかを定義する命令を含み得る。
通知制御方式は、他のモジュールが通知モジュールの動作に影響を及ぼすことを可能にすることなく、通知モジュールが他のモジュールに通知を発行することを可能にし得る。通知は、外科的ステップの開始若しくは終了、手術電力の生成、外科的ステップの期間、又は一般的に想定される中断に関連し得る。
通知制御方式は、動作上重要なモジュールが、モジュールの動作が影響を受けることなく、差し迫ったアクションを残りのモジュールに通知することを可能にし得る。これは、残りのモジュールが、外科手技の進行を妨げることなく、動作上重要なモジュールのアクションを考慮することができることを確実にし得る。
プロセッサが拮抗制御方式を確立するように構成され得ることは、プロセッサが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させるように構成されていることを含み、優先順位付けは、モジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る。
外科用ハブは、例えば、それぞれのモジュールの重要性、タスクの目的、又は別の定義された値に基づいてタスクが優先順位付けされることを確実にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。これにより、最も重要なタスクが最初に実行されることを可能にし、それによって、良好な手術結果を確実にし、モジュール及び／又はデバイスが過負荷又は安全でない状態で動作することを防ぐことができる。
拮抗制御方式は、選択されたモジュールが有限なリソースプールを共有する選択されたモジュールを含んでもよく、制御方式は、所与のモジュールがプールからのリソースを優先的に使用することを可能にすることを含んでもよい。制御方式は、モジュールの相対的な重要性、又はモジュールが実行しているタスクの相対的な重要性に応じて、所与のモジュールがリソースの優先的に使用する度合いを適応させ得る。リソースは、データ帯域幅、電力、液体流量、ガス抽出速度などであり得る。
モジュールの重要性は、特定の外科的ステップに関して判定されてもよく、又は外科手技全体に関して判定されてもよい。モジュールの相対的な重要性は、外科手技に先立って知られていてもよく、又はリアルタイムで判定されてもよい。
外科用ハブでは、タスクの機能に基づいて優先順位付けするとき、タスクが現在の又は次の手技ステップに必要であるか不要であるかを判定され得る。他よりも必要なタスクは、他のタスクよりも優先され得る。
外科用ハブでは、外科用ハブが、予め定義された構成値に基づいて、第１のタスク又は第２のタスクが優先されるべきかどうかを判定することを可能にする既知のルールが事前に設定されてもよく、この予め定義された構成値は、例えば、患者の生物学的又は生理学的パラメータであってもよい。
したがって、外科用ハブは、有限なリソースプールの最適な使用を可能にし、それによって、手術結果を最適化し、物理的、電気的、又はデジタル的な過負荷を防ぐことができる。
プロセッサが階層制御方式を確立するように構成され得ることは、プロセッサが、第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む。
階層制御方式は、所与のモジュールが、階層が下位であると考えられる別のモジュールを直接制御することができることを伴い得る。この階層は、複数の分岐及び／又は世代で動作することができ、例えば、１つのモジュールが複数の二次モジュールを制御することができ、複数の二次モジュールは各々、それぞれの三次モジュールを制御することができる。
このように、外科用ハブは、より重要なモジュール、又はあまり過負荷でないモジュールが、例えば、別のモジュールに対してより大きな制御の階層を有することを可能にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。モジュール間に制御の順序付けられた階層を提供することによって、効率的な通信がモジュール間で確立され得、通信の速度が増加され得、及び／又は転送されるデータの量が低減され得る。
第２の制御方式は、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュール若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定され得る。
外科用ハブは、外科手技に関連するタスクが、システムに過負荷をかけることなく、又は安全でない動作状態を作り出すことなく、適切かつ適時に実行されることを確実にするために、外科手技、特に、外科用ハブの必要性又は要件、モジュールの優先順位、並びにシステム、モジュール、及び／又は外科用ハブの容量の監視を可能にし得る。
外科用ハブの必要性は、外科用ハブが完了することを要求するアクション又はタスクの「チェックリスト」、及び実際に完了したアクション又はタスクとの比較によって評価され得る。同様に、必要性は、外科手術の手技状態に基づいて評価されてもよく、すなわち、必要性は、ハブによって識別される現在の動作ステップに依存して変化してもよい。追加的又は代替的に、必要性は、例えば、動作温度、利用可能な電力、データ帯域幅、又は同様のそのようなパラメータを含む、ハブ自体の感知又は検出されたパラメータに基づいて評価されてもよい。
モジュールの優先度は、特定の外科的ステップに関して判定されてもよく、又は外科手技全体に関して判定されてもよい。モジュールの相対的優先度は、外科手技に先立って知られていてもよく、又はリアルタイムで判定されてもよい。
モジュール又は外科用ハブの容量は、所与のパラメータに関して測定されてもよく、例えば、モジュールの容量は、所与の速度で、又は所与の力若しくは電力でアクションを実行するその能力に関連してもよい。ハブの容量は、ハブが能動的に維持することができる通信チャネルの総数に関連し得る。容量は、一般に、総システムデータ帯域幅又は電力使用量に関連し得る。
プロセッサは、モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、能力、干渉、及び通信されるデータのタイプに基づいて通信インターフェースを制御するように構成され得る。
通信インターフェースは、モジュールが互いに及び／又は外科用ハブと通信することができる様式に関連し得る。外科用ハブは、モジュールの所与のグループのための所与の通信インターフェースを判定及び設定することが可能であり得る。例えば、通信インターフェースは、モジュール間の直接通信を可能にしてもよく、又は外科用ハブのみを介した通信を可能にしてもよく、又はこれらのチャネルの混合を可能にしてもよい。通信インターフェースは、２つのモジュール間の通信のみを可能にしてもよく、又は１つのモジュールが複数の他のモジュールと通信することを可能にしてもよい。通信インターフェースは、シリアル周辺インターフェース（serial peripheral interface、ＳＰＩ）であってもよく、又は従来のシリアル若しくはパラレルプロトコルであってもよい。
ハブは、通信がモジュール間をどれだけ速く移動する必要があるか、そのために、より高速な通信がハブをバイパスする必要があり得るか、通信に含まれるデータがハブによる更なる処理を必要とするかどうか（それに該当する場合は、通信はハブを介してルーティングされ得る）、及び／又は通信がどこに向けられているか（例えば、通信が複数の他のモジュールに向けられている場合、通信はハブによってディスパッチされ得る）、を評価することによって、使用のための適切な通信インターフェースを選択することが可能であり得る。所与のモジュールが通信を送信するための能力に制限がある場合、モジュールは、これらの命令を送信するようにハブ自体に命令し得る。
動作環境がバックグラウンド干渉（電気、磁気、音、又はその他）を有することが検出された場合、通信の移動時間又は距離は、干渉の影響を低減するために低減されることが好ましい場合があり、そのために、直接モジュール間通信インターフェースが使用され得る。代替的に又は追加的に、ハブは、通信がハブを介してルーティングされ得るように、通信の完全性を回復するか又は通信の信号強度を強化することが可能であり得る。
したがって、外科用ハブは、モジュール、データ、並びに／又は周囲若しくは干渉デバイスの性質が考慮されることを確実にすることによって、モジュール間の改善された通信を可能にし得る。
プロセッサは、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別するように構成され得る。
プロセッサは、電子通信（すなわち、所与のモジュール、機器、若しくはデバイスとの間のメッセージ）を使用して、又はモジュール、機器、若しくはデバイスを識別するためにカメラを使用することによって、ハブに接続された、又は手術室内に存在するモジュール、機器、及び／又はデバイスを検出するように構成され得る。プロセッサは、モジュール、機器、又はデバイスの所与のタイプ又はモデルを検出することができ、加えて、モジュール、機器、又はデバイスの特定の構成、例えば、取り付けられたエンドエフェクタ又はカートリッジタイプの器具を検出することができる。
したがって、外科用ハブは、システム全体のより適切な管理を提供することができ、モジュール、機器の一部、又はデバイスを識別することによって、より自動化された様式でそれを行うことができる。
プロセッサは、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させるように構成され得る。
プロセッサは、ハブとモジュールとの間、又は所与のモジュール間の通信チャネルの総数を制限することが可能であってもよく、又はこれらの通信チャネルの帯域幅を低減することが可能であってもよい。これは、通信チャネルの過負荷を回避するのに役立ち得る。
これは、ハブによって識別される所与のモジュールの必要性に基づいて判定されることができる。例えば、所与のモジュール、機器、又はデバイスは、比較的低い通信帯域幅を必要とする可能性があり、又はメッセージを送信するのみ若しくは受信するのみであり、したがって、より低い通信帯域幅を必要とする可能性がある。
同様に、所与のモジュール／機器／デバイスのみが通信を受信する必要があることが分かっている場合、マスタデバイスの総数を減らすことができる。
所与のモジュール、機器、又はデバイスが、ハブによって更に処理されるその通信を必要とすることが知られている場合、これらの通信は、ハブを介してルーティングされてもよく、代替的に、更なる処理が必要とされない場合、これらの通信はモジュール間で直接行われてもよい。
したがって、外科用ハブは、モジュール間の改善された通信を提供することができ、したがって、外科用ハブ及び／又はモジュールに過負荷をかけるリスクを低減することができる。更に、モジュール、機器、又はデバイスの通信プロトコルを適合させることによって、モジュール、機器、又はデバイスのより良好な管理を通して、手術結果が改善され得る。
プロセッサは、リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別するように構成され得る。
プロセッサは、所与のモジュール、機器、又はデバイスの構成を識別し、加えて、リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、及び／又はデバイスの所与のセットの最適な組合せを判定することが可能であり得る。リスク／危害データベースは、第１の所与のモジュール／機器／デバイスと第２のモジュール／機器／デバイスとの間に生じる既知の互換性及び非互換性に関する情報を含み得る。外科用ハブは、モジュール／機器／デバイスの最適な組合せをより良好に提供するために、これらの互換性及び非互換性を考慮することが可能であり得る。通信インターフェースは、例えば、モジュールの特定の組合せが互いに双方向又は一方向通信を有することを防ぐことが望ましい場合があり、又はモジュール間で直接ではなく、ハブを介して特定のモジュール間で通信をルーティングすることが望ましい場合があるなど、確立されたリスク／危害に基づいて適合され得る。
したがって、外科用ハブは、既知のリスク／危害データに基づいてモジュール、機器、及び／又はデバイスを評価することによって、改善された手術結果を提供することができ、それによって、モジュールのより安全かつより効率的な組合せ、及びモジュール間のより良好な通信を可能にする。
プロセッサを備える外科用ハブを動作させる方法は、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含み得る。
入力は、第１のモジュールに関連付けられたイベント又は第１のモジュールに関連付けられたパラメータであり得る。
第１の制御方式又は第２の制御方式は、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つであり得る。
協調制御方式を確立することは、第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にすることを含み得る。
通知制御方式を確立することは、第１のモジュールが、第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含み得る。
拮抗制御方式を確立することは、一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含んでもよく、優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る。
階層制御方式を確立することは、プロセッサが、第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間の制御の階層を確立するように構成されていることを含み得る。
第２の制御方式は、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュール若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定され得る。
本方法は、モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定することと、能力、干渉、及び通信されるデータのタイプに基づいて通信インターフェースを制御することとを更に含み得る。
本方法は、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別することを更に含み得る。
本方法は、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させることを更に含み得る。
本方法は、リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別することを更に含み得る。
上述した方法は、上述した外科用ハブに実質的に対応する。したがって、上述した各外科用ハブに関して上述した更なる特徴及び利点は、上述した方法にも適用されることが想定される。
上記で説明された方法のいずれか及び／又は全ては、プロセッサ、集積回路、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array、ＦＰＧＡ）などによって実装される方法を含むがこれらに限定されない、コンピュータ実装方法として具現化され得る。実装コンピューティングシステムは、ハードウェアデバイスであってもよく、又は分散コンピューティングシステムとして動作するように構成された複数のハードウェアデバイスを備えてもよい。実装コンピュータシステムは、上記方法のいずれか及び／又は全てを実施するための命令を含むメモリを備えてもよい。例えば、メモリは、コンピューティングシステム及び／又はそのプロセッサによって実行されたときに、システム又はプロセッサに、上記で説明された方法のうちの１つ又は２つ以上を実施させる命令を含んでもよい。
上記で説明された方法のいずれか及び／又は全ては、コンピュータによって実行されたときに、上記で説明された方法のうちの任意の１つ又は２つ以上をコンピュータに実施させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体、例えば非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形態で具現化されてもよい。上記で説明された方法のいずれか及び／又は全ては、コンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。
本明細書中上記で説明された方法は、手術若しくは療法によるヒト若しくは動物の身体の治療の方法、又はヒト若しくは動物の身体に対して実施される診断方法を含まなくてもよい。本明細書中上記に記載される方法の各々は、手術、療法、治療又は診断の方法ではない方法であり得る。例えば、本明細書中上記で説明された方法の各々は、外科手技又はその任意の外科的ステップ若しくは療法ステップを実施することを含まない実施形態を有する。
外科用ハブは、一組のモジュールのうちの１つ、又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を受信し得る。外科用ハブは、外科用ハブの安全ステータスレベル及び／又は過負荷ステータスレベルがその閾値よりも高いことを判定し得る。少なくとも、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのうちの１つから受信された入力と、外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの１つがそのそれぞれの閾値よりも高いという判定とに基づいて、外科用ハブは、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために構成及び／又は使用されるべき第２の制御方式を判定し得る。第２の制御方式は、外科用ハブの必要性、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの優先順位、及びシステムモジュール若しくはモジュール式デバイスの容量、又は外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定され得る。
第１の制御方式又は第２の制御方式は、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つであり得る。協調制御方式は、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスにおける状態が第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスの動作に影響を及ぼすように、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスが第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスと通信することを可能にするようにシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスを構成する外科用ハブを含み得る。
通知制御方式は、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスが、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに通知することを可能にする外科用ハブを含み得る。
拮抗制御方式は、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた第１のタスクを、第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた第２のタスクよりも優先させる外科用ハブを含み得る。優先順位付けは、モジュールの重要性、第１のタスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る。
階層制御方式は、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスと第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスとの間の制御の階層を確立する外科用ハブを含み得る。
外科用ハブは、第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールに関連付けられた１つ又は２つ以上のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに制御プログラムを送信し得る。外科用ハブは、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに関連付けられた通信インターフェースを判定し得る。外科用ハブは、例えば、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの能力、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの干渉、並びにシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスによって通信されるデータに基づいて、通信インターフェースを制御し得る。外科用ハブは、例えば、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラを使用する視覚化のうちの１つを使用して、システムモジュール又はモジュール式デバイスの構成を識別し得る。
外科用ハブは、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させ得る。
外科用ハブは、リスク／危害データベースに基づいて、システムモジュール又はモジュール式デバイスの構成を識別し得る。
図１Ａは、コンピュータ実装の患者及び外科用システム２００００のブロック図である。外科用システム２００００などの例示的な外科用システムは、１つ又は２つ以上の外科用システム（例えば、外科用サブシステム）２０００２、２０００３、及び２０００４を含むことができる。例えば、各外科用システム２０００２は、コンピュータ実装双方向外科用システムを含んでもよい。例えば、外科用システム２０００２は、例えば図２に記載されるように、クラウドコンピューティングシステム２０００８と通信する外科用ハブ２０００６及び／又はコンピューティングデバイス２００１６を含んでもよい。クラウドコンピューティングシステム２０００８は、少なくとも１つのリモートクラウドサーバ２０００９と、少なくとも１つのリモートクラウドストレージユニット２００１０と、を含み得る。例示的な外科用システム２０００２、２０００３、又は２０００４は、ウェアラブル感知システム２００１１、環境感知システム２００１５、ロボットシステム２００１３、１つ又は２つ以上のインテリジェント器具２００１４、ヒューマンインターフェースシステム２００１２などを含んでもよい。ヒューマンインターフェースシステムは、本明細書ではヒューマンインターフェースデバイスとも称される。ウェアラブル感知システム２００１１は、１つ若しくは２つ以上のＨＣＰ感知システム、及び／又は１つ若しくは２つ以上の患者感知システムを含んでもよい。環境感知システム２００１５は、例えば、図２に更に記載されるように、例えば、１つ又は２つ以上の環境属性を測定するために使用される、１つ又は２つ以上のデバイスを含んでもよい。ロボットシステム２００１３は、例えば、図２に更に記載されるように、外科手技を実施するために使用される複数のデバイスを含んでもよい。
外科用システム２０００２は、クラウドコンピューティングシステム２０００８の一部であり得るリモートサーバ２０００９と通信し得る。一例では、外科用システム２０００２は、インターネットサービスプロバイダのケーブル／ＦＩＯＳネットワーキングノードを介してリモートサーバ２０００９と通信してもよい。一例では、患者感知システムは、リモートサーバ２０００９と直接通信してもよい。外科用システム２０００２及び／又はその構成要素は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（２Ｇ）、ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ（３Ｇ）、ロングタームエボリューション（long term evolution、ＬＴＥ）又は４Ｇ、ＬＴＥアドバンスト（LTE-Advanced、ＬＴＥ－Ａ）、ニューラジオ（new radio、ＮＲ）又は５Ｇのセルラープロトコルのうちの１つ又は２つ以上を使用して、セルラー送信／受信ポイント（transmission/reception point、ＴＲＰ）又は基地局を介してリモートサーバ２０００９と通信してもよい。
外科用ハブ２０００６は、腹腔鏡スコープからの画像を、並びに１つ又は２つ以上の他のスマートデバイス及び１つ又は２つ以上の感知システム２００１１からの情報を、表示する１つ又は２つ以上の手段と協働的相互作用を有し得る。外科用ハブ２０００６は、１つ又は２つ以上の感知システム２００１１、１つ又は２つ以上のスマートデバイス、及び複数のディスプレイと相互作用し得る。外科用ハブ２０００６は、１つ又は２つ以上の感知システム２００１１から測定値データを収集し、通知又は制御メッセージを１つ又は２つ以上の感知システム２００１１に送信するように構成され得る。外科用ハブ２０００６は、通知情報を含む情報を、ヒューマンインターフェースシステム２００１２との間で、送信及び／又は受信し得る。ヒューマンインターフェースシステム２００１２は、１つ又は２つ以上のヒューマンインターフェースデバイス（human interface device、ＨＩＤ）を含み得る。外科用ハブ２０００６は、音響機器、ディスプレイへの通知情報若しくは制御情報、及び／又は外科用ハブと通信する様々なデバイスへの制御情報を、送信及び／又は受信し得る。
例えば、感知システム２０００１は、図１Ａで考察されるように、ウェアラブル感知システム２００１１（１つ又は２つ以上のＨＣＰ感知システム及び１つ又は２つ以上の患者感知システムを含み得る）と、環境感知システム２００１５と、を含んでもよい。１つ又は２つ以上の感知システム２０００１は、様々なバイオマーカに関するデータを測定し得る。１つ又は２つ以上の感知システム２０００１は、１つ又は２つ以上のセンサ、例えば、光センサ（例えば、フォトダイオード、フォトレジスタ）、機械センサ（例えば、モーションセンサ）、音響センサ、電気センサ、電気化学センサ、熱電センサ、赤外線センサなどを使用して、バイオマーカを測定してもよい。１つ又は２つ以上のセンサは、フォトプレチスモグラフィ、心電図検査、脳波検査、比色分析、インペディメンタリ、電位差測定、電流測定などの感知技術のうちの１つ又は２つ以上を使用して、本明細書に記載されるように、バイオマーカを測定してもよい。
１つ又は２つ以上の感知システム２０００１によって測定されるバイオマーカは、睡眠、中核体温、最大酸素消費量、身体活動、アルコール摂取、呼吸数、酸素飽和度、血圧、血糖、心拍変動、水素の血液電位、水和状態、心拍数、皮膚コンダクタンス、末梢温度、組織灌流圧、咳及びくしゃみ、胃腸運動、消化管撮像、気道細菌、浮腫、精神態様、汗、循環腫瘍細胞、自律神経緊張、概日リズム、並びに／又は月経周期を含んでもよいが、それらに限定されない。
バイオマーカは、行動及び心理学、心血管系、腎臓系、皮膚系、神経系、胃腸系、呼吸器系、内分泌系、免疫系、腫瘍、筋骨格系、及び／又は生殖系を含み得るが、これらに限定されない、生理学的系に関連し得る。バイオマーカからの情報は、例えば、コンピュータ実装患者及び外科用システム２００００によって判定及び／又は使用されてもよい。バイオマーカからの情報は、コンピュータ実装患者及び外科用システム２００００によって判定及び／又は使用されて、例えば、上記システムを改善し、及び／又は患者転帰を改善し得る。１つ又は２つ以上の感知システム２０００１、バイオマーカ２０００５、及び生理学的システムは、２０２１年１月２２日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＢＩＯＭＡＲＫＥＲ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第１７／１５６，２８７号（代理人整理番号ＥＮＤ９２９０ＵＳＮＰ１）により詳細に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図１Ｂは、コンピュータ実装多層外科用システムのブロック図である。図１Ｂに例示されるように、コンピュータ実装多層外科用システム４００５０は、外科固有サブネットワーク層システム４００５２、外科固有サブネットワーク層システム４００５２に関連付けられたエッジ層システム４００５４、及びクラウド層システム４００５６などのシステムの複数の層を含んでもよい。
外科固有サブネットワーク層システム４００５２は、複数の相互接続された外科用サブシステムを含んでもよい。例えば、外科用サブシステムは、外科手技のタイプ及び／又は医療施設若しくは病院内の他部署によってグループ化され得る。例えば、医療施設又は病院は、緊急治療室（emergency room、ＥＲ）部門４００７０、結腸直腸部門４００７８、肥満部門４００７２、胸部部門４００６６、及び課金部門４００６８などの複数の外科手技固有部門を含み得る。外科手技固有部門の各々は、手術室（operating room、ＯＲ）及び／又は医療専門家（healthcare care professional、ＨＣＰ）に関連付けられた１つ若しくは２つ以上の外科用サブシステムを含んでもよい。例えば、結腸直腸部門４００７８は、外科用ハブのセット（例えば、図１Ａに記載されるような外科用ハブ２０００６）を含んでもよい。外科用ハブは、ＨＣＰ Ａ４００８２及びＨＣＰ Ｂ４００８０などのそれぞれのＨＣＰに対して指定されてもよい。一例では、結腸直腸部門は、ＯＲ１、４００７４及びＯＲ２、４００７６などのそれぞれのＯＲに配置され得る外科用ハブのグループを含むことができる。医療施設又は病院はまた、課金部門サブシステム４００６８を含んでもよい。課金部門サブシステム４００６８は、ＥＲ部門４００７０、結腸直腸部門４００７８、肥満部門４００７２、及び／又は胸部部門４００６６などのそれぞれの部門に関連する課金データを記憶及び／又は管理することができる。
エッジ層システム４００５４は、医療施設又は病院に関連付けられてもよく、例えば、１つ又は２つ以上のエッジコンピューティングシステム４００６４を含んでもよい。エッジコンピューティングシステム４００６４は、記憶サブシステムと、サーバサブシステムと、を含み得る。一例では、エッジサーバ及び／又はストレージユニットを備えるエッジコンピューティングシステムは、部門別ＯＲ（例えば、結腸直腸部門のＯＲ１及びＯＲ２）のうちの１つの一部である外科用ハブに追加の処理及び／又はストレージサービスを提供し得る。
