JP5496520B2 - バッテリ使用を最適化するための制御回路を有する、モーター付き切断・固定器具 - Google Patents

Description

開示の内容

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、以下の同時に提出された出願に関連しており、また、参照することにより、それらの出願を組み込む：
‐「Motorized Surgical Cutting and Fastening Instrument Having a Magnetic Drive Train Torque Limiting Device」、代理人整理番号ＥＮＤ６２６７ＵＳＮＰ／０７０３８９
‐「Motorized Surgical Cutting and Fastening Instrument」、代理人整理番号ＥＮＤ６２６８ＵＳＮＰ／０７０３９０；
‐「Motorized Surgical Cutting and Fastening Instrument Having Handle Based Power Source」、代理人整理番号ＥＮＤ６２６９ＵＳＮＰ／０７０３９１；および、
‐「Surgical Cutting and Fastening Instrument Having RF Electrodes」、代理人整理番号ＥＮＤ６２７０ＵＳＮＰ／０７０３９２。

〔背景〕
組織に長さ方向切開部を作ると同時に、切開部の両側にステープルラインを取り付けるために、先行技術では外科用ステープラが用いられてきた。そのような器具は通例、一対の協働するジョー部材を含み、このジョー部材は、器具が内視鏡もしくは腹腔鏡的適用に使うよう意図されている場合、カニューレの通路を通過することができる。ジョー部材のうち一方は、側方に離間した少なくとも２列のステープルを有するステープルカートリッジを受容する。もう一方のジョー部材は、カートリッジのステープル列と整列されたステープル成形ポケットを有するアンビルを画定する。このような器具は、典型的には、往復運動する複数のくさび型部を含み、このくさび型部は、遠位に駆動されると、ステープルカートリッジの開口部を通過し、ステープルを支持する駆動体に係合して、アンビルに向けてステープルを発射させる。

内視鏡的適用に適した外科用ステープラの例は、「Surgical stapling instrument having separate distinct closing and firing systems」という名称の、米国特許出願公開第２００４／０２３２１９６Ａ１号に記載されており、その開示内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。使用中、臨床医は、発射前に組織を位置付けるために、組織上でステープラのジョー部材を閉じることができる。ジョー部材が適切に組織を把持していると臨床医が判断したら、臨床医は、外科用ステープラを発射することができ、それによって、組織を切断し、ステープル留めする。同時の切断ステップおよびステープル留めステップにより、合併症が回避される。合併症は、切断またはステープル留めのみをそれぞれ行う異なる外科用具で、このような動作を連続的に行う場合に生じうる。

加えて、エンドエフェクタに電極を含むことも先行技術において知られており、電極は、切断線に沿って止血線を形成するためにＲＦエネルギーを放出する／受け取るために用いられうる。参照することにより本明細書に組み込まれる、「Electrosurgical hemostatic device」という名称の米国特許第５，４０３，３１２号（以下、「‘３１２号特許」という）は、１つの界面上の二極式エネルギー源の一つの極（もしくは電極）と、第２の界面上の第２の極（もしくは電極）との間で組織を圧縮するエンドエフェクタを備えた電気外科的器具を開示している。エンドエフェクタ内の圧縮組織を通じて加えられたＲＦエネルギーは、組織を焼灼する。‘３１２号特許に記載されるエンドエフェクタは、エンドエフェクタ内で圧縮された組織をステープル留めするためのステープルも含む。

参照することにより本明細書に組み込まれる、「Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with tactile position feedback」という名称の、米国特許出願公開第２００７／０１７５９６２Ａ１号に記載されたものなど、モーターで電力供給される外科用切断・固定器具であって、モーターは切断器具に電力供給する、外科用切断・固定器具も先行技術で既知である。

〔概要〕
一般的な一態様では、本発明の実施形態は、外科用切断・固定器具に向けられている。この器具は、直線状エンドカッターもしくは円形ステープラなどの内視鏡器具、または腹腔鏡器具であってよい。器具は、エンドエフェクタにおいてクランプされた組織を固定するための、ステープルおよび／もしくはＲＦ電極で構成されることができる。

本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、コードレスのモーターで電力供給される器具に関係がある。この器具は、直列接続した１つ以上の電池など、ＤＣ電源を含むパワーパックにより電力供給されうる。電池選択スイッチ（cell selection switch）が、モーターに利用可能な電力を制御するように所定の時間にモーターに電力供給するためにいくつの電池が用いられているかを制御することができる。このことにより、器具のオペレーターは、モーターの速度および電力双方をより一層制御することができる。別の実施形態では、器具は、モーターに供給される電圧を調節する、例えばＤＣ−ＤＣ変換器を含む、電力調節器を含むことができる。さらに、電力調節器の電圧設定点（voltage set point）は、電源から送達される電圧が、電源が最大電力を送達する電圧より小さくなるように、設定されることができる。そのように、電源（例えば、直列接続したいくつかの電池）は、電力曲線（power curve）の「左」もしくは増大している側（increasing side）で機能することができ、電力の増大が得られるであろう。