外科固有サブネットワーク層システム４００５２及びエッジ層システム４００５４は、医療保険の相互運用性及び説明責任に関する法律（Health Insurance Portability and Accountability Act、ＨＩＰＡＡ）の境界４００６２内に位置し得る。外科固有サブネットワークシステム４００５２及びエッジ層システム４００５４は、同じローカルデータネットワークに接続され得る。ローカルデータネットワークは、医療施設又は病院のローカルデータネットワークであってもよい。ローカルデータネットワークは、ＨＩＰＡＡ境界内にあってもよい。外科固有サブネットワーク層システム４００５２及びエッジ層システム４００５４はＨＩＰＡＡ境界４００６２内に位置するので、エッジコンピューティングシステム４００６４と外科固有サブネットワーク層システム４００５２のエンティティのうちの１つのエンティティ内に配置されたデバイスとの間の患者データは、編集及び／又は暗号化なしで流れ得る。例えば、エッジコンピューティングシステム４００６４と、結腸直腸部門４００７８のＯＲ１ ４００７４に配置された外科用ハブとの間の患者データは、編集及び／又は暗号化なしで流れ得る。
クラウド層システム４００５６は、企業クラウドシステム４００６０及びパブリッククラウドシステム４００５８を含んでもよい。例えば、企業クラウドシステム４００６０は、図１Ａに記載されるように、リモートクラウドサーバサブシステム及び／又はリモートクラウドストレージサブシステムを含むクラウドコンピューティングシステム２０００８であってもよい。企業クラウドシステム４００６０は、民間企業などの組織によって管理されてもよい。企業クラウドシステム４００６０は、ＨＩＰＡＡ境界４００６２内に配置された１つ又は２つ以上のエンティティ（例えば、エッジコンピューティングシステム４００６４、様々な部門（例えば、結腸直腸部門４００７８）のＯＲ（例えば、ＯＲ１ ４００７４）に配置された外科用ハブ）と通信することができる。
パブリッククラウドシステム４００５８は、クラウドコンピューティングサービスプロバイダによって運用されてもよい。例えば、クラウドコンピューティングサービスプロバイダは、複数の企業クラウドシステム（例えば、企業クラウドシステム４００６０）にストレージサービス及び／又はコンピューティングサービスを提供してもよい。
図１Ｃは、外科用システムにおける様々な通信プレーンを示す論理ブロック図４００００である。図１Ｃに例示するように、コントローラ４０００２と、一方の側の管理アプリケーション４００１４及び４００１６と、他方の側のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎとの間の通信プレーンは、制御プレーン４０００８及びデータプレーン４００１０を使用してもよい。一例では、制御プレーン４０００８に加えて、データプレーンもまた、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎと外科用ハブとの間に存在し得る。データプレーン４００１０は、１つ又は２つ以上の外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎの間にデータプレーン経路（例えば、冗長データプレーン経路）を提供してもよい。外科用ハブ又は外科用ハブのうちの１つ（例えば、手術室内に複数の外科用ハブが存在する場合）は、コントローラ４０００２として作用してもよい。一例では、コントローラ４０００２は、例えば図１Ｂに例示するように、外科用システムが位置する医療保険の相互運用性及び説明責任に関する法律（ＨＩＰＡＡ）の境界内に存在し得るエッジコンピューティングシステムであってもよい。コントローラ４０００２は、企業クラウドシステム４００２０と通信し得る。図１Ｃに例示するように、企業クラウドシステム４００２０は、ＨＩＰＡＡ境界４００１８の外側に配置されてもよい。したがって、企業クラウドシステム４００２０との間で流れる患者データは、編集及び／又は暗号化されてもよい。
コントローラ４０００２は、ノースバウンドインターフェース４０００４及びサウスバウンドインターフェース４０００６を提供するように構成されてもよい。ノースバウンドインターフェース４０００４は、制御プレーン４０００８を提供するために使用され得る。制御プレーン４０００８は、ユーザが、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎを構成及び／又は管理することを可能にし得る１つ若しくは２つ以上の管理アプリケーション４００１４及び４００１６を含み得る。管理アプリケーション４００１４及び４００１６は、様々なシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎのステータスを取得するために使用され得る。
制御プレーンを使用する管理アプリケーション４００１４及び４００１６は、例えば、アプリケーションプログラミングインターフェース（application programming interface、ＡＰＩ）コールのセットを使用して、コントローラ４０００２と相互作用し得る。管理アプリケーション４００１４及び４００１６は、管理プロトコル又はアプリケーション層プロトコルを介してコントローラ４０００２と対話して、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスのステータスを構成及び／又は監視することができる。ステータスを監視し、かつ／又は外科用システムに関連付けられたシステムモジュール若しくはモジュール式デバイスを構成するために使用される管理プロトコル又はアプリケーション層プロトコルは、簡易ネットワーク管理プロトコル（simple network management protocol、ＳＮＭＰ）、ＴＥＬＮＥＴプロトコル、セキュアシェル（secure shell、ＳＳＨ）プロトコル、ネットワーク構成プロトコル（network configuration protocol、ＮＥＴＣＯＮＦ）などを含んでもよい。
ＳＮＭＰ又は類似のプロトコルを使用して、ステータス情報を収集し、かつ／又はシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに関連付けられた構成関連データ（例えば、構成関連制御プログラム）をコントローラに送信することができる。ＳＮＭＰ又は類似のプロトコルは、メッセージ（例えば、ＳＮＭＰメッセージ）を使用して、中央ネットワーク管理コンソールから外科用システムに関連付けられたデバイスを選択することによって、情報を収集し得る。メッセージは、固定間隔又はランダム間隔で送信及び／又は受信され得る。メッセージは、Ｇｅｔメッセージ及びＳｅｔメッセージを含んでもよい。Ｇｅｔメッセージ又はＧｅｔメッセージに類似するメッセージは、外科用システムと関連付けられたシステムモジュール又はモジュール式デバイスから情報を取得するために使用されてもよい。Ｓｅｔメッセージ又はＳｅｔメッセージに類似するメッセージは、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた構成を変更するために使用され得る。
例えば、Ｇｅｔメッセージ又は類似のメッセージは、ＳＮＭＰメッセージＧｅｔＲｅｑｕｅｓｔ、ＧｅｔＮｅｘｔＲｅｑｕｅｓｔ、又はＧｅｔＢｕｌｋＲｅｑｕｅｓｔを含んでもよい。Ｓｅｔメッセージは、ＳＮＭＰ ＳｅｔＲｅｑｕｅｓｔメッセージを含んでもよい。ＧｅｔＲｅｑｕｅｓｔ、ＧｅｔＮｅｘｔＲｅｑｕｅｓｔ、ＧｅｔＢｕｌｋＲｅｑｕｅｓｔメッセージ又は類似のメッセージは、コントローラ４０００２上で実施される構成マネージャ（例えば、ＳＮＭＰマネージャ）によって使用され得る。構成マネージャは、外科用システム内のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの一部であり得る通信エージェント（例えば、ＳＮＭＰエージェント）と通信し得る。ＳＮＭＰメッセージＳｅｔＲｅｑｕｅｓｔメッセージなどは、外科用システムのシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス上の通信エージェント内のパラメータ又はオブジェクトインスタンスの値を設定するために、コントローラ４０００２上の通信マネージャによって使用されてもよい。一例では、例えば、ＳＮＭＰモジュールを使用して、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス間の通信経路を確立してもよい。
管理アプリケーション４００１４及び４００１６などの管理アプリケーションから受信された問い合わせ又は構成関連メッセージに基づいて、コントローラ４０００２は、外科用ハブ又は外科用システムに関連付けられるシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスを問い合わせるか又は構成するための構成問い合わせ及び／又は構成データを生成してもよい。外科用ハブ（例えば、図１Ａに示す外科用ハブ２０００６）又はエッジコンピューティングシステム（例えば、図１Ｂに示すエッジコンピューティングシステム４００６４）は、外科用システムに関連付けられた様々なシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎを管理及び／又は制御することができる。例えば、コントローラ４０００２のノースバウンドインターフェース４０００４は、外科用システムに関連付けられた１つ若しくは２つ以上のモジュール及び／又は外科用システムに関連付けられたデバイス間の制御相互作用を変更するために使用されてもよい。一例では、コントローラ４０００２は、外科用システムに関連付けられた複数のモジュール及び／又はデバイスの間に１つ若しくは２つ以上の通信データ経路を確立するために使用され得る。コントローラ４０００２は、そのサウスバウンドインターフェース４０００６を使用して、問い合わせ及び／又は構成変更を含む制御プログラムを、外科用システムのシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに送信することができる。
外科用システムのシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎ、又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスの一部であり得る通信エージェントは、コントローラ４０００２に通知メッセージ又はトラップを送信し得る。コントローラは、通知メッセージ又はトラップを、ディスプレイ上に表示するために、コントローラのノースバウンドインターフェース４０００４を介して管理アプリケーション４００１４及び４００１６に転送することができる。一例では、コントローラ４０００２は、外科用システムの一部である他のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎに通知を送信することができる。
外科用システムのシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎ、又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスの一部である通信エージェントは、コントローラ４０００２から受信された問い合わせに対する応答を送信し得る。例えば、システムモジュール又はモジュール式デバイスの一部であり得る通信エージェントは、コントローラ４０００２から受信されたＧｅｔ若しくはＳｅｔメッセージ又はＧｅｔ若しくはＳｅｔメッセージと類似のメッセージに応答して応答メッセージを送信し得る。一例では、コントローラ４０００２から受信されたＧｅｔメッセージ又は類似のメッセージに応答して、システムモジュール又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎからの応答メッセージは、要求されたデータを含み得る。一例では、システムモジュール又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎから受信されたＳｅｔメッセージ又は類似のメッセージに応答して、コントローラ４０００２からの応答メッセージは、値が設定されたことの確認として、新たに設定された値を含み得る。
トラップ若しくは通知メッセージ、又はトラップ若しくは通知メッセージに類似するメッセージは、システムモジュール又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎによって使用されて、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた事象についての情報を提供し得る。例えば、トラップ又は通知メッセージは、システムモジュール又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎからコントローラ４０００２に送信されて、通信インターフェースのステータス（例えば、通信のために利用可能であるか又は利用不可能であるか）を示し得る。コントローラ４０００２は、トラップメッセージの受信をシステムモジュール又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎに（例えば、システムモジュール又はモジュール式デバイス上のエージェントに）送り返すことができる。
一例では、ＴＥＬＮＥＴプロトコルを使用して、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎとコントローラ４０００２との間に双方向対話型テキスト指向通信機能を提供することができる。ＴＥＬＮＥＴプロトコルは、ステータス情報を収集し、かつ／又はコントローラ４０００２から／へ構成データ（例えば、制御プログラム）を送信するために使用され得る。ＴＥＬＮＥＴは、伝送制御プロトコルポート番号２３を使用してコントローラ４０００２との接続を確立するために、管理アプリケーション４００１４又は４００１６のうちの１つによって使用され得る。
一例では、暗号化プロトコルであるＳＳＨを使用して、リモートログインを可能にし、ステータス情報を収集し、かつ／又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎに関する構成データをコントローラ４０００２から／へ送信することができる。ＳＳＨは、伝送制御プロトコルポート番号２２を使用してコントローラ４０００２との暗号化された接続を確立するために、管理アプリケーション４００１４又は４００１６のうちの１つによって使用され得る。
一例では、ＮＥＴＣＯＮＦを使用して、例えば＜ｒｐｃ＞、＜ｒｐｃ－ｒｅｐｌｙ＞、又は＜ｅｄｉｔ－ｃｏｎｆｉｇ＞動作を使用してリモートプロシージャコールを呼び出すことによって管理機能を実施することができる。＜ｒｐｃ＞及び＜ｒｐｃ－ｒｅｐｌｙ＞プロシージャコール又は類似のプロシージャコールは、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスからの情報を交換するために使用され得る。ＮＥＴＣＯＮＦ＜ｅｄｉｔ－ｃｏｎｆｉｇ＞動作又は類似の動作は、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスを構成するために使用され得る。
コントローラ４０００２は、データプレーン４００１０を確立するようにシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎを構成することができる。データプレーン４００１０（例えば、ユーザプレーン又は転送プレーンとも称される）は、複数のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎの間の通信データ経路を可能にし得る。データプレーン４００１０は、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス間でデータのデータフローを通信するために、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ａ～４００１２ｎによって利用され得る。データフローは、外科用システムの１つ若しくは２つ以上の外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス間の１つ若しくは２つ以上の専用通信インターフェースを使用して確立されてもよい。一例では、データフローは、１つ又は２つ以上のローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）及びインターネットなどの１つ又は２つ以上のワイドエリアネットワーク（wide area network、ＷＡＮ）を介して確立され得る。
一例では、データプレーン４００１０は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４００１２ｂと４００１２ｎ間のデータフローのための第１及び第２の独立した、分離した、並列の、冗長な通信経路を確立するためのサポートを提供することができる。図１Ｃに例示するように、システムモジュール／モジュール式デバイス４００１２ｂと４００１２ｎ間に、冗長通信経路が確立され得る。冗長通信経路は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス間で同じ／冗長データフローを搬送することができる。一例では、システムモジュール／モジュール式デバイス４００１２ｂ及び４００１２ｎ上の通信インターフェースのうちの１つに関する問題に起因して、データパケットのうちのいくつかが冗長通信経路のうちの１つの経路上でドロップされたとき、又はドロップされた場合、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、ドロップされたデータパケットの少なくとも１つのコピーを第２の通信経路を介して送信／受信し続けることができる。
図２は、外科手術室内の外科用システム２０００２の一例を示している。図２に例示するように、患者は、１人又は２人以上の医療専門家（ＨＣＰ）によって手術される。ＨＣＰは、ＨＣＰによって装着された１つ又は２つ以上のＨＣＰ感知システム２００２０によって監視される。ＨＣＰ、及びＨＣＰを囲む環境はまた、例えば、手術室内に配備され得るカメラ２００２１のセット、マイクロフォン２００２２のセット、及び他のセンサを含む１つ又は２つ以上の環境感知システムによって監視されてもよい。ＨＣＰ感知システム２００２０及び環境感知システムは、外科用ハブ２０００６と通信してもよく、外科用ハブは、図１Ａに示すように、次いでクラウドコンピューティングシステム２０００８の１つ又は２つ以上のクラウドサーバ２０００９と通信し得る。環境感知システムは、１つ又は２つ以上の環境属性、例えば、手術室内のＨＣＰ位置、ＨＣＰ移動、手術室内の周囲ノイズ、手術室内の温度／湿度などを測定するために使用されてもよい。
図２に例示するように、主ディスプレイ２００２３及び１つ又は２つ以上の音声出力デバイス（例えば、スピーカ２００１９）は、手術台２００２４のオペレータに見えるように滅菌野に配置される。加えて、可視化／通知タワー２００２６が、滅菌野の外に配置される。可視化／通知タワー２００２６は、互いに反対側を向いている第１の非滅菌ヒューマン双方向デバイス（ＨＩＤ）２００２７及び第２の非滅菌ＨＩＤ２００２９を含み得る。ＨＩＤは、ディスプレイであってもよく、又は人間がＨＩＤと直接インターフェースすることを可能にするタッチスクリーンを有するディスプレイであってもよい。外科用ハブ２０００６によってガイドされるヒューマンインターフェースシステムは、ＨＩＤ２００２７、２００２９及び２００２３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得る。一例では、外科用ハブ２０００６により、ＨＩＤ（例えば、主ＨＩＤ２００２３）は、患者及び／又は外科手技ステップに関する通知及び／又は情報を表示してもよい。一例では、外科用ハブ２０００６は、滅菌野又は非滅菌領域内の人に入力を促しても、及び／又は人の入力を受信してもよい。一例では、外科用ハブ２０００６により、ＨＩＤは、主ＨＩＤ２００２３上に外科部位のライブ映像を維持しつつ、撮像デバイス２００３０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ＨＩＤ２００２７又は２００２９に表示してもよい。非滅菌ディスプレイ２００２７又は２００２９上のスナップショットは、例えば、非滅菌オペレータが、外科手技に関連する診断ステップを実施することを許可し得る。
一態様では、外科用ハブ２０００６は、可視化タワー２００２６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主ディスプレイ２００２３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構成されてもよい。一例では、入力は、外科用ハブ２０００６によって主ディスプレイ２００２３に送られ得る、非滅菌ディスプレイ２００２７又は２００２９上に表示されるスナップショットへの修正の形態であってもよい。
図２を参照すると、外科用器具２００３１は、外科手技において外科用システム２０００２の一部として使用されている。ハブ２０００６は、外科用器具２００３１のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成され得る。例えば、その開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年１２月４日出願の「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。可視化タワー２００２６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は、ハブ２０００６によって滅菌野内の外科用器具ディスプレイに送られ、これを外科用器具２００３１のオペレータが見ることができる。外科用システム２０００２と共に使用するために好適である例示的な外科用器具は、例えば、２０１８年１２月４日出願の「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」という見出しの下で記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図２は、手術室２００３５内の手術台２００２４上に横たわっている患者に対して外科手技を実施するために使用されている外科用システム２０００２の一例を例示している。ロボットシステム２００３４は、外科手技において外科用システム２０００２の一部として使用され得る。ロボットシステム２００３４は、外科医のコンソール２００３６と、患者側カート２００３２（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ２００３３と、を含み得る。外科医が外科医のコンソール２００３６を通して手術部位を見る間、患者側カート２００３２は、患者の身体の低侵襲切開部を通して、少なくとも１つの着脱可能に連結された外科用ツール２００３７を操作し得る。手術部位の画像は、撮像デバイス２００３０の向きを変えるために、患者側カート２００３２によって操作され得る医療撮像デバイス２００３０によって取得され得る。ロボットハブ２００３３を使用して、手術部位の画像を処理し、その後、外科医のコンソール２００３６を通して、外科医に表示し得る。
他のタイプのロボットシステムが、外科用システム２０００２と共に使用するように容易に適合され得る。本開示と共に使用するのに好適であるロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＲＯＢＯＴＩＣ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願公開第２０１９／０２０１１３７（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，４０７号）に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
クラウドコンピューティングシステム２０００８によって実施され、本開示と共に使用するために好適であるクラウドベース分析法の様々な例は、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＤＡＴＡ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２０６５６９（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，４０３号）に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
様々な態様では、撮像デバイス２００３０は、少なくとも１つの画像センサと、１つ又は２つ以上の光学部品と、を含んでもよい。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（Charge-Coupled Device、ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor、ＣＭＯＳ）センサを挙げることができるが、これらに限定されない。
撮像デバイス２００３０の光学部品は、１つ又は２つ以上の照明源、及び／又は１つ又は２つ以上のレンズを含んでもよい。１つ又は２つ以上の照明源は、術野の部分を照明するように方向付けられ得る。１つ若しくは２つ以上の画像センサは、組織及び／又は外科用器具から反射若しくは屈折された光を含む、術野から反射若しくは屈折された光を受信することができる。
１つ又は２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、光スペクトル又は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。通常人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ～約７５０ｎｍの波長に応答する。
不可視スペクトル（例えば、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長の）電磁スペクトルの一部分である。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（infrared、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２００３０は、低侵襲性手技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の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、サイトスコープ（cytoscope）、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
撮像デバイスは、トポグラフィと下層構造とを区別するために、マルチスペクトルモニタリングを採用してもよい。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトル全体から特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ、及び紫外からの光を含む特定の波長に対する感度を有する器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像により、人間の目がもつ赤、緑、青の受容体では捕捉し得ない追加情報を抽出することが可能になる。マルチスペクトル撮像の使用は、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９／０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）において「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」という見出しの下で詳述されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。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つ又は２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。いかなる外科手術中でも、手術室及び外科用機器の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術室」、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。滅菌プロセスの一部は、撮像デバイス２００３０並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの微生物を含まないとみなされる特定の領域とみなされ得ること、あるいは滅菌野は、外科手技の準備が整った患者の直ぐ周囲の領域とみなされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切に衣類を着用している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。
図１Ａに例示するウェアラブル感知システム２００１１は、１つ又は２つ以上の感知システム、例えば、図２に示すようなＨＣＰ感知システム２００２０を含んでもよい。ＨＣＰ感知システム２００２０は、医療関係者（ＨＣＰ）の身体的状態のセット及び／又は生理学的状態のセットを監視し、検出するための感知システムを含み得る。ＨＣＰは、一般的に、外科医又は他の医療サービス提供者を支援する１人又は２人以上の医療関係者であってもよい。一例では、感知システム２００２０は、ＨＣＰの心拍数を監視するためにバイオマーカのセットを測定してもよい。一例では、外科医の手首に装着された感知システム２００２０（例えば、時計又はリストバンド）は、加速度計を使用して、手の動き及び／又は揺れを検出し、振戦の大きさ及び周波数を判定してもよい。感知システム２００２０は、バイオマーカのセットに関連付けられた測定値データ、及び外科医の身体的状態に関連付けられたデータを、更なる処理のために外科用ハブ２０００６に送信し得る。１つ又は２つ以上の環境感知デバイスは、環境情報を外科用ハブ２０００６に送信し得る。例えば、環境感知デバイスは、ＨＣＰの手／身体の位置を検出するためのカメラ２００２１を含んでもよい。環境感知デバイスは、手術室内の周囲ノイズを測定するためのマイクロフォン２００２２を含んでもよい。他の環境感知デバイスは、例えば、温度を測定するための温度計、及び手術室内の周囲の湿度を測定するための湿度計などのデバイスを含んでもよい。外科用ハブ２０００６は、単独で、若しくはクラウドコンピューティングシステムと通信して、外科医バイオマーカ測定値データ及び／又は環境感知情報を使用して、例えば、振戦を最小限に抑えるために、手持ち式器具の制御アルゴリズム、又はロボットインターフェースの平均遅延を修正してもよい。一例では、ＨＣＰ感知システム２００２０は、ＨＣＰに関連付けられた１つ又は２つ以上の外科医バイオマーカを測定し、外科医バイオマーカに関連付けられた測定値データを外科用ハブ２０００６に送信してもよい。ＨＣＰ感知システム２００２０は、外科用ハブ２０００６と通信するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、ＩＰｖ６低電力無線パーソナルエリアネットワーク（６ＬｏＷＰＡＮ）、Ｗｉ－ＦｉのＲＦプロトコルのうちの１つ又は２つ以上を使用し得る。外科医バイオマーカは、ストレス、心拍数などのうちの１つ又は２つ以上を含み得る。手術室からの環境測定値は、外科医又は患者、外科医及び／又はスタッフの動き、外科医及び／又はスタッフの注意レベルなどに関連する周囲ノイズレベルを含み得る。
外科用ハブ２０００６は、ＨＣＰに関連付けられた外科医バイオマーカ測定値データを使用して、１つ又は２つ以上の外科用器具２００３１を適応的に制御し得る。例えば、外科用ハブ２０００６は、制御プログラムを外科用器具２００３１に送信して、そのアクチュエータを制御して、疲労及び細かい運動技能の使用を制限又は補償してもよい。外科用ハブ２０００６は、状況認識及び／又はタスクの重要性若しくは臨界に関する事情に基づいて、制御プログラムを送信し得る。制御プログラムは、制御が必要とされるとき、多くの制御を提供するために動作を変更するように器具に命令し得る。
図３は、ウェアラブル感知システム２００１１、環境感知システム２００１５、ヒューマンインターフェースシステム２００１２、ロボットシステム２００１３、及びインテリジェント器具２００１４とペアリングされた外科用ハブ２０００６を有する例示的な外科用システム２０００２を示している。ハブ２０００６は、ディスプレイ２００４８と、撮像モジュール２００４９と、発生器モジュール２００５０と、通信モジュール２００５６と、プロセッサモジュール２００５７と、ストレージアレイ２００５８と、手術室マッピングモジュール２００５９と、を含む。特定の態様では、図３に例示されるように、ハブ２０００６は、排煙モジュール２００５４及び／又は吸引／灌注モジュール２００５５を更に含む。外科手技中、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、外科手技中に絡まり合うことが多い。外科手技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。ハブモジュール式エンクロージャ２００６０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合環境を提供し、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手技において使用するための外科用ハブ２０００６を提示する。外科用ハブ２０００６は、ハブエンクロージャ２００６０と、ハブエンクロージャ２００６０のドッキングステーション内に摺動可能に受け入れ可能な組合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。組合せ発生器モジュールは、単一ユニット内に収納されている、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つ又は３つ以上を含む。一態様では、組合せ発生器モジュールはまた、排煙構成要素と、組合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、リモート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、流体ラインは、第１の流体ラインであってもよく、第２の流体ラインは、リモート手術部位から、ハブエンクロージャ２００６０内に摺動可能に受け入れられる吸引及び灌注モジュール２００５５まで延在してもよい。一態様では、ハブエンクロージャ２００６０は、流体インターフェースを含んでもよい。ある特定の外科手技は、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、ハブモジュール式エンクロージャ２００６０が異なる発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブモジュール式エンクロージャ２００６０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手技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エンクロージャは、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た、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを含む。図３を参照すると、発生器モジュール２００５０と、排煙モジュール２００５４、及び吸引／灌注モジュール２００５５のモジュール式統合を可能にするハブモジュール式エンクロージャ２００６０に関する本開示の態様が提示される。ハブモジュール式エンクロージャ２００６０は、モジュール２００５９とモジュール２００５４とモジュール２００５５との間の双方向通信を更に促進する。発生器モジュール２００５０は、ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０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てもよい。発生器モジュール２００５０は、単極デバイス２００５１、双極デバイス２００５２、及び超音波デバイス２００５３に接続するように構成されてもよい。代替的に、発生器モジュール２００５０は、ハブモジュール式エンクロージャ２００６０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。複数の発生器が単一の発生器として機能するように、ハブモジュール式エンクロージャ２００６０は、複数の発生器の挿入と、ハブモジュール式エンクロージャ２００６０にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成することができる。
図４は、本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、患者回復室、又は手術用に特別に装備された医療施設内の部屋に配置された、感知システムのセット、環境感知システム、及び他のモジュール式デバイスのセットを、クラウドに接続するように構成された通信ハブのセットを有する外科用データネットワークを例示している。
図４に例示するように、外科用ハブシステム２００６０は、医療施設内に配置されたモジュール式デバイスをクラウドベースシステム（例えば、リモートストレージ２００６８に連結されたリモートサーバ２００６７を含み得るクラウドコンピューティングシステム２００６４）に接続するように構成されるモジュール式通信ハブ２００６５を含み得る。モジュール式通信ハブ２００６５及びデバイスは、外科手術のために特別に装備された医療施設内の部屋において接続され得る。一態様では、モジュール式通信ハブ２００６５は、ネットワークルータ２００６６と通信するネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２を含んでもよい。モジュール式通信ハブ２００６５はまた、ローカルコンピュータシステム２００６３に連結し、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供し得る。
コンピュータシステム２００６３は、プロセッサと、ネットワークインターフェース２０１００と、を備え得る。プロセッサは、システムバスを介して、通信モジュール、ストレージ、メモリ、不揮発性メモリ、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースに連結され得る。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とすることができ、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（Industrial Standard Architecture、ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（Micro-Charmel Architecture、ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（Ｅxtended ISA、ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（Intelligent Drive Electronics、ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（VESA Local Bus、ＶＬＢ）、周辺装置相互接続（Peripheral Component Interconnect、ＰＣＩ）、ＵＳＢ、アドバンストグラフィックスポート（Advanced Graphics Port、ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（Personal Computer Memory Card International Association、ＰＣＭＣＩＡ）、小型計算機システムインターフェース（Small Computer Systems Interface、ＳＣＳＩ）、又は任意の他の独自バスが挙げられるが、これらに限定されない。
プロセッサは、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによって商品名ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘで知られているものなどの、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（serial random access memory、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（read-only memory、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）及び／又は、１つ若しくは２つ以上のパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）モジュール、１つ若しくは２つ以上の直交エンコーダ入力（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つ若しくは２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（analog-to-digital converter、ＡＤＣ）を含み、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
一例では、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を備える安全コントローラを備えてもよい。安全コントローラは、スケーラブルな性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成され得る。
コンピュータシステム２００６３は、好適な動作環境において、記載した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を挙げることができる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能し得る。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合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２００６３にコマンド又は情報を入力し得る。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、ウェブカメラなどを挙げることができるが、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、システムバスを通してプロセッサ２０１０２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２００６３に入力を提供し、コンピュータシステム２００６３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できることを例示する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を挙げることができるが、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することができることに留意されたい。
コンピュータシステム２００６３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し得る。リモート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例示される。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（local area network、ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（wide area network、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（Fiber Distributed Data Interface、ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（Copper Distributed Data Interface、ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５などを挙げることができる。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（Integrated Services Digital Network、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（Digital Subscriber Line、ＤＳＬ）を挙げることができるが、これらに限定されない。
様々な例では、コンピュータシステム２００６３は、デジタル画像の処理に使用される画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又は任意の特殊なデジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）を備えてもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ（single instruction, multiple data、ＳＩＭＤ）、又は複数命令、複数データ（multiple instruction, multiple data、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利用されるハードウェア／ソフトウェアを指してもよい。例示的な明瞭さのため、通信接続部は、コンピュータシステム２００６３の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２００６３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、光ファイバモデム、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を挙げることができる。いくつかの例では、ネットワークインターフェースはまた、ＲＦインターフェースを使用して提供されてもよい。
外科用ハブシステム２００６０に関連付けられた外科用データネットワークは、パッシブ、インテリジェント、又はスイッチング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２００６１又はネットワークスイッチ２００６２内の各ポートを構成する追加の特徴部を含む。インテリジェント外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。
手術室に配置されたモジュール式デバイス１ａ～１ｎは、モジュール式通信ハブ２００６５に連結され得る。ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２は、ネットワークルータ２００６６に連結されて、デバイス１ａ～１ｎをクラウドコンピューティングシステム２００６４又はローカルコンピュータシステム２００６３に接続し得る。デバイス１ａ～１ｎに関連付けられたデータは、リモート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２００６３に転送され得る。同じ手術室に配置された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２００６２に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２００６２は、ネットワークハブ２００６１に、及び／又はネットワークルータ２００６６に連結されて、デバイス２ａ～２ｍをクラウド２００６４に接続し得る。デバイス２ａ～２ｍ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２００６６を介してクラウドコンピューティングシステム２００６４に転送され得る。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２００６３に転送されてもよい。
ウェアラブル感知システム２００１１は、１つ又は２つ以上の感知システム２００６９を含み得る。感知システム２００６９は、ＨＣＰ感知システム及び／又は患者感知システムを含み得る。１つ又は２つ以上の感知システム２００６９は、ネットワークルータ２００６６のうちの１つを介して直接、又はネットワークルータ２００６６と通信するネットワークハブ２００６１若しくはネットワークスイッチング２００６２を介して、外科用ハブシステム２００６０のコンピュータシステム２００６３又はクラウドサーバ２００６７と通信してもよい。
感知システム２００６９は、感知システム２００６９を、ローカルコンピュータシステム２００６３及び／又はクラウドコンピューティングシステム２００６４に接続するために、ネットワークルータ２００６６に連結され得る。感知システム２００６９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２００６６を介してクラウドコンピューティングシステム２００６４に転送され得る。感知システム２００６９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２００６３に転送されてもよい。
図４に例示されるように、外科用ハブシステム２００６０は、複数のネットワークハブ２００６１及び／又は複数のネットワークスイッチ２００６２を複数のネットワークルータ２００６６と相互接続することによって、拡張され得る。モジュール式通信ハブ２００６５は、複数のデバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍを受け入れ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２００６３はまた、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２００６５は、ディスプレイ２００６８に接続されて、例えば外科手技中に、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し得る。様々な態様では、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、例えば、外科用データネットワークのモジュール式通信ハブ２００６５に接続され得る他のモジュール式デバイスの中でも、内視鏡に連結された撮像モジュール、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、排煙モジュール、吸引／灌注モジュール、通信モジュール、プロセッサモジュール、ストレージアレイ、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を含んでもよい。
一態様では、図４に例示する外科用ハブシステム２００６０は、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ、又は感知システム２００６９をクラウドベースシステム２００６４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の組合せを備えてもよい。ネットワークハブ２００６１又はネットワークスイッチ２００６２に連結されたデバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ又は感知システム２００６９のうちの１つ若しくは２つ以上は、リアルタイムにデータを収集し、データ処理及び操作のためにクラウドコンピュータにデータを転送し得る。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うちの１つのタイプ」を指すよう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、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スペース）に配置されたモジュール式通信ハブ２００６５及び／又はコンピュータシステム２００６３、並びにインターネットを介して、モジュール式通信ハブ２００６５及び／又はコンピュータシステム２００６３に接続されたデバイスに配信される。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エンティティであり得る。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、感知システム、及び手術室内に配置された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、多数の計算を実施し得る。ハブハードウェアは、複数のデバイス、感知システム、及び／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、外科的転帰の改善、コスト低減及び患者満足度の改善を提供することができる。組織の封止及び切断手技後に、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。これには、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、クラウドコンピューティングシステム２００６４若しくはローカルコンピュータシステム２００６３又はその両方に転送され得る。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することができるかを判定することによって、外科手技の結果を改善するために分析されてもよい。そのようなデータ分析は、予後分析処理を更に採用し得、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し得る。
感知システム２００６９によって収集された測定値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と、外科用データネットワークは、改善された外科手術結果、改善された回復結果、低減されたコスト、及び改善された患者満足度をもたらし得る。感知システム２００６９のうちの少なくともいくつかは、患者を手術する外科医、外科手技のために準備中の患者、又は外科手技後に回復する患者の生理学的状態を評価するために用いられてもよい。クラウドベースのコンピューティングシステム２００６４は、外科医又は患者に関連付けられたバイオマーカをリアルタイムに監視し、外科手技前に収集された測定値データに少なくとも基づいて外科用計画を生成し、外科手技中に外科用器具に制御信号を供給し、術後期間中に患者に合併症を通知するために使用され得る。
手術室デバイス１ａ～１ｎは、ネットワークハブ２００６１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２００６５に接続され得る。ネットワークハブ２００６１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に接続性を提供することができる。ネットワークハブ２００６１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２００６１は、デバイスデータを転送するためのいかなる媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（media access control、ＭＡＣ／Internet Protocol、ＩＰ）も記憶することができない。デバイス１ａ～１ｎのうちの１つのみが、ネットワークハブ２００６１を介して一度にデータを送信し得る。ネットワークハブ２００６１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することができず、全てのネットワークデータを、各接続にわたり、及びクラウドコンピューティングシステム２００６４のリモートサーバ２００６７にブロードキャストする。ネットワークハブ２００６１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し得るが、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２００６２に接続され得る。ネットワークスイッチ２００６２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２００６２は、同じ手術室内に配置されたデバイス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２００６２は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２００６６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２００６２を介して同時にデータを送信し得る。ネットワークスイッチ２００６２は、データを転送するためにデバイス２ａ～２ｍのＭＡＣアドレスを記憶し、使用する。
ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２は、クラウドコンピューティングシステム２００６４に接続するためにネットワークルータ２００６６に連結され得る。ネットワークルータ２００６６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２００６６は、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及びウェアラブル感知システム２００１１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２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２から受信したデータパケットをクラウドベースコンピュータリソースに送信するためのルートを作成する。ネットワークルータ２００６６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配置された異なるネットワークなど、異なる位置に配置された２つ又は３つ以上の異なるネットワークを接続するために利用されてもよい。ネットワークルータ２００６６は、パケットの形態のデータをクラウドコンピューティングシステム２００６４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２００６６は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用し得る。
一例では、ネットワークハブ２００６１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より多くの利用可能なポートが存在するように、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２００６１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み得る。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。
例では、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９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）、パーソナルエリアネットワーク（personal area network、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２００６５と通信してもよい。手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び又は感知システム２００６９は、いくつかの無線通信規格若しく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２００６５と通信してもよく、このような規格又はプロトコルとしては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離無線通信規格（near-field communication、ＮＦＣ）、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリ）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ニューラジオ（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、及びそれ以降に指定される任意の他の無線プロトコル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、Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔなどの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、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡなどの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２００６５は、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９のうちの１つ又は２つ以上の中央接続部として機能し、フレームとして知られるデータタイプを取り扱い得る。フレームは、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９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２００６５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２００６６へ送信され、このネットワークルータは、本明細書に記載されるように、多数の無線通信規格若しく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システム２００６４又はローカルコンピュータシステム２００６３に転送し得る。