加えて、様々な実施形態によると、電源は、再充電可能なバッテリもしくはスーパーキャパシタなどの二次的蓄電池装置（secondary accumulator devices）を含むことができる。このような二次的蓄電池装置は、取替可能なバッテリによって繰り返し充電されうる。充電管理回路が、二次的蓄電池装置の充電を制御し、また、二次的蓄電池装置の充電が完了したときに警報などの様々なステータス信号を与えることができる。

他の実施形態では、二次的蓄電池装置を含むパワーパックが、器具から取り外し可能で、また、離れた充電器ベース（charger base）に接続可能であってよい。充電器ベースは、例えばＡＣ電気主管（AC electrical mains）もしくはバッテリから、二次的蓄電池装置を充電することができる。充電器ベースは、プロセッサおよびメモリ装置も含むことができる。取り外し可能なパワーパックのメモリに記憶されたデータは、充電器ベースにダウンロードされることができ、充電器ベースから、データは、例えば使用者（例えば医師）、器具の製造者もしくは配給業者などによって、後の使用および分析のためにアップロードされることができる。このデータは、充電サイクル情報などの操作パラメーター（operating parameters）、ならびに、ステープルカートリッジなど器具の様々な取替可能な構成要素のＩＤ値を含むことができる。

加えて、器具は、トルク制限装置を含み、モーターにより与えられるトルクを制限して、それによって、器具の構成要素を損傷しうる作動力を制限することができる。様々な実施形態によれば、トルク制限装置は、モーターの出力ポールに（直接もしくは間接的に）接続された電磁磁石もしくは永久磁石（electromagnetic or permanent magnet）、または機械的クラッチ装置であってよい。

別の一般的な態様では、本発明は、新しいタイプの電極構成を備えたＲＦ器具（すなわち、エンドエフェクタにより保持された組織にＲＦエネルギーを加えるための、エンドエフェクタに電極を備えた外科用切断・固定器具）に向けられている。概して、新しい電極構成は、より小さな活性電極と、より大きな戻し電極（larger return electrodes）との組み合わせを含む。より小さな活性電極は、治療エネルギーを組織に集結するのに用いられ、より大きな戻し電極は、その組織界面への影響が最小の状態で、回路を完成させるために優先的に用いられる。戻し電極は、典型的には、より大きな質量を有し、それによって、電気外科的適用の間に冷たいままであることができる。

加えて、エンドエフェクタは、様々な実施形態によると、同一直線上の、セグメントに分かれた、いくつかの活性電極を含むことができる。セグメントに分かれた電極は、同期して、または、より好ましくは次々と加圧されることができる。セグメントに分かれた電極を次々と活性化することにより、（１）組織凝固のより小さな対象エリアのため、瞬時電力の要件が低減され、かつ（２）１つが短絡した場合に他のセグメントを発射させる、という利点が提供される。

加えて、ＲＦ電極を活性化するため、およびエンドエフェクタを関節運動させるための、いくつかの機構が本明細書に開示される。

本発明の様々な実施形態が、以下の図面に関連して、例として本明細書に記載される。

〔説明〕
図１および図２は、本発明の様々な実施形態による外科用切断・固定器具１０を描いている。例示される実施形態は、内視鏡器具であり、概して、本明細書に記載される器具１０の実施形態は、内視鏡的外科用切断・固定器具である。しかしながら、本発明の他の実施形態によると、器具は、腹腔鏡器具など、非内視鏡的外科用切断・固定器具であってよいことに注意するべきである。

図１および図２に描かれる外科用器具１０は、ハンドル６、シャフト８、および関節運動ピボット１４においてシャフト８に旋回可能に接続された、関節運動するエンドエフェクタ１２を含む。関節運動制御装置１６が、ハンドル６に隣接して設けられて、関節運動ピボット１４の周りでのエンドエフェクタ１２の回転をもたらすことができる。例示された実施形態では、エンドエフェクタ１２は、組織をクランプし、切断し、またステープル留めするためのエンドカッターとして作用するように構成されるが、他の実施形態では、異なるタイプのエンドエフェクタ、例えば他のタイプの外科装置用のエンドエフェクタ、例えば把持器、カッター、ステープラ、クリップアプライヤ、アクセス装置、薬剤／遺伝子治療装置、超音波、ＲＦもしくはレーザー装置など、が用いられてよい。ＲＦ装置に関するさらなる詳細は、‘３１２号特許において見ることができる。