モジュール式通信ハブ２００６５は、スタンドアロンのデバイスとして使用されてもよく、又は大きい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２００６１及びネットワークスイッチ２００６２に接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２００６５は、一般に設置、構成、及び維持が容易であるため、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをネットワーク形成するための良好な選択肢とさせ得る。
図５は、外科用システム２０００２の一部であってもよいコンピュータ実装双方向外科用システム２００７０を例示している。コンピュータ実装双方向外科用システム２００７０は、多くの点でＨＣＰ感知システム２０００２と類似している。例えば、コンピュータ実装双方向外科用システム２００７０は、多くの点で外科用システム２０００２と類似する１つ又は２つ以上の外科用サブシステム２００７２を含んでもよい。各サブ外科用システム２００７２は、リモートサーバ２００７７及びリモートストレージ２００７８を含み得るクラウドコンピューティングシステム２００６４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２００７６を含んでもよい。一態様では、コンピュータ実装双方向外科用システム２００７０は、感知システム２０００１、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に配置された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装置２００８５を含んでもよい。
図５の例に例示されるように、モジュール式制御装置２００８５は、内視鏡２００８７に連結され得る撮像モジュール２００８８、エネルギーデバイス２００８９に連結され得る発生器モジュール２００９０、排煙器モジュール２００９１、吸引／灌注モジュール２００９２、通信モジュール２００９７、プロセッサモジュール２００９３、ストレージアレイ２００９４、任意選択的に、それぞれ、ディスプレイ２００８６及び２００８４に連結されたスマートデバイス／器具２００９５、並びに非接触センサモジュール２００９６に連結され得る。非接触センサモジュール２００９６は、超音波、レーザタイプ、及び／又は類似の非接触測定デバイスを使用して、手術室の寸法を測定し、手術室のマップを生成してもよい。他の距離センサを用いて、手術室の境界を判定することができる。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国特許仮出願第６２／６１１，３４１号では、同文献中の「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」の見出しの下に記載されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し得る。センサモジュールは、手術室のサイズを判定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整するように構成されてもよい。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信することによって手術室を走査することができ、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して手術室のサイズを判定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整する。
モジュール式制御装置２００８５はまた、１つ又は２つ以上の感知システム２００６９及び環境感知システム２００１５と通信し得る。感知システム２００６９は、ルータを介して直接的に、又は通信モジュール２００９７を介して、モジュール式制御装置２００８５に接続され得る。手術室デバイスは、モジュール式制御装置２００８５を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結され得る。ロボット外科用ハブ２００８２もまた、モジュール式制御装置２００８５及びクラウドコンピューティングリソースに接続され得る。とりわけ、デバイス／器具２００９５又は２００８４、ヒューマンインターフェースシステム２００８０は、本明細書に記載されるように、有線通信規格若しくは無線通信規格又はプロトコルを介して、モジュール式制御装置２００８５に連結され得る。ヒューマンインターフェースシステム２００８０は、表示サブシステムと、通知サブシステムと、を含み得る。モジュール式制御装置２００８５は、ハブディスプレイ２００８１（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されて、撮像モジュール２００８８、デバイス／器具ディスプレイ２００８６、及び／又は他のヒューマンインターフェースシステム２００８０から受信した画像を表示し、オーバーレイし得る。ハブディスプレイ２００８１はまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御装置２００８５に接続されたデバイスから受信したデータを表示し得る。
図６は、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具又は外科用ツールの制御システム２０２２０の論理図を例示している。外科用器具又は外科用ツールは、構成可能であってもよい。外科用器具は、撮像デバイス、外科用ステープラ、エネルギーデバイス、エンドカッターデバイスなどの手元にあって、手技に特有の外科用備品を含んでもよい。例えば、外科用器具は、電動ステープラ、電動ステープラ発生器、エネルギーデバイス、高度エネルギーデバイス、高度エネルギージョーデバイス、エンドカッタークランプ、エネルギーデバイス発生器、手術室内撮像システム、排煙器、吸引灌注デバイス、吹送システムなどのうちのいずれかを含んでもよい。システム２０２２０は、制御回路を備え得る。制御回路は、プロセッサ２０２２２及びメモリ２０２２３を備えるマイクロコントローラ２０２２１を含み得る。例えば、センサ２０２２５、２０２２６、２０２２７のうちの１つ又は２つ以上が、プロセッサ２０２２２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２０２２９によって駆動されるモータ２０２３０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２０２２８は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成され得る。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置を、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され得る、又は構成され得るプロセッサ２０２２２に提供され得る。追加のモータが、Ｉビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ２０２２４は、器具の様々な動作状態を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含み得る。ディスプレイ２０２２４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れ得る。
マイクロコントローラ２０２２１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２０２２１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有する１つ若しくは２つ以上の１２ビットＡＤＣを備える、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。
マイクロコントローラ２０２２１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を備える安全コントローラを備えてもよい。安全コントローラは、スケーラブルな性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成され得る。
マイクロコントローラ２０２２１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２０２２１は、プロセッサ２０２２２と、メモリ２０２２３と、を含んでもよい。電気モータ２０２３０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（direct current、ＤＣ）モータであってもよい。一態様では、モータドライバ２０２２９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が、絶対位置決めシステムを備える追跡システム２０２２８で使用するために容易に代用され得る。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年１０月１９日公開の米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号に記載されている。
マイクロコントローラ２０２２１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得る。マイクロコントローラ２０２２１は、マイクロコントローラ２０２２１のソフトウェア内で応答を計算するように構成され得る。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答を得ることができ、これが実際のフィードバックの意思決定に使用される。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ってもよく、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
モータ２０２３０は、モータドライバ２０２２９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ることもできる。様々な形態において、モータ２０２３０は、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。いくつかの例では、モータ２０２３０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２０２２９は、例えば、電界効果トランジスタ（field-effect transistor、ＦＥＴ）を備えるＨブリッジドライバを備えてもよい。モータ２０２３０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放可能に取り付けら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２０２２９は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１は、ブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として特に設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide semiconductor field-effect transistor、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ってもよい。ドライバ２０２２９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までの電池電圧に供給し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を供給するために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を使用して高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードでは、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護され得る。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が、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム２０２２８で使用するために容易に代用され得る。
追跡システム２０２２８は、本開示の一態様による位置センサ２０２２５を備える制御されたモータ駆動回路構成を備え得る。絶対位置決めシステムのための位置センサ２０２２５は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を供給し得る。いくつかの例では、変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表すことができる。いくつかの例では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る発射部材を表すことができる。いくつかの例では、変位部材は、発射バー又はＩビームを表すことができ、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、駆動部材、発射部材、発射バー、Ｉビーム、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の可動部材を指すために使用され得る。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びＩビームに連結され得る。したがって、絶対位置決めシステムは、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ために好適な任意の位置センサ２０２２５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、又はそれらの組合せは、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（linear variable differential transformer、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducer、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フォトダイオード若しくは光検出器を備える光学感知システム、又はこれらの任意の組合せを含んでもよい。
電気モータ２０２３０は、変位部材上の駆動歯のセット、又は駆動歯のラックと噛合係合で取り付けられるギア組立体と動作可能に接続する回転式シャフトを含み得る。センサ要素は、位置センサ２０２２５要素の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得る。ギアリング及びセンサの構成は、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示してもよい。変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表すことができる。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、又はこれらの組合せを表すことができる。
位置センサ２０２２５に関連付けられたセンサ要素の１回転は、変位部材の長手方向直線変位ｄ１に相当することができ、ｄ１は、変位部材に連結されたセンサ要素の１回転の後で、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。センサ構成は、位置センサ２０２２５が変位部材のフルストロークに対して１回又は２回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して連結され得る。位置センサ２０２２５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し得る。
位置センサ２０２２５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合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２０２２１にフィードバックすることができ、そのマイクロコントローラは、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２０２２５の出力は、マイクロコントローラ２０２２１に供給される。センサ構成の位置センサ２０２２５は、位置信号又は値の固有の組合せを出力する、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要素のアレイを備えてもよい。
位置センサ２０２２５は、例えば、全磁界又は磁界のベクトル成分を測定するか否かに従って分類される磁気センサなど、任意の数の磁気検出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包含し得る。磁界の感知に使用される技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動（nuclear precession）、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサを挙げることができる。
絶対位置決めシステムを備える追跡システム２０２２８の位置センサ２０２２５は、磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ２０２２５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２０２２５は、マイクロコントローラ２０２２１に接続され、絶対位置決めシステムを実現する。位置センサ２０２２５は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に配置され得る位置センサ２０２２５のエリアに、４つのホール効果要素を含み得る。また、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラをチップ上に設けてもよい。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で、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（coordinate rotation digital computer、ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられ得る。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース（serial peripheral interface、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２０２２１に送信され得る。位置センサ２０２２５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２０２２５は、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
絶対位置決めシステムを備える追跡システム２０２２８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、及び／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２０２２５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、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを使用して、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組合せ回路を備え得る。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てよい。
絶対位置決めシステムは、モータ２０２３０がとった前方又は後方へのステップの数を単に計数して、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が必要とされ得る、変位部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置に後退又は前進させることなく、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供することができる。
例えば、歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ２０２２６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、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、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。測定した歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ２０２２２に提供され得る。センサ２０２２６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２０２２７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してもよい。例えば、負荷センサなどのセンサ２０２２７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してもよい。Ｉビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Ｉビームはまた、Ｉビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含み得る。代替的に、モータ２０２３０によって消費される電流を測定するために、電流センサ２０２３１を用いてもよい。発射部材を前進させるために必要な力は、例えば、モータ２０２３０によって消費さ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２０２２２に提供され得る。
例えば、歪みゲージセンサ２０２２６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してもよい。処置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た力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成され得る微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ２０２２６を備えてもよい。一態様では、歪みゲージセンサ２０２２６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してもよい。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２０２２１のプロセッサ２０２２２に供給され得る。負荷センサ２０２２７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してもよい。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２０２２２に供給されてもよい。
センサ２０２２６、２０２２７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ため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２０２２１によって使用され得る。一実施例では、メモリ２０２２３は、評価の際にマイクロコントローラ２０２２１によって用いられ得る技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶してもよい。
外科用器具又はツールの制御システム２０２２０はまた、図５に示すようにモジュール式通信ハブ２００６５と通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。
図７は、本開示による例示的外科用システム２０２８０を例示し、有線及び／又は無線接続を介してローカルエリアネットワーク２０２９２及び／又はクラウドネットワーク２０２９３を通じてコンソール２０２９４又はポータブルデバイス２０２９６と通信することができる外科用器具２０２８２を含み得る。コンソール２０２９４及びポータブルデバイス２０２９６は、任意の好適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２０２８２は、ハンドル２０２９７と、アダプタ２０２８５と、装填ユニット２０２８７と、を含み得る。アダプタ２０２８５は、ハンドル２０２９７に解放可能に連結し、装填ユニット２０２８７は、アダプタ２０２８５が駆動シャフトから装填ユニット２０２８７に力を伝達するように、アダプタ２０２８５に解放可能に連結する。アダプタ２０２８５又は装填ユニット２０２８７は、装填ユニット２０２８７にかかる力を測定するために、内部に配置される力ゲージ（明示的に図示せず）を含み得る。装填ユニット２０２８７は、第１のジョー２０２９１及び第２のジョー２０２９０を有するエンドエフェクタ２０２８９を含み得る。装填ユニット２０２８７は、装填ユニット２０２８７を再装填するために、装填ユニット２０２８７を手術部位から除去する必要なく、臨床医が複数の締結具を複数回発射し得る生体内装填、つまり複数回発射装填ユニット（multi-firing loading unit、ＭＦＬＵ）であってもよい。
第１のジョー２０２９１及び第２のジョー２０２９０は、それらの間に組織をクランプし、クランプされた組織を通して締結具を発射し、クランプされた組織を切断するように構成され得る。第１のジョー２０２９１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回以上発射し得る複数の締結具（例えば、ステープル、クリップなど）を含む交換可能な複数回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２０２９０は、締結具が複数回発射締結具カートリッジから排出される際に、締結具を変形させるか、又は他の方法で固定するアンビルを含み得る。
ハンドル２０２９７は、駆動シャフトの回転に作用するように、駆動シャフトに連結されるモータを含み得る。ハンドル２０２９７は、モータを選択的に作動させるための制御インターフェースを含み得る。制御インターフェースは、ボタン、スイッチ、レバー、スライダ、タッチスクリーン、及び任意の他の好適な入力機構又はユーザインターフェースを含んでもよく、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２０２９７の制御インターフェースは、ハンドル２０２９７のコントローラ２０２９８と通信して、モータを選択的に作動させ、駆動シャフトの回転に作用し得る。コントローラ２０２９８は、ハンドル２０２９７内に配置されてもよく、制御インターフェースからの入力、及びアダプタ２０２８５からのアダプタデータ、又は装填ユニット２０２８７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もよい。コントローラ２０２９８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を、並びにアダプタ２０２８５及び／又は装填ユニット２０２８７から受信されたデータを分析し得る。ハンドル２０２９７はまた、ハンドル２０２９７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２０２８２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得る。
アダプタ２０２８５は、内部に配置されるアダプタ識別デバイス２０２８４を含み、装填ユニット２０２８７は、内部に配置される装填ユニット識別デバイス２０２８８を含み得る。アダプタ識別デバイス２０２８４は、コントローラ２０２９８と通信し、装填ユニット識別デバイス２０２８８は、コントローラ２０２９８と通信し得る。装填ユニット識別デバイス２０２８８は、装填ユニット識別デバイス２０２８８からコントローラ２０２９８への通信を中継又は通過するアダプタ識別デバイス２０２８４と通信し得ることが理解されるであろう。
アダプタ２０２８５はまた、アダプタ２０２８５又は環境の様々な状態（例えば、アダプタ２０２８５が装填ユニットに接続されているか否か、アダプタ２０２８５がハンドルに接続されているか否か、駆動シャフトが回転しているか否か、駆動シャフトのトルク、駆動シャフトの歪み、アダプタ２０２８５内の温度、アダプタ２０２８５の発射回数、発射中のアダプタ２０２８５のピーク力、アダプタ２０２８５に加えられる力の総量、アダプタ２０２８５のピーク後退力、発射中のアダプタ２０２８５の休止回数など）を検出するために、その周囲に配置される複数のセンサ２０２８６（１つが示される）を含み得る。複数のセンサ２０２８６は、データ信号の形態でアダプタ識別デバイス２０２８４に入力を提供し得る。複数のセンサ２０２８６のデータ信号は、アダプタ識別デバイス２０２８４内に記憶されてもよく、又はアダプタ識別デバイス２０２８４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２０２８６のデータ信号は、アナログ又はデジタルであってもよい。複数のセンサ２０２８６は、発射中に装填ユニット２０２８７に及ぼされる力を測定するための力ゲージを含み得る。
ハンドル２０２９７及びアダプタ２０２８５は、電気的インターフェースを介して、アダプタ識別デバイス２０２８４及び装填ユニット識別デバイス２０２８８をコントローラ２０２９８と相互接続するように構成され得る。電気的インターフェースは、直接電気的インターフェースであってもよい（すなわち、エネルギー及び信号をそれらの間で伝送するために互いに係合する電気接点を含む）。追加的に、又は代替的に、電気的インターフェースは、エネルギー及び信号をそれらの間で無線送信する（例えば、誘導伝送する）ための非接触電気的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２０２８４及びコントローラ２０２９８は、電気的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２０２９７は、コントローラ２０２９８からシステム２０２８０の他の構成要素（例えば、ＬＡＮ２０２９２、クラウド２０２９３、コンソール２０２９４、又はポータブルデバイス２０２９６）に器具データを送信するように構成されるトランシーバ２０２８３を含み得る。コントローラ２０２９８はまた、１つ又は２つ以上のセンサ２０２８６に関連付けられた器具データ及び／又は測定値データを外科用ハブに送信してもよい。トランシーバ２０２８３は、外科用ハブ２０２７０からデータ（例えば、カートリッジのデータ、装填ユニットデータ、アダプタデータ、又は他の通知）を受信し得る。トランシーバ２０２８３は、システム２０２８０の他の構成要素からデータ（例えば、カートリッジのデータ、装填ユニットデータ、又はアダプタデータ）を受信し得る。例えば、コントローラ２０２９８は、ハンドル２０２９７に取り付けられた取り付けアダプタ（例えば、アダプタ２０２８５）のシリアル番号、アダプタ２０２８５に取り付けられた装填ユニット（例えば、装填ユニット２０２８７）のシリアル番号、及び装填ユニットに装填された複数回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２０２９４に送信してもよい。その後、コンソール２０２９４は、それぞれ、取り付けられたカートリッジ、装填ユニット、及びアダプタに関連付けられたデータ（例えば、カートリッジのデータ、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２０２９８に返信してもよい。コントローラ２０２９８は、ローカル器具ディスプレイ上にメッセージを表示してもよく、あるいはトランシーバ２０２８３を介してコンソール２０２９４又はポータブルデバイス２０２９６にメッセージを送信して、メッセージを、それぞれディスプレイ２０２９５又はポータブルデバイススクリーン上に表示してもよい。
図８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の図を例示する。データソース５１２６は、例えば、モジュール式デバイス５１０２（患者、ＨＣＰ、及び環境、並びに／又はモジュール式デバイス自体と関連付けられる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）、患者監視デバイス５１２４（例えば、血圧（blood pressure、ＢＰ）モニタ、及び心電図（electrocardiography、ＥＫＧ）モニタ）、ＨＣＰ監視デバイス３５５１０、及び／又は環境監視デバイス３５５１２を含むことができる。外科用ハブ５１０４は、例えば、受信されたデータの特定の組合せ又はデータソース５１２６からデータが受信された特定の順序に基づいて、データから外科手技に関するコンテキスト情報を導出するように構成することができる。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、行われている外科手技のタイプ、外科医が行っている外科手技の特定のステップ、手術されている組織のタイプ、又は手技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手技に関する情報を導出又は推測するための外科用ハブ５１０４のいくつかの態様によるこの機能は、「状況認識」と称され得る。例えば、外科用ハブ５１０４は、状況認識システムを組み込むことができ、状況認識システムは、エッジコンピューティングシステム３５５１４又は企業クラウドサーバ３５５１６から受信された受信データ及び／又は手術計画情報から外科手技に関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。
外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、様々な異なる方式でデータソース５１２６から受信されたデータから、コンテキスト情報を導出するように構成することができる。例えば、状況認識システムは、様々な入力（例えば、データベース５１２２、患者監視デバイス５１２４、モジュール式デバイス５１０２、ＨＣＰ監視デバイス３５５１０、及び／又は環境監視デバイス３５５１２からのデータ）を、外科手技に関する対応するコンテキスト情報と相関させるために、訓練データで訓練されたパターン認識システム、又は機械学習システム（例えば、人工ニューラルネットワーク）を含むことができる。機械学習システムは、提供された入力から外科手技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。例では、状況認識システムは、外科手技に関する事前に特性評価されたコンテキスト情報を、そのコンテキスト情報に対応する１つ又は２つ以上の入力（又は、入力の範囲）と関連付けて記憶する、ルックアップテーブルを含むことができる。１つ又は２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。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つ若しくは２つ以上のモジュール式デバイス５１０２の特定の制御調整、又は一連の制御調整と関連付けることができる。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つ若しくは２つ以上のモジュール式デバイス５１０２の１つ若しくは２つ以上の制御調整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、又は他のかかるシステムを含むことができる。
状況認識システムを組み込む外科用ハブ５１０４は、外科用システム５１００に多くの利点を提供することができる。１つの利点は、感知及び収集されたデータの解釈の改善を提供することを含み得、これは、外科手技の過程中の処理精度、及び／又はデータの使用を改善させる。先の例に戻ると、状況認識外科用ハブ５１０４は、どのタイプ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、組織タイプ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タイプは、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及び負荷閾値になされる調整に影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、行われている外科手技が胸部手技であるのか、又は腹部手技であるのかを推測することができ、これにより、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープ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組織であるのか（胸部手技の場合）、又は胃組織であるのか（腹部手技の場合）を判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、組織のタイプに合わせて適切に調整することができる。
吹送手技中に手術されている体腔のタイプは、排煙器の機能に影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、手術部位が（外科手技が吹送を利用していることを判定することによって）圧力下にあるかどうかを判定し、手技のタイプを判定することができる。一般に、ある手技タイプが固有の体腔内で行われ得るので、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に排煙器のモータ速度を制御することができる。かくして、状況認識外科用ハブ５１０４は、胸部手技及び腹部手技の両方用に一貫した量の煙排出を提供し得る。
行われている手技のタイプは、超音波外科用器具、又は高周波（radio frequency、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、関節鏡手技では、超音波外科用器具、又はＲＦ電気外科用器具のエンドエフェクタが流体中に浸漬されるので、より高いエネルギーレベルを必要とし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科手技が関節鏡手技であるかどうかを判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、流体で満たされた環境を補償するために、発電機のＲＦ電力レベル又は超音波振幅（例えば、「エネルギーレベル」）を調整することができる。関連して、手術されている組織のタイプは、超音波外科用器具又は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。状況認識外科用ハブ５１０４は、どのタイプの外科手技が行われているかを判定し、次いで、外科手技について予想される組織形状に従って、それぞれ、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、単に手技毎にではなく、外科手技の過程にわたって、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを調整するように構成することができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科手技のどのステップが行われているか、又は引き続き行われるかを判定し、次いで、発電機、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、外科手技のステップに従って予想される組織のタイプに適切な値までエネルギーレベルを設定し得る。
例では、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から導き出される結論を改善するために、追加のデータソース５１２６からデータを導き出すことができる。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から外科手技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、止血が生じたかどうか（例えば、手術部位での出血が止まったかどうか）を判定するように構成することができる。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モニタで感知された血圧）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判定を行うように更に構成することができる。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、手技の後続のステップで器具の使用が必要とされることが判定された場合に、ＲＦ電気外科用器具が接続されている発電機を積極的に起動させ得る。エネルギー源を積極的に起動することは、手技の先行するステップが完了すると直ぐに、器具を使用準備完了にすることを可能にすることができる。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医が見る必要があると予想される手術部位の特徴部に従って、外科手技の現ステップ、又は後続のステップが、ディスプレイ上の異なるビュー若しくは倍率を必要とするかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、表示されたビュー（例えば、可視化システム用に医療用撮像デバイスから供給される）を、適宜、積極的に変化させることができ、これにより、ディスプレイは外科手技にわたって自動的に調整する。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科手技のどのステップが行われているか、又は次に行われるか、及び特定のデータ又はデータ間の比較が外科手技のそのステップに必要とされるかどうかを判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機することなく、行われている外科手技のステップに基づいて、データスクリーンを自動的に呼び出すように構成することができる。
外科手技のセットアップ中、又は外科手技の過程中に、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、手術室が、行われるべき外科手技用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判定することができる。外科用ハブ５１０４は、行われている外科手技のタイプを判定し、対応するチェックリスト、製品位置、又はセットアップ要件を（例えば、メモリから）読み出し、次いで、現在の手術室のレイアウトを、行われていると外科用ハブ５１０４が判定した外科手技のタイプの標準レイアウトと比較するように構成することができる。いくつかの例示では、外科用ハブ５１０４は、手技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、所与の外科手技のための項目及び／又はデバイスの推奨又は予想されるマニフェストと比較することができる。リスト間に何らかの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、患者監視デバイス５１２４、ＨＣＰ監視デバイス３５５１０、環境監視デバイス３５５１２、及び／又は他の外科用物品が欠落していることを示すアラートを提供することができる。いくつかの例では、外科用ハブ５１０４は、例えば、近接センサを介してモジュール式デバイス５１０２及び患者監視デバイス５１２４の相対距離又は相対位置を判定することができる。外科用ハブ５１０４は、デバイスの相対位置を、特定の外科手技用に推奨又は予想されるレイアウトと比較することができる。レイアウト間に何らかの分断が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、外科手技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することができる。
状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医（又は、他のＨＣＰ）が誤りを犯しているかどうか、又は外科手技の過程中に予想される一連のアクションから逸脱しているかどうかを判定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、行われている外科手技のタイプを判定し、機器使用のステップ又は順序の対応リストを（例えば、メモリから）読み出し、次いで、外科手技の過程中に行われているステップ又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が行われていることを判定した外科手技のタイプについて予想されるステップ又は機器と比較するように構成することができる。外科用ハブ５１０４は、外科手技における特定のステップで予想外のアクションが行われているか、又は予想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ことができる。
外科用器具（及び他のモジュール式デバイス５１０２）は、各外科手技の特定のコンテキストに合わせて調整され得（異なる組織のタイプへの調整など）、外科手技中のアクションを検証し得る。次のステップ、データ、及び表示調整は、手技の固有のコンテキストに従って、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）に提供され得る。
システム及び／又は手段は、手術室内に配置された１つ又は２つ以上のモジュール及び／又はデバイスをペアリング及び／又は制御するために、外科用システムの外科用ハブのために提供され得る。図３又は図５に記載されるように、外科用システムは、複数のモジュール、例えば、発生器モジュール、煙排出モジュールなどに通信可能に接続された外科用ハブを含み得る。外科用ハブは、外科用ハブが外科用システムのデバイスとのペアリング及び／又はデバイス間のペアリングを形成及び／又は除去することを可能にし得る制御回路を含み得る。外科用ハブは、通信モジュールが、外科手技において使用され得る１つ又は２つ以上の外科用デバイスを選択的にペアリングすることを可能にし得る。
状況認識を伴う一例では、外科用ハブは、行われる外科手技のタイプに基づいて、又はデバイスが接続若しくは切断されることを必要とする外科手技の近く予定されているステップの判定に基づいて、手術室内の外科用システムのデバイスを選択的に接続又は切断し得る。ハブ状況認識は、図８に関連して以下により詳細に説明される。
図８を参照すると、外科用ハブは、外科手技の外科的ステップの進行を追跡し得、そのような進行に基づいて、外科用システムのデバイスのペアリング及びペアリング解除を調整し得る。例えば、外科用ハブは、第１の外科的ステップが第１の外科用器具の使用を必要とし、一方、第１の外科的ステップの完了後に発生する第２の外科的ステップが第２の外科用器具の使用を必要とすると判定し得る。したがって、外科用ハブは、第１の外科的ステップの持続時間の間、外科用器具コントローラを第１の外科用器具に割り当て得る。第１の外科的ステップの完了を検出した後、外科用ハブは、第１の外科用器具と外科用器具コントローラとの間の通信リンクを切断させ得る。外科用ハブは、次いで、外科用器具コントローラと第２の外科用器具との間のペアリング又はそれら間の通信リンクの確立を認可することによって、外科用器具コントローラを第２の外科用器具に割り当て得る。
外科用システムは、図１Ｃにおいて本明細書で説明されるように、１つ又は２つ以上のエッジコンピューティングデバイス及び企業クラウドシステムに接続され得る１つ又は２つ以上の相互接続された外科用ハブを含み得る。外科用ハブ及びコンピューティングエッジデバイスは、ＨＩＰＰＡの境界内に配置され得る。外科用ハブの各々は、（例えば、図３に関連して説明されるような）１つ又は２つ以上のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスと関連付けられ得る。システムモジュールは、外科用ハブ内に受容可能であってもよく、モジュール式デバイス又は外科用デバイス若しくは器具は、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために、種々のシステムモジュールに接続されてもよい。接続又はペアリングは、有線又は無線媒体を介し得る。モジュール式デバイスは、インテリジェント外科用器具、医療用撮像デバイス、吸引／灌注モジュール、排煙器モジュール、エネルギー発生器、ベンチレータ、吹送器、及び外科用ハブディスプレイを含み得る。本明細書に記載されるモジュール式デバイスは、制御アルゴリズム又は制御プログラムによって制御され得る。制御アルゴリズム又は制御プログラムは、例えば、本明細書に説明されるような分散コンピューティングアーキテクチャを使用して、１つ又は２つ以上のモジュール式デバイス上で、又はモジュール式デバイスがペアリングされる１つ又は２つ以上の外科用ハブ上で、又はモジュール式デバイス及び外科用ハブの両方上で実行されてもよい。一例では、モジュール式デバイスに関連付けられた制御プログラムは、モジュール式デバイス自体によって（例えば、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し得る。このデータは、手術されている患者（例えば、吹送圧力）又はモジュール式デバイス自体（例えば、煙排出モジュールが患者の腹部からガス及び粒子を除去している速度）に関連し得る。
複数の場所に配置された複数の手術室は、外科用ハブを各々備え得る。外科用ハブは、１つ又は２つ以上のエッジコンピューティングデバイスに接続され得る。エッジコンピューティングデバイスは、外科用ハブの各々の処理能力及び／又は記憶能力の拡張として使用され得る。外科用ハブ又はエッジコンピューティングデバイスのうちの１つは、外科用ハブ、システムモジュール、及び／又は外科用ハブの各々に関連付けられたモジュール式デバイスの間の対話を制御し得るコントローラとして機能し得る。１つ又は２つ以上の外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス間の制御相互作用は、例えば、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式を含む、制御方式のうちの１つに基づき得る。外科用ハブは、１つ又は２つ以上のシステムモジュール又は１つ又は２つ以上のモジュール式デバイスに関連付けられた制御方式（複数可）を、第１の制御方式から第２の制御方式に切り替え（例えば、適応的に切り替え）てもよい。
１つ又は２つ以上の外科用ハブ、並びに外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、協調制御方式を使用し得る。協調制御方式の場合、システムモジュール又はモジュール式デバイスは、リンクされた外科用システムの一部である機能的動作を有し得る。外科用システムの一部であるシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの各々は、他のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスと通信し得る。システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、他のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスと情報を交換し、それによって、外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの動作に影響を与える能力を有し得る。
一例では、吹送サービスを提供する吹送器システムモジュール及び排煙器システムモジュールの各々は、本明細書で説明されるように、別個及び／又は独立したガス計量機能を有し得る。例えば、煙排出システムモジュールは、エネルギーデバイスからの起動及び視認性の懸念に基づいて、患者の腹部からガス及び粒子を除去するために使用されることができる。吹送システムモジュールは、患者の腹部を、例えば、予め定義された所定の圧力で膨張させた状態に保つためにＣＯ２を圧送するために使用されることができる。煙排出システムモジュールは、吹送システムモジュールと通信し得る。煙排出システムモジュール及び吹送システムモジュールは、（例えば、図１Ｃ及び図１０に説明されるように）ピアツーピア制御リンクを使用して、外科用ハブを介して、又は通信インターフェースのうちの１つを通して直接通信し得る。煙排出システムモジュール及び吹送システムモジュールは、一方のシステムの動作が他方のシステムの動作を圧倒しないように、それらの容量範囲を設定し得る。一例では、煙排出システムモジュールのモジュールのうちの１つ又は吹送システムモジュールのうちの１つは、それが他のシステムモジュールの容量を超える可能性があることを判定することができる。例えば、吹送システムモジュールは、ＣＯ２を患者の腹部内に圧送することが可能であり得る最高速度が、煙排出システムモジュールがＣＯ２ガス及び他の粒子を除去し得る速度未満であると判定することができる。そのような場合、吹送システムは、２つのシステムモジュールのバランスをより良好にするために、煙排出システムモジュールにその排出応答を低減するように指示（例えば、最初に指示）することができる。吹送システムは、煙排出システムモジュールにその排出速度を低減するように指示する制御メッセージ又は制御プログラムを（例えば、外科用ハブを介して、又は直接）煙排出システムモジュールに送信することができる。
１つ又は２つ以上の外科用ハブ、並びに外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、例えば、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに、その機能について第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに（例えば、通知メッセージ又は制御プログラムを介して）通知するために、通知制御方式を使用し得る。第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスが第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスの動作を変更することを可能にすることなく、通知メッセージ又は制御プログラムを第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに送信し得る。一例では、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、外科用システムの一部であり得る外科用ハブのうちの１つを介して、通知メッセージ又は制御プログラムを第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに送信することができる。一例では、第１のシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、例えば、ピアツーピア制御メッセージを使用して、通知メッセージ又は制御プログラムを第２のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに直接送信することができる。
一例では、他のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの中でも外科用システムは、単極発生器を含むことができる。ユーザは、単極発生器の起動を要求し得る。外科用システムの一部である外科用ハブは、感知機構及び／又は視覚機構を使用して、単極発生器の起動及びペアリングを開始し得る。外科用ハブは、外科手技の次のステップにおける単極発生器の使用を示す状況認識情報に基づいて、感知動作及び／又はペアリング動作を実行し得る。単極発生器は、１つ又は２つ以上の通知メッセージを他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールに送信し得る。通知メッセージは、他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールに、単極発生器の起動及び／又は電力レベルについて指示し、例えば、他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールに対して、アクティブである間のそれらの感知システムに予期される混乱を警告することができる。通知メッセージはまた、単極発生器がアクティブであり得る時間間隔を示し得る。通知メッセージは、他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールへの警告として作用し、それらが、単極発生器の動作によって引き起こされ得る予め定義されたノイズ干渉を無視することを可能にし得る。通知メッセージはまた、他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールが、単極発生器の動作によって引き起こされるノイズを、例えば、システムモジュールの監視機能において、意図されないノイズ及び／又は予期せぬ変化として解釈しないことを可能にし得る。単極発生器から他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールへの通知メッセージは、単極発生器の起動／動作についてそれらに通知してもよいが、通知制御方式の場合、他の高度なエネルギーモジュール式デバイス及び／又はシステムモジュールのいずれも、停止又は起動するように単極発生器に示すことができなくてもよい。
１つ又は２つ以上の外科用ハブ、並びに外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、拮抗制御方式を使用し得る。拮抗制御方式は、同じシステムリソースを競合する複数のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスが互いに相殺することを可能にし、それによって、システムリソースのバランスを１つのシステムモジュール又はモジュール式デバイスから別のシステムモジュール又はモジュール式デバイスに変更し得る。一例では、拮抗制御方式の下で、システムリソースのバランスは、タスクに関連付けられた優先度又は関与するシステムの優先度に基づいて変更され得る。
一例では、外科用システムに関連付けられた１つ又は２つ以上のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、外科用システムのシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスによって使用されているリソースが、別のシステムモジュール又はモジュール式デバイスとも共有されている間、追加の電力、通信、又は処理リソースを必要とし得る。例えば、ストレージモジュールは、エッジコンピューティングデバイスにデータをアップロードするか、又はクラウドサービスからデータをダウンロードしようと試みることがあり、高度な可視化システムは、視覚化を処理及び／又は表示するためにストレージモジュールによって使用されているリソース（例えば、コンピューティングリソース）又は電力も必要とすることがある。そのような場合、例えば、システムモジュールの優先度に基づいて、より高い優先度を有するシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、より低い優先度を有する別のシステムモジュール又はモジュール式デバイスと共有し得るリソースを引き出すことができる。例えば、高度な可視化システムは、ストレージモジュールを介して、高度な可視化システムがストレージモジュールと共有し得るリソースを引き出すことができる。高度な可視化システムによって利用されなくなると、その高度な可視化システムは、リソースを他のプロセス、モジュール、又はデバイスに戻すことができる。リソースの引き出し及び押し出しは、共有される無限のリソースが存在しないため、これらのシステム間にトレードオフが存在する可能性があることを意味し得る。
他のプロセス、システムモジュール、又はモジュール式デバイスに対する１つのプロセス、システムモジュール、又はモジュール式デバイスの優先順位付けは、手近なタスクに対するモジュール又は機能の重要性に基づき得る。例えば、１つ又は２つ以上のモジュールは、例えば、重要な（例えば、生命に関わる）タスク、吹送などを含むタスクを実行しながら、本質的により高い優先順位を有する場合がある。一例では、プロセス、システムモジュール、又はモジュール式デバイスは、例えば、外科医の選択、ネットワーク帯域幅、ネットワークダウン時間、又はデータに関連付けられた優先度値などを含む外部監視態様に基づいて、別のプロセス、システムモジュール、又はモジュール式デバイスよりも高い優先度を有する場合がある。
１つ又は２つ以上の外科用ハブ、並びに外科用ハブに関連付けられたシステムモジュール又はモジュール式デバイスは、階層制御方式を使用し得る。階層制御方式は、制御の階層を含み得る。一例では、外科用ハブは、外科用システムの主な制御及び意思判定要素であってもよい。別の例では、階層制御方式は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの階層（例えば、予め定義された階層）を定義してもよい。そのような場合、システムモジュール又はモジュール式デバイスは、システムモジュール又はモジュール式デバイスのセットのための主な制御及び／又は意思判定要素として構成され得る。
階層制御方式は、ツリーに基づいてもよく、外科用ハブ又はシステムモジュールのうちの１つ、又はモジュール式デバイスがマスタであり、１つ又は２つ以上のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスが従属モジュール及び／又はモジュール式デバイスである。マスタとして機能する外科用ハブ又はシステムモジュールで生成された制御情報又は制御プログラムは、下位のシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに送信され得る。
一例では、外科用ハブとシステムモジュール／モジュール式デバイスとの間、又はシステムモジュール若しくはモジュール式デバイス間の制御相互作用は、関与するシステムモジュール／モジュール式デバイスのタイプ、並びに／又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスに関連付けられている外科用ハブ内のプロセスの優先順位に基づき得る。
図９は、制御方式を第１の制御方式から第２の制御方式に切り替える外科用ハブの例４２０２０を示す。４２０２２において、外科用ハブ又はマスタシステムモジュール又はマスタモジュール式デバイスは、外科用システムの安全ステータス及び／又は過負荷ステータスを判定し得る。４２０２４において、外科用ハブ又はマスタシステムモジュール又はマスタモジュール式デバイスは、安全ステータス及び／又は過負荷ステータスをそれぞれの閾値（例えば、所定の閾値）と比較し得る。４２０２６において、外科用ハブ又はマスタシステムモジュール又はマスタモジュール式デバイスは、例えば、外科用システムリスクの安全ステータス及び／又は過負荷ステータスがそれぞれの閾値よりも高い場合、外科用ハブ及び／又はモジュール式デバイスに関連付けられた制御方式を切り替える判定を行い得る。４２０２８において、外科用ハブ又はマスタシステムモジュール又はマスタモジュール式デバイスは、１つ又は２つ以上の制御プログラムを送信して、制御方式を第１の制御方式（例えば、通知制御方式）から第２の制御方式（例えば、階層又は拮抗制御方式）に切り替え得る。制御方式の切り替えは、例えば、システムがシステムの最大限度（例えば、外科用ハブの最大限度）を超えることを防ぐために行われてもよい。
本明細書で説明される例は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの相互接続に関し得る。相互接続は、次の接続タイプ、すなわち、個別、冗長、スマート、又はダムのうちの１つ又は２つ以上を含み得る。
図１０は、外科用システムモジュールと外科用ハブとの間の物理的接続及び通信接続を伴う外科用システム４２０５０の実施例を示す。外科用システム４２０５０は、１つ又は２つ以上の外科用ハブ（例えば、外科用ハブ４２０５２）と、１つ又は２つ以上の外科用システムモジュール（例えば、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８）とを含み得る。外科用ハブ４２０５２は、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８が第１のポート４２０６０を介して累積的に結合され、同時に第２のポート４２０６２を介して直接的に結合される容量を有し得る。外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の相互接続性は、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８のうちのいくつかが、他の外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８のうちのいくつかを除外して協調的に動作すること、又は複数の外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８から同時にデータ及び制御を受信することを可能にし得る。第１のポート４２０６０は、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の各々と外科用ハブ４２０５２との間のデータ通信を容易にする、制御プレーン４２０７０と、データプレーン４２０７２と、バックプレーン４２０７８とを含み得る。第２のポート４２０６２は、第１のポート４２０６０とは別に、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の各々を互いに接続する外部有線接続４２０６４、４２０６６、４２０６８であり得る。外科用ハブ４２０５２は、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の各々とインターフェースすることができる出力インターフェース４２０７４を含み得る。外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８と外科用ハブ４２０５２との間の接続は、同じ性能レベルでなくてもよい。例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８間の接続のうちのいくつかは、協調的に使用され得る通信の冗長経路を提供してもよい。例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８のデイジーチェーン結合が存在してもよい。特定の外科用システムモジュールの重要な機能に基づく結合階層が存在し得る。
例では、外科用システム４２０５０は、別のスマートシステムの態様を制御する際に使用するための一方向監視通信を提供してもよい。一例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８のうちの１つ又は２つ以上は、非スマート外科用システムモジュール、半スマート外科用システムモジュール、スマート外科用システムモジュール、及び／又はインテリジェント外科用システムモジュールであってもよい。
一例では、外科用システム４２０５０は、他の外科用システムモジュールに接続され得るダム（又は非スマート）外科用システムモジュールを含んでもよい。ダム外科用システムモジュールは、独自の電源を有し、それ自体の電源に接続され得る。例えば、外科用システムモジュール４２０５６は、他の外科用システムモジュール４２０５４又は４２０５８にそれぞれ電力を供給する他の電源４２０８０及び４２０８２又は４２０８６とは別個の独自の電源４２０８４を有してもよい。
一例では、外科用システム４２０５０は、他の外科用システムモジュールに接続され得る非スマート外科用システムモジュールを含んでもよい。非スマート外科用システムモジュールは、外科用ハブ４２０５２に接続された外科用システムモジュールから独立した電力有し得る。非スマートモジュールは、外科用システムモジュールとの最小限の通信を伴う、一方向データフローを有し得る。
一例では、外科用システム４２０５０は、他の外科用システムモジュールに接続され得る半スマート外科用システムモジュールを含んでもよい。半スマート外科用システムモジュールは、外科用システムモジュールとの双方向通信を含み得る。半スマート外科用システムモジュールは、入力電力を監視し得る。半スマート外科用システムモジュールは、その機能の最小限のコマンド及び制御を有し得る。
一例では、外科用システム４２０５０は、他の外科用システムモジュールに接続されたスマート外科用システムモジュールを含んでもよい。スマート外科用システムモジュールは、双極発生器を含み得る外科用システムモジュールとの双方向通信を含み得る。スマート外科用システムモジュールは、その機能の強化されたコマンド及び制御を有し得る。スマート外科用システムモジュールは、その入力及び出力を監視し得る。
他の例では、本明細書に記載される外科用システムは、インテリジェント外科用システムモジュールを含んでもよい。インテリジェント外科用システムモジュールは、複数の通信経路を含み得る。インテリジェント外科用システムモジュールは、その機能の完全なコマンド及び制御を有し得る。
外科用システム４２０５０は、非スマート外科用システムモジュールがスマート外科用システムモジュールと共に使用されることを可能にする統合監視を提供し得る。統合監視は、スマート外科用システムモジュールの起動中に非スマート外科用システムモジュールの干渉を監視することを含み得る。これは、非スマート外科用システムモジュール及びスマート外科用システムモジュールの偶発的同時エネルギー起動を防ぎ得る。例では、統合監視は、非スマート外科用システムモジュール及びスマート外科用システムモジュールの一部が同時に起動することを防ぐことができる。例えば、スマート外科用システムモジュールの超音波高度エネルギー部分は、スマート外科用システムモジュールの無線周波数部分が単極無線周波数適用と同時に使用されることを防ぎながら、別の外科用システムモジュールからの単極無線周波数適用と組み合わせて使用されることができる。例えば、外科用システムモジュール４２０５４は非スマート外科用システムモジュールであってもよく、外科用システムモジュール４２０５６はスマート外科用システムモジュールであってもよい。外科用システムモジュール４２０５４及び４２０５６は、特定の外科手技の特定の時間の間、互いに独立して又は一緒に動作し得る。スマートモジュールは、非スマートモジュールを段階的に制御し得る。例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６は、それぞれ、発生器及び排煙器であり得る。発生器は、空気流量の増加、排煙器をインクリメントするためのエネルギーデバイスの起動、又は他の協調通信を伴わない速度の増加／減少を示すステップ電位出力を生成し得る。
一例では、外科用システムモジュールのうちの１つ、例えば外科用システムモジュール４２０５４は、２つ以上（例えば、２つ）の電源４２０８０及び４２０８２に接続される能力を有することができる。外科用システムモジュール４２０５４は、電源４２０８０及び４２０８２が接続のために利用可能であり得る、２つのコンセントを伴うバックプレーン内に受容可能であり得る。電源４２０８０及び４２０８２は、バックプレーンの２つのコンセントに接続され得る。電源４２０８０及び４２０８２の各々は、独立した電源回路の一部であり得る。独立した電源回路は、互いに連通していてもよく、又は互いに隔離されていてもよい。電源４２０８０、４２０８２の各々は、交流電源であってもよいし、直流電源であってもよい。一例では、外科用ハブ４２０５２又は外科用システムモジュール４２０５４は、電源オンされる外科用システムモジュール４２０５４が、利用可能な電源４２０８０及び４２０８２の両方からの電力を必要とし得ることを判定する場合がある。そのような例では、外科用システムモジュール４２０５４が利用可能な電源４２０８０及び４２０８２の両方からの電力を必要とし得ることに少なくとも基づいて、外科用システムモジュール４２０５４は、電源４２０８０及び４２０８２の両方を使用して電力供給されることができる。
外科用システム４２０５０（図１０に示されるような）は、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８がバスを共有することによって外科用ハブ４２０５２と通信するときに利用可能な外科用ハブポートへの構成を含み得る。各外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８は、特定の識別を有し得る。外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８は、シリアルプロトコルと良好に整合するように互いに近接し得る。例では、外科用システム４２０５０は、一次ソース／二次ソース構成でセットアップされてもよい。外科用ハブ４２０５２は、一次ソースであってもよく、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８は、二次ソースであってもよい。外科用ハブ４２０５２は、第１のポート４２０６０を介して外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８に接続され得る。外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８は、第２のポート４２０６２を介して互いに直接接続し得る。追加のケーブル４２０６４、４２０６６、４２０６８は、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８からのデータパスを可能にし得る。追加のケーブル４２０６４、４２０６６、４２０６８は、バックプレーン４２０７８を介して接続されるように図に示されているが、場合によっては、追加のケーブル４２０６４、４２０６６、４２０６８は、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の前側で外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の間に接続されてもよい。
一例では、追加のケーブル４２０６４、４２０６６、４２０６８は、例えば、接続のアナログ態様を感知することによって、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８間のアナログ接続を確立することを可能にすることができる。一例では、追加のケーブル４２０６４、４２０６６、４２０６８は、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８間のデジタル接続を確立するように構成されることができる。
一例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８間の通信インターフェースは、シリアルプロトコルを使用してシリアルバスを介してシリアル接続を確立するように構成されることができる。一例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の間の通信インターフェースは、例えばシリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）を使用して通信経路を確立するように構成されることができる。一例では、複数の通信経路が確立されることができ、例えば、１つの通信経路（例えば、一次通信経路）は、外科用ハブ４２０５２と外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８との間のＳＰＩ通信バスであることができる。二次通信経路は、外科用モジュールシリアルバスへの外科用モジュールを使用して確立され得る。
一例では、データは、第２のポート４２０６２を介して外科用ハブ４２０５２に渡されてもよい。例では、データは、第２のポート４２０６２を介して外科用ハブ４２０５２に渡されなくてもよい。特定の機能及びデータ転送は、第２のポート４２０６２を介して外科用ハブ４２０５２から分離され得る。特定の機能及びデータ転送は、第１のポート４２０６０を介して外科用ハブ４０６０２に通信され得る。例では、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８の各々の間の第２のポート４２０６２は、追加の低速通信ポータルであってもよい。例では、第２のポート４２０６２は、外科用モジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８から外科用ハブ４２０５２への補助データ経路を含んでもよい。
一例では、外科用システムモジュール４２０５４、４２０５６、４２０５８及びバックプレーン４２０７８の各々は、共通接地４２０８８に接続され得る。一例では、外科用ハブは、外科用システムモジュール４２０５４のうちの１つが共通接地４２０８８に接続されていない可能性があること、及び／又は共通接地への接続が中断されていることを検出し得る。外科用システムモジュール４２０５４は、制御プレーン４２０７０を介して外科用ハブ４２０５２に通知メッセージを送信し得る。外科用ハブは、次いで、制御プレーンメッセージをユーザ又はＨＣＰに提示（例えば、表示）し得る。
一例では（例えば、新たな外科手技が開始されるとき）、外科用システムモジュール４２０５４が共通接地４２０８８に接続されていないことを検出した後、外科用システムモジュール４２０５４は無効にされてもよい。外科用システムモジュール４２０５４は、外科用ハブ４２０５２から外科用システムモジュール４２０５４によって受信された制御プログラムに基づいて無効にされ得る。
一例では（例えば、外科手技が行われているとき）、外科用システムモジュール４２０５４が共通接地４２０８８に接続されていないことを検出した後、外科システムモジュール４２０５４は無効にされなくてもよい。外科用ハブ４２０５２が、進行中の外科手技中にモジュールがもはや必要とされないことを判定する場合、外科用システムモジュール４２０５４は、行われている外科手技が終了した時点で、又は状況認識及び／若しくは外科的計画に基づいて無効化されてもよい。
外科用ハブとシステムモジュール／モジュール式デバイスとの間、又はシステムモジュール／モジュール式デバイス間の通信喪失を処理するためのシステム及び方法が提供され得る。一例では、外科用ハブ、又は外科用システムに関連付けられたシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスのうちの１つ又は２つ以上のいずれかが、通信喪失を検出し得る。通信喪失は、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた１つ又は２つ以上の通信モジュール上の中断された通信及び／又は不規則な通信に基づいて検出され得る。例えば、システムモジュール又はモジュール式デバイスによって検出される通信喪失は、視覚、音声、又は視聴覚表示を使用して示されてもよい。アラームの指示は、通信損失の重大度に基づき得る。例えば、重要な外科用システムモジュール上の総通信喪失は、例えば、ＯＲ内に存在するメインディスプレイ又は他のディスプレイを介して１つ又は２つ以上のＨＣＰに情報を提供することを含む、可能な全ての手段によって示されてもよい。
図１１は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス４２０００の間の通信喪失の処理を示す。４２００２において、外科用ハブは、１つ又は２つ以上のシステムモジュール又はモジュール式デバイスから、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた通信損失（複数可）の１つ又は２つ以上の指示（複数可）を受信し得る。４２００４において、外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた識別子を、通信に利用不可能なシステムモジュール又はモジュール式デバイスのリストに追加し得る。外科用ハブは、通信に利用できないシステムモジュール又はモジュール式デバイスの更新されたリストを、他のシステムモジュール若しくはモジュール式デバイス、及び／又はシステムモジュール若しくはモジュール式デバイスの通信喪失を表示するためのディスプレイユニットに（例えば、ブロードキャスト又はユニキャストメッセージとして）送信し得る。
４２００６において、外科用ハブは、１つ又は２つ以上のシステムモジュール又はモジュール式デバイスから、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた通信損失の通信再確立の１つ又は２つ以上の指示を受信し得る。４２００８において、外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた識別子を、通信に利用不可能なシステムモジュール又はモジュール式デバイスのリストから除去し得る。次いで、外科用ハブは、通信のために利用不可能であるシステムモジュール又はモジュール式デバイスの更新されたリストを、他のシステムモジュール若しくはモジュール式デバイス、及び／又はシステムモジュール若しくはモジュール式デバイスの通信喪失を表示するためのディスプレイユニットに（例えば、ブロードキャスト又はユニキャストメッセージとして）送信し得る。一例では、外科用ハブは、状況認識及び／又は場所認識に基づいて、通信喪失を伴うシステムモジュール又はモジュール式デバイスが外科手技の重要なステップにおいて使用されるべきであると判定してもよい。外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスの通信喪失状態に関連付けられた重大度を拡大させ得る。外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた拡大された通信喪失ステータスメッセージを、即時の注意のためにメインディスプレイに送信し得る。
外科用ハブは（例えば、識別子を使用して）、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられたタイマを始動させ得る。例えば、外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられたタイマ、通信喪失、又は通信再確立を開始してもよい。４２０１０において、外科用ハブは、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられたタイマステータスをチェックし得る。４２０１２において、外科用ハブは、例えば、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられたタイマが閾値（例えば、予め定義された閾値）を超えた場合、システムモジュール又はモジュール式デバイスに関連付けられた識別子を削除し得る。４２０１４において、外科用ハブは、他の外科用ハブ、システムモジュール、モジュール式デバイス、及び／又はディスプレイデバイスへの通信に利用不可能であるシステムモジュール又はモジュール式デバイスのリスト上の識別子を送信（例えば、ブロードキャスト）し得る。
冗長通信接続のうちの１つに関する通信損失を報告する、その冗長通信接続を伴うシステムモジュール又はモジュール式デバイスの一例では、外科用ハブは、第２の利用可能な通信接続をアクティブ化及び／又は使用するために、システムモジュール又はモジュール式デバイスに制御プログラムを送信してもよい。一例では、システムモジュール又はモジュール式デバイスは、例えば、通信接続のうちの通信喪失の１つを検出した後に、第２の利用可能な通信接続を自律的にアクティブ化してもよい。
一例では、通信インターフェースのうちの１つで通信喪失を検出した後、システムモジュール又はモジュール式デバイスは、最後に接続された状態で動作し続けてもよい。
外科手技は、異なる位置で異なるＨＣＰによって行われ得る。所与の外科手技について、１つ又は２つ以上のシステムモジュール、モジュール式デバイス、及び／又は外科用システムの一部であるシステムモジュール若しくはモジュール式デバイスに関連付けられた１つ又は２つ以上のパラメータが、例えば、所望の結果を実現する試みとして選択され得る。一例では、発生器によって供給されるエネルギーを利用する所与の外科手技について、ＨＣＰは、所望の結果を実現しようとするために、利用するモジュール式デバイス又はモジュール式デバイスのモード、利用する出力電力レベル、エネルギーの印加持続時間などを判定するために経験に依存する場合がある。複数の異なる外科手技について所望の結果を実現する可能性を高めるために、各ＨＣＰは、ベストプラクティス推奨、システムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスの選択、並びに／又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスについての設定を提供され得る。ベストプラクティス推奨のそのような選択、システムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスの選択、並びに／又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスについての設定は、経時的に複数の場所で行われる複数の外科手技に関連付けられた情報の大規模で正確なデータセット内で識別された関係（例えば、重要な関係）に基づき得る。
一例では、外科用ハブは、外科手技のためのシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイス、並びに／又はシステムモジュール及び／若しくはモジュール式デバイスに関連付けられた構成の最適化された組合せ又は好ましい組合せを識別してもよい。システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、外科用システムに差し込まれ得る。システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスは、外科用ハブに無線で接続されてもよく、又は外科用ハブに接続される準備ができている外科用ハブの周囲内（例えば、ＯＲ内）に存在してもよい。外科用ハブは、以下、すなわち、インターフェースシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイス、外科手技計画の認識、外科手技タイプ（例えば、胸部対結腸直腸）、及び外科医の以前の好み、のうちの１つ又は２つ以上に基づいて、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス並びにそれらの構成の最適化された又は好適な組合せを識別し得る。一例では、外科用ハブは、リスク／危害データベースに基づいて、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイス並びにそれらの構成の最適化された又は好ましい組合せを識別してもよい。
図１２は、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの最適な組合せを識別する外科用ハブの実施例を図示する。４２０３２において、外科用ハブは、外科手技がＯＲ内の外科用ハブによって実行されるべきであると判定し得る。
４２０３４において、外科用ハブは、外科用ハブを含む外科用システムに差し込まれ得るか、又は外科手技中に使用するために利用可能であり得るシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスを判定し得る。４２０３６において、外科用ハブは、エッジコンピューティングデバイス及び／又はクラウドサーバとの接続を確立し得る。
４２０３８において、外科用ハブは、外科手技に関連付けられた外科手技データを要求するクエリをエッジコンピューティングデバイス又はクラウドサーバに送信し得る。４２０４０において、外科用ハブは、外科手技を行うために使用されるシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの最適な組合せを識別し得る。外科用ハブは、行われる外科手技、外科用ハブの位置及び／若しくは外科手技が行われている場所、並びに／又はサーバから受信された外科手技データに少なくとも基づいて、外科手技を行うために使用されるシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの最適な組合せを識別し得る。識別された最適な組合せは、組合せに関連付けられたリスク／危害を識別するデータベースに更に基づき得る。例えば、外科用ハブは、外科手技中に使用するために差し込まれた又は利用可能な３つのエネルギーデバイス、すなわち、超音波エネルギー発生器、双極ＲＦエネルギー発生器、及び単極ＲＦエネルギー発生器を識別することができる。
４２０４２において、外科用ハブは、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの光学的組合せに関連付けられた識別子を含む推奨をユーザ（例えば、ＨＣＰ）に提供し得る。
外科用ハブは、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの識別された最適な組合せを用いて構成されているかどうかを判定し得る。４２０４４において、外科用ハブは、例えば、システムモジュール及び／又はモジュール式デバイスの識別された最適な組合せで構成されていないと外科用ハブが判定した場合、識別されたシステムモジュール及び／又はモジュール式デバイスに制御プログラムを送信し得る。
以下は、本開示の一部を形成する実施例の非網羅的リストである。
実施例１：外科用ハブであって、プロセッサを備え、プロセッサが、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することとを行うように構成されている、外科用ハブ。
実施例１：外科用ハブであって、プロセッサを備え、プロセッサが、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することとを行うように構成されている、外科用ハブ。
実施例１は、ハブ又は任意の個々のモジュール若しくはデバイスが過負荷になるか、又は安全でなく使用される（すなわち、動作状態が安全でないと判断されるとき）リスクを低減するように、モジュール及び／又はデバイス使用の改善された管理を提供し得る。
実施例１において、制御方式は、外科用ハブに関連付けられたモジュール及び／若しくはデバイスが互いに相互作用する様式、又はモジュール及び／若しくはデバイスに関連するイベントがスケジュールされ、優先順位付けされ、若しくは編成される様式に影響を及ぼし得る。
実施例１において、入力は、モジュール又はデバイス自体に直接関連し得る。例えば、入力は、モジュール又はデバイスに搭載されたセンサによって感知されるような、モジュール又はデバイスの状態に関連する場合がある。入力は、追加的又は代替的に、モジュール又はデバイスの性能に関するパラメータに関連されてもよく、例えば、電力消費、データ帯域幅、又は機械的な力、温度、若しくは電力などが挙げられる。入力は、追加的に又は代替的に、モジュール又はデバイスによって感知されるモジュール又はデバイスの外部の状態に関連し得る。例えば、入力は、患者の生物学的又は身体的状態に関連する場合がある。
実施例１において、安全ステータスは、外科的プロセスに関するパラメータに基づき得、例えば、安全ステータスは、残りのバッテリ寿命、残りのステープルの数、又は器具、モジュール、若しくはデバイスの監視された状態を含むがこれらに限定されない、器具パラメータに基づいてもよい。安全ステータスは、又は代替的に、患者の生物学的又は生理学的パラメータにも基づき得る。
代替的又は追加的に、安全ステータスは、動作条件に関するパラメータに基づいて導出されてもよく、例えば、安全ステータスは、手術室の温度若しくは湿度、又は電力供給の品質に基づくことができる。
実施例１において、過負荷ステータスレベルは、外科用ハブ及び／又は外科用ハブに関連付けられたモジュール及び／又はデバイスの既知の能力に基づいてもよく、過負荷ステータスは、追加的に又は代替的に、ハブ及び／又はハブに関連付けられたモジュール及び／又はデバイスの既知の動作パラメータ又はインジケータに基づいてもよい。
例えば、過負荷ステータスレベルは、最大モジュール又はデバイス動作温度と現在の動作温度との比較に基づいてもよく、過負荷ステータスレベルは、ハブ、モジュール、及び／又はデバイスの各々及び／又は全ての間の最大データ転送帯域幅と、使用されている現在のデータ転送帯域幅とに基づいてもよく、同様に、これは、モジュール又はデバイス間の同時データ接続の総数を考慮してもよい。過負荷ステータスレベルはまた、ハブ、モジュール、及び／又はデバイスに関連付けられた物理的制約に基づいてもよく、例えば、過負荷ステータスレベルは、１つのモジュール又はデバイスが１つのプロセスを実行することができる速度、及びそれがそのプロセスを現在実行している速度に基づいてもよい。過負荷ステータスレベルは、相補的プロセスを実行する２つ以上のモジュール及びデバイス、例えば、一貫した圧力を維持するために吹送が提供されている間に煙が抽出できる最大速度に基づくことができる。
いくつかの例では、安全ステータスレベル及び第１の閾値のみが定義され、他の例では、過負荷ステータスレベル及び第２の閾値のみが定義され、他の例では、安全ステータスレベルと過負荷ステータスレベルの両方が定義される。
実施例１において、第２の制御方式を判定することは、ハブが所与の状況において使用するための最も望ましい制御方式を識別することを指し得る。制御方式を確立することは、ハブが制御方式を実装するために必要な命令を提供することを指し得る。したがって、使用するための第２の制御方式を判定することは、通常、制御方式を確立することに先行する。
実施例１において、制御プログラムは、制御プログラムを受信するモジュールのための第２の制御方式を開始する命令を含み得る。同じ制御プログラムが第２の制御方式で制御されるべき各モジュールに送信されてもよく、又は異なる制御プログラムが第２の制御方式で制御されるべき各モジュールに送信されてもよい。代替的に又は追加的に、制御プログラムを受信するモジュールは、他のモジュールに対して第２の制御方式を確立することができ得る。
実施例２．入力が、第１のモジュールに関連付けられたイベント又は第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施例１に記載の外科用ハブ。
実施例２は、モジュールに関連付けられた、若しくはモジュールによって経験されたイベント、又はモジュールに固有のパラメータを考慮に入れることによって、モジュールの改善された管理を提供し得る。
実施例２において、第１のモジュールに関連付けられたイベントは、例えば、外科的ステップの完了、又は予め判定された手技の開始を含み得る。第１のモジュールに関連付けられたパラメータは、例えば、器具の動作パラメータであってもよく、これは、動作温度、動作力若しくは電力、又はアクションが行われている速度の任意の組合せを含んでもよい。パラメータは、通信帯域幅にも関連し得る。
実施例３．第１の制御方式又は第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施例１又は実施例２に記載の外科用ハブ。
実施例３は、モジュール及び／又はデバイスの改善された管理を提供するために、いくつかの異なる制御方式の使用を可能にし得る。
実施例４．プロセッサが協調制御方式を確立するように構成されていることは、第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む、実施例３に記載の外科用ハブ。
実施例４は、第２のモジュールが第１のモジュールによって経験された状態に反応することを可能にすることによって、又はその動作を第１のモジュールによって経験された状態によって変更させることによって、モジュールの効率的動作を可能にし得る。このようにして、ハブは、より良好な手術結果を提供し得る。
実施例４において、協調制御方式は、１つのモジュール又はデバイスが別のモジュール又はデバイスから受信されたメッセージにどのように反応するかを定義する命令を含み得る。命令は、各モジュールが他のモジュールからの通信に対してどのように反応するかを定義し得る。モジュールは、互いに直接通信してもよく、又は外科用ハブを介して通信してもよく、又はその両方であってもよい。協調制御方式は、相補的なアクション又は手技を実行するデバイスが、これらのアクション又は手技、例えば、患者の腔内から煙を抽出する際に同時に腔内に代替の空気又はガスを吹送することをより良好に協調させることを可能にし得る。
実施例５．プロセッサが通知制御方式を確立するように構成されていることは、第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、第１のモジュールが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む、実施例３又は実施例４に記載の外科用ハブ。
実施例５は、第２のモジュールがそれに応じて動作を調整することができるように、第１のモジュールが、関連する発生、例えば、イベント又はパラメータの変化について第２のモジュールに直接通知することを可能にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。
実施例５において、通知制御方式は、１つのモジュール又はデバイスが別のモジュール又はデバイスから受信したメッセージにどのように反応するかを定義する命令を含み得る。
通知制御方式は、他のモジュールが通知モジュールの動作に影響を及ぼすことを可能にすることなく、通知モジュールが他のモジュールに通知を発行することを可能にし得る。通知は、外科的ステップの開始若しくは終了、手術電力の生成、外科的ステップの期間、又は一般的に想定される中断に関連し得る。
通知制御方式は、動作上重要なモジュールが、モジュールの動作が影響を受けることなく、差し迫ったアクションを残りのモジュールに通知することを可能にし得る。これは、残りのモジュールが、外科手技の進行を妨げることなく、動作上重要なモジュールのアクションを考慮することができることを確実にし得る。
実施例６．プロセッサが拮抗制御方式を確立するように構成されていることは、プロセッサが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させるように構成されていることを含み、優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、実施例３から５のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
実施例６は、例えば、それぞれのモジュールの重要性、タスクの目的、又は別の定義された値に基づいてタスクが優先順位付けされることを確実にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。これにより、最も重要なタスクが最初に実行されることを可能にし、それによって、良好な手術結果を確実にし、モジュール及び／又はデバイスが過負荷又は安全でない状態で動作することを防ぐことができる。
実施例６において、拮抗制御方式は、選択されたモジュールが有限なリソースプールを共有する選択されたモジュールを含んでもよく、制御方式は、所与のモジュールがプールからのリソースを優先的に使用することを可能にすることを含んでもよい。制御方式は、モジュールの相対的な重要性、又はモジュールが実行しているタスクの相対的な重要性に応じて、所与のモジュールがリソースの優先的に使用する度合いを適応させ得る。リソースは、データ帯域幅、電力、液体流量、ガス抽出速度などであり得る。
実施例６において、モジュールの重要性は、特定の外科的ステップに関して判定されてもよく、又は外科手技全体に関して判定されてもよい。モジュールの相対的な重要性は、外科手技に先立って知られていてもよく、又はリアルタイムで判定されてもよい。
実施例６において、タスクの機能に基づいて優先順位付けするとき、タスクが現在又は次の手技ステップに必要であるか不要であるかを判定され得る。他よりも必要なタスクは、他のタスクよりも優先され得る。
実施例６において、外科用ハブが、予め定義された構成値に基づいて、第１のタスク又は第２のタスクが優先されるべきかどうかを判定することを可能にする既知のルールが事前に設定されてもよく、この予め定義された構成値は、例えば、患者の生物学的又は生理学的パラメータであってもよい。
したがって、実施例６は、有限なリソースプールの最適な使用を可能にし、それによって、手術結果を最適化し、物理的、電気的、又はデジタル的な過負荷を防ぐことができる。
実施例７．プロセッサが階層制御方式を確立するように構成されていることは、プロセッサが第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む、実施例３から６のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
実施例７において、階層制御方式は、所与のモジュールが、階層が下位であると考えられる別のモジュールを直接制御することができることを伴い得る。この階層は、複数の分岐及び／又は世代で動作することができ、例えば、１つのモジュールが複数の二次モジュールを制御することができ、複数の二次モジュールは各々、それぞれの三次モジュールを制御することができる。
したがって、実施例７は、より重要なモジュール、又はあまり過負荷でないモジュールが、例えば、別のモジュールに対してより大きな制御の階層を有することを可能にすることによって、モジュールの効率的な動作を可能にし得る。モジュール間に制御の順序付けられた階層を提供することによって、効率的な通信がモジュール間で確立され得、通信の速度が増加され得、及び／又は転送されるデータの量が低減され得る。
実施例８．第２の制御方式が、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュール若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施例１から７のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
実施例８は、外科手技に関連するタスクが、システムに過負荷をかけることなく、又は安全でない動作状態を作り出すことなく、適切かつ適時に実行されることを確実にするために、外科手技、特に、外科用ハブの必要性又は要件、モジュールの優先順位、並びにシステム、モジュール、及び／又は外科用ハブの容量の監視を可能にし得る。
実施例８において、外科用ハブの必要性は、外科用ハブが完了することを要求するアクション又はタスクの「チェックリスト」、及び実際に完了したアクション又はタスクとの比較によって評価され得る。同様に、必要性は、外科手術の手技状態に基づいて評価されてもよく、すなわち、必要性は、ハブによって識別される現在の動作ステップに依存して変化してもよい。追加的又は代替的に、必要性は、例えば、動作温度、利用可能な電力、データ帯域幅、又は同様のそのようなパラメータを含む、ハブ自体の感知又は検出されたパラメータに基づいて評価されてもよい。
モジュールの優先度は、特定の外科的ステップに関して判定されてもよく、又は外科手技全体に関して判定されてもよい。モジュールの相対的優先度は、外科手技に先立って知られていてもよく、又はリアルタイムで判定されてもよい。
実施例８において、モジュール又は外科用ハブの容量は、所与のパラメータに関して測定されてもよく、例えば、モジュールの容量は、所与の速度で、又は所与の力若しくは電力でアクションを実行するその能力に関連してもよい。ハブの容量は、ハブが能動的に維持することができる通信チャネルの総数に関連し得る。容量は、一般に、総システムデータ帯域幅又は電力使用量に関連し得る。
実施例９．プロセッサが、モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて通信インターフェースを制御するように構成されている、実施例１から８のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて通信インターフェースを制御するように構成されている、実施例１から８のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
実施例９において、通信インターフェースは、モジュールが互いに及び／又は外科用ハブと通信することができる様式に関連し得る。外科用ハブは、モジュールの所与のグループのための所与の通信インターフェースを判定及び設定することが可能であり得る。例えば、通信インターフェースは、モジュール間の直接通信を可能にしてもよく、又は外科用ハブのみを介した通信を可能にしてもよく、又はこれらのチャネルの混合を可能にしてもよい。通信インターフェースは、２つのモジュール間の通信のみを可能にしてもよく、又は１つのモジュールが複数の他のモジュールと通信することを可能にしてもよい。通信インターフェースは、シリアル周辺インターフェース（serial peripheral interface、ＳＰＩ）であってもよく、又は従来のシリアル若しくはパラレルプロトコルであってもよい。
実施例９において、ハブは、通信がモジュール間をどれだけ速く移動する必要があるかを評価することであって、そのために、より高速な通信がハブをバイパスする必要があり得るか、通信に含まれるデータがハブによる更なる処理を必要とするかどうか（それに該当する場合は、通信はハブを介してルーティングされ得る）、及び／又は通信がどこに向けられているか（例えば、通信が複数の他のモジュールに向けられている場合、通信はハブによってディスパッチされ得る）を評価することによって、使用のための適切な通信インターフェースを選択することが可能であり得る。所与のモジュールが通信を送信するための能力に制限がある場合、モジュールは、これらの命令を送信するようにハブ自体に命令し得る。
動作環境がバックグラウンド干渉（電気、磁気、音、又はその他）を有することが検出された場合、通信の移動時間又は距離は、干渉の影響を低減するために低減されることが好ましい場合があり、そのために、直接モジュール間通信インターフェースが使用され得る。代替的に又は追加的に、ハブは、通信がハブを介してルーティングされ得るように、通信の完全性を回復するか又は通信の信号強度を強化することが可能であり得る。
したがって、実施例９は、モジュール、データ、並びに／又は周囲若しくは干渉デバイスの性質が考慮されることを確実にすることによって、モジュール間の改善された通信を可能にし得る。
実施例１０．プロセッサが、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別するように構成されている、実施例１から９のいずれか一例に記載の外科用ハブ。
実施例１０において、プロセッサは、電子通信（すなわち、所与のモジュール、機器、若しくはデバイスとの間のメッセージ）を使用して、又はモジュール、機器、若しくはデバイスを識別するためにカメラを使用することによって、ハブに接続された、又は手術室内に存在するモジュール、機器、及び／又はデバイスを検出するように構成され得る。プロセッサは、モジュール、機器、又はデバイスの所与のタイプ又はモデルを検出することができ、加えて、モジュール、機器、又はデバイスの特定の構成、例えば、取り付けられたエンドエフェクタ又はカートリッジタイプの器具を検出することができる。
したがって、実施例１０は、システム全体のより適切な管理を提供することができ、モジュール、機器の一部、又はデバイスを識別することによって、より自動化された様式でそれを行うことができる。
実施例１１．プロセッサが、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させるように構成されている、実施例１０に記載の外科用ハブ。
実施例１１において、プロセッサは、ハブとモジュールとの間、又は所与のモジュール間の通信チャネルの総数を制限することが可能であり得るか、又はこれらの通信チャネルの帯域幅を低減することが可能であり得る。これは、通信チャネルの過負荷を回避するのに役立ち得る。
これは、ハブによって識別される所与のモジュールの必要性に基づいて判定されることができる。例えば、所与のモジュール、機器、又はデバイスは、比較的低い通信帯域幅を必要とする可能性があり、又はメッセージを送信するのみ若しくは受信するのみであり、したがって、より低い通信帯域幅を必要とする可能性がある。
同様に、所与のモジュール／機器／デバイスのみが通信を受信する必要があることが分かっている場合、マスタデバイスの総数を減らすことができる。
所与のモジュール、機器、又はデバイスが、ハブによって更に処理されるその通信を必要とすることが知られている場合、これらの通信は、ハブを介してルーティングされてもよく、代替的に、更なる処理が必要とされない場合、これらの通信はモジュール間で直接行われてもよい。
したがって、実施例１１は、モジュール間の改善された通信を提供することができ、したがって、外科用ハブ及び／又はモジュールに過負荷をかけるリスクを低減することができる。更に、モジュール、機器、又はデバイスの通信プロトコルを適合させることによって、モジュール、機器、又はデバイスのより良好な管理を通して、手術結果が改善され得る。
実施例１２．プロセッサが、リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別するように構成されている、実施例１０又は実施例１１に記載の外科用ハブ。
実施例１２において、プロセッサは、所与のモジュール、機器、又はデバイスの構成を識別し、加えて、リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、及び／又はデバイスの所与のセットの最適な組合せを判定することが可能であり得る。リスク／危害データベースは、第１の所与のモジュール／機器／デバイスと第２のモジュール／機器／デバイスとの間に生じる既知の互換性及び非互換性に関する情報を含み得る。外科用ハブは、モジュール／機器／デバイスの最適な組合せをより良好に提供するために、これらの互換性及び非互換性を考慮することが可能であり得る。通信インターフェースは、例えば、モジュールの特定の組合せが互いに双方向又は一方向通信を有することを防ぐことが望ましい場合があり、又はモジュール間で直接ではなく、ハブを介して特定のモジュール間で通信をルーティングすることが望ましい場合があるなど、確立されたリスク／危害に基づいて適合され得る。
したがって、実施例１２は、既知のリスク／危害データに基づいてモジュール、機器、及び／又はデバイスを評価することによって、改善された手術結果を提供することができ、それによって、モジュールのより安全かつより効率的な組合せ、及びモジュール間のより良好な通信を可能にする。
実施例１３．プロセッサを備える外科用ハブを動作させる方法であって、方法が、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、使用されるべき第２の制御方式の判定が、入力、安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いとの判定、又は過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いとの判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
実施例１４．入力が、第１のモジュールに関連付けられたイベント又は第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施例１３に記載の方法。
実施例１５．第１の制御方式又は第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施例１３又は実施例１４に記載の方法。
実施例１６．協調制御方式を確立することが、第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にすることを含む、実施例１５に記載の方法。
実施例１７．通知制御方式を確立することが、第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、第１のモジュールが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含む、実施例１５又は実施例１６に記載の方法。
実施例１８．拮抗制御方式を確立することが、一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含み、優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、実施例１５から１７のいずれか一例に記載の方法。
実施例１９．階層制御方式を確立することが、プロセッサが第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む、実施例１５から１８のいずれか一例に記載の方法。
実施例２０．第２の制御方式が、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュール若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施例１５から１９のいずれか一例に記載の方法。
実施例２１．モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定することと、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて、通信インターフェースを制御することと、を更に含む、実施例１３から２０のいずれか一例に記載の方法。
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて、通信インターフェースを制御することと、を更に含む、実施例１３から２０のいずれか一例に記載の方法。
実施例２２．電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別することを更に含む、実施例１３から２１のいずれか一例に記載の方法。
実施例２３．モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させることを更に含む、実施例２２に記載の方法。
実施例２４．リスク／危害データベースに基づいて、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別することを更に含む、実施例２２又は実施例２３に記載の方法。
実施例１３から２４の方法は、実施例１から１２の外科用ハブにそれぞれ実質的に対応する。したがって、実施例１から１２の各々に関して上述した更なる特徴及び利点は、それぞれ実施例１３から２４にも適用されることが想定される。
上記で説明された実施例１３から２４のいずれか及び／又は全ては、プロセッサ、集積回路、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などによって実装される方法を含むがこれらに限定されないコンピュータ実装方法として具現化されてもよい。実装コンピューティングシステムは、ハードウェアデバイスであってもよく、又は分散コンピューティングシステムとして動作するように構成された複数のハードウェアデバイスを備えてもよい。実装コンピュータシステムは、上記方法のいずれか及び／又は全てを実施するための命令を含むメモリを備えてもよい。例えば、メモリは、コンピューティングシステム及び／又はそのプロセッサによって実行されたときに、システム又はプロセッサに実施例１３から２４のうちの１つ若しくは２つ以上を実施させる命令を含むことができる。
上記で説明された実施例１３から２４のいずれか及び／又は全ては、コンピュータによって実行されたときに実施例１３から２４のいずれか１つ若しくは２つ以上を実施させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体、例えば非一時的コンピュータ可読記憶媒体の形態で具現化されてもよい。上記で説明された実施例１３から２４のいずれか及び／又は全ては、コンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。
実施例１３から２４は、手術若しくは療法によるヒト若しくは動物の身体の治療方法、又はヒト若しくは動物の身体に対して実施される診断方法を含まなくてもよい。実施例１３から２４の各々は、手術、療法、治療又は診断の方法ではない方法であってもよい。例えば、実施例１３から２４の各々は、外科手技又はその任意の外科用ステップ若しくは療法ステップを実施することを含まない実施形態を有する。
以下は、本開示の一部を形成する態様の非網羅的なリストである。
態様１．外科用システムであって、プロセッサを備え、プロセッサが、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間を制御するように構成されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの１つ、又は手術室の境界内に配置されている配置されたデバイスからの入力を受信することと、
外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの少なくとも１つがその閾値よりも高いことを判定することと、
モジュールのうちの１つ又はデバイスから受信された入力、及び外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの１つがそのそれぞれの閾値よりも高いという判定に基づいて、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するように構成されるべき第２の制御方式を判定することと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することとを行うように構成されている、外科用ハブ。
態様１．外科用システムであって、プロセッサを備え、プロセッサが、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間を制御するように構成されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの１つ、又は手術室の境界内に配置されている配置されたデバイスからの入力を受信することと、
外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの少なくとも１つがその閾値よりも高いことを判定することと、
モジュールのうちの１つ又はデバイスから受信された入力、及び外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの１つがそのそれぞれの閾値よりも高いという判定に基づいて、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するように構成されるべき第２の制御方式を判定することと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することとを行うように構成されている、外科用ハブ。
態様２．第１の制御方式又は第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、態様１に記載の外科用システム。
態様３．プロセッサが協調制御方式を確立するように構成されていることは、第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む、態様２に記載の外科用システム。
態様４．プロセッサが通知制御方式を確立するように構成されていることは、第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、一組のモジュールのうちの第１のモジュールが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするようにプロセッサが構成されていることを含む、態様２に記載の外科用システム。
態様５．プロセッサが拮抗制御方式を確立するように構成されていることは、一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも一組のモジュールのうちの第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させるようにプロセッサが構成されていることを含む、態様２に記載の外科用システム。
態様６．優先順位付けが、モジュールの重要性、第１のタスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づいている、態様５に記載の外科用システム。
態様７．プロセッサが階層制御方式を確立するように構成されていることは、一組のモジュールのうちの第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するようにプロセッサが構成されていることを含む、態様２に記載の外科用システム。
態様８．第２の制御方式が、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュールの容量若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、態様１に記載の外科用システム。
態様９．プロセッサが、
モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信インターフェースを制御することであって、通信が、能力、干渉、及び通信されるデータに基づいて制御する
ように構成されている、態様１に記載の外科用システム。
モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信インターフェースを制御することであって、通信が、能力、干渉、及び通信されるデータに基づいて制御する
ように構成されている、態様１に記載の外科用システム。
態様１０．プロセッサが、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別するように構成されている、態様１に記載の外科用システム。
態様１１．プロセッサが、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させるように構成されている、態様１０に記載の外科用システム。
態様１２．プロセッサが、モジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別するように構成されていることは、リスク／危害データベースに基づいてモジュール、機器、又はデバイスのうちの１つの構成を識別するようにプロセッサが構成されていることを含む、態様１０の外科用システム。
態様１３．方法であって、
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間を制御するように構成されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの１つ、又は手術室の境界内に配置されている配置されたデバイスからの入力を受信することと、
外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの少なくとも１つがその閾値よりも高いことを判定することと、
モジュールのうちの１つ又はデバイスから受信された入力、及び外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの１つがそのそれぞれの閾値よりも高いという判定に基づいて、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するように構成されるべき第２の制御方式を判定することと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間を制御するように構成されている第１の制御方式を判定することと、
一組のモジュールのうちの１つ、又は手術室の境界内に配置されている配置されたデバイスからの入力を受信することと、
外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの少なくとも１つがその閾値よりも高いことを判定することと、
モジュールのうちの１つ又はデバイスから受信された入力、及び外科用ハブの安全ステータスレベル又は過負荷ステータスレベルのうちの１つがそのそれぞれの閾値よりも高いという判定に基づいて、外科用ハブに関連付けられた一組のモジュールを制御するように構成されるべき第２の制御方式を判定することと、
第２の制御方式を確立するために、一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
態様１４．第１の制御方式又は第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、態様１３に記載の方法。
態様１５．協調制御方式を確立することが、一組のモジュールのうちの第１のモジュールにおける状態が一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、第１のモジュールが第２のモジュールと通信することを可能にすることを含む、態様１３に記載の方法。
態様１６．通知制御方式を確立することが、一組のモジュールのうちの第１のモジュールの機能のうちの１つに関連付けられたイベント又はパラメータの発生について、第１のモジュールが一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含む、態様１３に記載の方法。
態様１７．拮抗制御方式を確立することが、一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも一組のモジュールのうちの第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含む、態様１３に記載の方法。
態様１８．優先順位付けが、モジュールの重要性、第１のタスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づいている、態様１７に記載の方法。
態様１９．階層制御方式を確立することが、一組のモジュールのうちの第１のモジュールと一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立することを含む、態様１３に記載の方法。
態様２０．第２の制御方式が、外科用ハブの必要性、モジュールの優先順位、及びモジュールの容量若しくは外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、態様１３に記載の方法。
〔実施の態様〕
（１） 外科用ハブであって、プロセッサを備え、前記プロセッサが、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと
を行うように構成されている、外科用ハブ。
（２） 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（３） 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（４） 前記プロセッサが前記協調制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールにおける状態が前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、前記第１のモジュールが前記第２のモジュールと通信することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（５） 前記プロセッサが前記通知制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（１） 外科用ハブであって、プロセッサを備え、前記プロセッサが、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと
を行うように構成されている、外科用ハブ。
（２） 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（３） 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（４） 前記プロセッサが前記協調制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールにおける状態が前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、前記第１のモジュールが前記第２のモジュールと通信することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（５） 前記プロセッサが前記通知制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（６） 前記プロセッサが前記拮抗制御方式を確立するように構成されていることは、前記プロセッサが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも前記第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させるように構成されていることを含み、前記優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（７） 前記プロセッサが前記階層制御方式を確立するように構成されていることは、前記プロセッサが前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（８） 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（９） 前記プロセッサが、
前記モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御する
ように構成されている、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（１０） 前記プロセッサが、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別するように構成されている、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（７） 前記プロセッサが前記階層制御方式を確立するように構成されていることは、前記プロセッサが前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む、実施態様３に記載の外科用ハブ。
（８） 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（９） 前記プロセッサが、
前記モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御する
ように構成されている、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（１０） 前記プロセッサが、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別するように構成されている、実施態様１に記載の外科用ハブ。
（１１） 前記プロセッサが、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させるように構成されている、実施態様１０に記載の外科用ハブ。
（１２） 前記プロセッサが、リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別するように構成されている、実施態様１０に記載の外科用ハブ。
（１３） プロセッサを備える外科用ハブを動作させる方法であって、前記方法が、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
（１４） 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、クレーム協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施態様１３に記載の方法。
（１２） 前記プロセッサが、リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別するように構成されている、実施態様１０に記載の外科用ハブ。
（１３） プロセッサを備える外科用ハブを動作させる方法であって、前記方法が、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。
（１４） 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、クレーム協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、実施態様１３に記載の方法。
（１６） 前記協調制御方式を確立することが、前記第１のモジュールにおける状態が前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、前記第１のモジュールが前記第２のモジュールと通信することを可能にすることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７） 前記通知制御方式を確立することが、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１８） 前記拮抗制御方式を確立することが、前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも前記第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含み、前記優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、実施態様１５に記載の方法。
（１９） 前記階層制御方式を確立することが、前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（２０） 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施態様１５に記載の方法。
（１７） 前記通知制御方式を確立することが、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１８） 前記拮抗制御方式を確立することが、前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも前記第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含み、前記優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、実施態様１５に記載の方法。
（１９） 前記階層制御方式を確立することが、前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（２０） 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、実施態様１５に記載の方法。
（２１） 前記モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定することと、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御することと、を更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（２２） 電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（２３） 前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させることを更に含む、実施態様２２に記載の方法。
（２４） リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別することを更に含む、実施態様２２に記載の方法。
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御することと、を更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（２２） 電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（２３） 前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させることを更に含む、実施態様２２に記載の方法。
（２４） リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別することを更に含む、実施態様２２に記載の方法。
Claims (24)
- 外科用ハブであって、プロセッサを備え、前記プロセッサが、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと
を行うように構成されている、外科用ハブ。 - 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、請求項１に記載の外科用ハブ。
- 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、請求項１に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが前記協調制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールにおける状態が前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、前記第１のモジュールが前記第２のモジュールと通信することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、請求項３に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが前記通知制御方式を確立するように構成されていることは、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にするように前記プロセッサが構成されていることを含む、請求項３に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが前記拮抗制御方式を確立するように構成されていることは、前記プロセッサが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも前記第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させるように構成されていることを含み、前記優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、請求項３に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが前記階層制御方式を確立するように構成されていることは、前記プロセッサが前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立するように構成されていることを含む、請求項３に記載の外科用ハブ。
- 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、請求項１に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが、
前記モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定し、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御する
ように構成されている、請求項１に記載の外科用ハブ。 - 前記プロセッサが、電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別するように構成されている、請求項１に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させるように構成されている、請求項１０に記載の外科用ハブ。
- 前記プロセッサが、リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別するように構成されている、請求項１０に記載の外科用ハブ。
- プロセッサを備える外科用ハブを動作させる方法であって、前記方法が、
前記外科用ハブに関連付けられた一組のモジュール間の相互作用を制御するために使用されている第１の制御方式を判定することと、
前記一組のモジュールのうちの第１のモジュール又は手術室の境界内に配置されているデバイスからの入力を取得することと、
前記外科用ハブの安全ステータスレベルが第１の閾値よりも高いこと、又は前記外科用ハブの過負荷ステータスレベルが第２の閾値よりも高いこと、のうちの少なくとも１つを判定することと、
前記外科用ハブに関連付けられた前記一組のモジュールを制御するために使用されるべき第２の制御方式を判定することであって、前記使用されるべき第２の制御方式の前記判定が、前記入力、前記安全ステータスレベルが前記第１の閾値よりも高いとの前記判定、又は前記過負荷ステータスレベルが前記第２の閾値よりも高いとの前記判定のうちの１つ又は２つ以上に基づいている、ことと、
前記第２の制御方式を確立するために、前記一組のモジュールのうちの１つ又は２つ以上のモジュールに制御プログラムを送信することと、を含む、方法。 - 前記入力が、前記第１のモジュールに関連付けられたイベント又は前記第１のモジュールに関連付けられたパラメータである、請求項１３に記載の方法。
- 前記第１の制御方式又は前記第２の制御方式が、クレーム協調制御方式、通知制御方式、拮抗制御方式、又は階層制御方式のうちの１つである、請求項１３に記載の方法。
- 前記協調制御方式を確立することが、前記第１のモジュールにおける状態が前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールの動作に影響を与えるように、前記第１のモジュールが前記第２のモジュールと通信することを可能にすることを含む、請求項１５に記載の方法。
- 前記通知制御方式を確立することが、前記第１のモジュールの前記機能のうちの１つに関連付けられた前記イベント又は前記パラメータの発生について、前記第１のモジュールが前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに通知することを可能にすることを含む、請求項１５に記載の方法。
- 前記拮抗制御方式を確立することが、前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールに関連付けられた第２のタスクよりも前記第１のモジュールに関連付けられた第１のタスクを優先させることを含み、前記優先順位付けがモジュールの重要性、タスクの機能、又は予め定義された構成値のうちの少なくとも１つに基づき得る、請求項１５に記載の方法。
- 前記階層制御方式を確立することが、前記第１のモジュールと前記一組のモジュールのうちの第２のモジュールとの間に制御の階層を確立することを含む、請求項１５に記載の方法。
- 前記第２の制御方式が、前記外科用ハブの必要性、前記モジュールの優先順位、及び前記モジュール若しくは前記外科用ハブの容量のうちの１つ又は２つ以上に基づいて判定される、請求項１５に記載の方法。
- 前記モジュールに関連付けられた通信インターフェースを判定することと、
通信されるデータの能力、干渉、及びタイプに基づいて前記通信インターフェースを制御することと、を更に含む、請求項１３に記載の方法。 - 電子通信又は手術室（ＯＲ）カメラからの視覚化のいずれかを使用して、モジュール、機器、又はデバイスの構成を識別することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記識別された構成に基づいて、通信制限、相互接続性、マスタ－スレーブ制御動作、タイミング、又はデータ受け渡し経路のうちの１つを適合させることを更に含む、請求項２２に記載の方法。
- リスク／危害データベースに基づいて、前記モジュール、前記機器、又は前記デバイスのうちの１つの前記構成を識別することを更に含む、請求項２２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163224813P | 2021-07-22 | 2021-07-22 | |
| US63/224,813 | 2021-07-22 | ||
| US17/384,164 US11783938B2 (en) | 2021-07-22 | 2021-07-23 | Integrated hub systems control interfaces and connections |
| US17/384,164 | 2021-07-23 | ||
| PCT/IB2022/056675 WO2023002389A1 (en) | 2021-07-22 | 2022-07-20 | Integrated hub systems control interfaces and connections |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024530425A true JP2024530425A (ja) | 2024-08-21 |
Family
ID=82846470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024503667A Pending JP2024530425A (ja) | 2021-07-22 | 2022-07-20 | 統合ハブシステム制御インターフェース及び接続 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4189703A1 (ja) |
| JP (1) | JP2024530425A (ja) |
| WO (1) | WO2023002389A1 (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9345481B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-05-24 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Staple cartridge tissue thickness sensor system |
| US11504192B2 (en) * | 2014-10-30 | 2022-11-22 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication with surgical instrument systems |
| US11607239B2 (en) | 2016-04-15 | 2023-03-21 | Cilag Gmbh International | Systems and methods for controlling a surgical stapling and cutting instrument |
| US11304699B2 (en) * | 2017-12-28 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction |
| US11559307B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-01-24 | Cilag Gmbh International | Method of robotic hub communication, detection, and control |
| US11937769B2 (en) | 2017-12-28 | 2024-03-26 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication, processing, storage and display |
| US11659023B2 (en) * | 2017-12-28 | 2023-05-23 | Cilag Gmbh International | Method of hub communication |
| US20190206569A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Ethicon Llc | Method of cloud based data analytics for use with the hub |
| US11369443B2 (en) * | 2019-06-27 | 2022-06-28 | Cilag Gmbh International | Method of using a surgical modular robotic assembly |
-
2022
- 2022-07-20 JP JP2024503667A patent/JP2024530425A/ja active Pending
- 2022-07-20 WO PCT/IB2022/056675 patent/WO2023002389A1/en active Application Filing
- 2022-07-20 EP EP22751837.0A patent/EP4189703A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023002389A1 (en) | 2023-01-26 |
| EP4189703A1 (en) | 2023-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11783938B2 (en) | Integrated hub systems control interfaces and connections | |
| JP2023544361A (ja) | スマートステープラの通信機能 | |
| JP2024521826A (ja) | 効率分析のための外科用ハブの集約ネットワーク | |
| WO2022249084A1 (en) | Aggregated network of surgical hubs for efficiency analysis | |
| JP2024530425A (ja) | 統合ハブシステム制御インターフェース及び接続 | |
| US20230377726A1 (en) | Adapted autonomy functions and system interconnections | |
| US20230397969A1 (en) | Autonomous Adaptation of Surgical Device Control Algorithm | |
| CN117981005A (zh) | 集成集线器系统控制接口和连接 | |
| US20230372012A1 (en) | Detecting failure mitigation associated with autonomous surgical task | |
| US20230371950A1 (en) | Dynamically determining surgical autonomy level | |
| US20220238202A1 (en) | Cooperative processing of surgical sensor-data streams | |
| WO2023002393A1 (en) | Intercommunication and cooperative operation of surgical devices | |
| WO2023002376A1 (en) | Monitoring power utilization and needs within surgical systems | |
| WO2023002386A1 (en) | Surgical data processing and metadata annotation | |
| CN117957617A (zh) | 外科数据处理和元数据注释 |