器具１０のハンドル６は、エンドエフェクタ１２を作動させるための、閉鎖トリガー１８および発射トリガー２０を含むことができる。異なる外科タスクに向けられたエンドエフェクタを有する器具が、異なる数もしくはタイプのトリガー、またはエンドエフェクタ１２を操作するための他の適切な制御装置を有してもよいことが認識されるであろう。エンドエフェクタ１２は、好ましくは細長いシャフト８によってハンドル６から引き離されて図示されている。一実施形態では、臨床医または器具１０のオペレーターは、参照することにより本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Having An Articulating End Effector」という名称の、Geoffrey C. Hueilらによる、米国特許出願公開第２００７／０１５８３８５Ａ１号により詳細に記載されるように、関節運動制御装置１６を利用することにより、シャフト８に対してエンドエフェクタ１２を関節運動させることができる。

エンドエフェクタ１２は、この例では、とりわけ、ステープルチャネル２２、およびアンビル２４などの旋回可能に並進運動可能なクランプ部材を含み、これらは、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織の効果的なステープル留めおよび切断を確実にする間隔で保持されている。ハンドル６は、ピストルグリップ２６を含み、ピストルグリップ２６に向かって、閉鎖トリガー１８が、臨床医によって旋回可能に引っ張られて、エンドエフェクタ１２のステープルチャネル２２に向かってアンビル２４のクランプもしくは閉鎖を引き起こし、それによって、アンビル２４とチャネル２２との間に位置付けられた組織をクランプする。発射トリガー２０は、閉鎖トリガー１８のさらに外側にある。以下にさらに説明するようにいったん閉鎖トリガー１８が閉鎖位置にロックされると、発射トリガー２０は、ピストルグリップ２６に向かってわずかに回転することができ、このため、オペレーターが片手を使って発射トリガー２０に手を伸ばすことができる。次に、オペレーターは、ピストルグリップ１２に向かって発射トリガー２０を旋回可能に引っ張って、エンドエフェクタ１２内のクランプされた組織のステープル留めおよび切断を生じさせることができる。他の実施形態では、アンビル２４に加えて、例えば対向するジョーなどの、異なるタイプのクランプ部材が用いられうる。

用語「近位」および「遠位」は、器具１０のハンドル６を握る臨床医に関して本明細書で用いられることが認識されるであろう。ゆえに、エンドエフェクタ１２は、より近位のハンドル６に対して遠位である。便宜上、また明確にするために、「垂直」および「水平」などの空間用語は、図面に関して本明細書で用いられることがさらに認識されるであろう。しかしながら、外科用器具は、多くの向きおよび位置で用いられ、これらの用語は、限定的なものおよび絶対的なものとなること意図していない。

閉鎖トリガー１８は最初に作動されうる。いったん臨床医がエンドエフェクタ１２の位置付けに満足すれば、臨床医は、閉鎖トリガー１８を、ピストルグリップ２６に近接した、その完全に閉じたロック位置まで引き戻すことができる。発射トリガー２０が次に作動されうる。発射トリガー２０は、以下により十分に説明されるように臨床医が圧力を取り除くと（図１および図２に示される）開いた位置に戻る。ハンドル６上の解放ボタンが押し下げられると、この解放ボタンは、ロックされた閉鎖トリガー１８を解放することができる。解放ボタンは、例えば、図７に示されるスライド解放ボタン１６０、または参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０１７５５９５５Ａ１号に記載される機構のいずれかとしてなど、様々な形態で実行されうる。

図３は、様々な実施形態によるエンドエフェクタ１２の分解組立図である。例示された実施形態に示されるように、エンドエフェクタ１２は、先に言及したチャネル２２およびアンビル２４に加えて、切断器具３２、そり部３３、チャネル２２に取り外し可能に据え付けられたステープルカートリッジ３４、および螺旋ネジシャフト３６を含むことができる。切断器具３２は、例えばナイフであってよい。アンビル２４は、チャネル２２の近位端部に接続されたピボット点２５で旋回可能に開閉されることができる。アンビル２４は、その近位端部においてタブ２７も含むことができ、タブ２７は、（さらに以下で説明される）機械的閉鎖システムの構成要素の中に挿入されて、アンビル２４を開閉させる。閉鎖トリガー１８が、作動される、すなわち、器具１０の使用者により引き込まれると、アンビル２４は、ピボット点２５の周りを旋回してクランプ位置すなわち閉じた位置にくることができる。エンドエフェクタ１２のクランプが申し分なければ、オペレーターは、発射トリガー２０を作動させることができ、発射トリガー２０は、以下により詳細に説明するように、ナイフ３２およびそり部３３を、チャネル２２に沿って長さ方向に移動させ、それによって、エンドエフェクタ１２内部でクランプされた組織を切断する。そり部３３がチャネル２２に沿って動くことにより、ステープルカートリッジ３４のステープルが、切断された組織を通して、また閉じたアンビル２４に対して駆動され、このことにより、ステープルが折り曲げられて、切断された組織を固定する。様々な実施形態では、そり部３３は、カートリッジ３４の一体化した構成要素であってよい。参照することにより本明細書に組み込まれる、「Surgical stapling instrument incorporating an E-beam firing mechanism」という名称の、米国特許第６，９７８，９２１号が、このような２ストローク切断・固定器具についてより詳細を提供している。そり部３３は、カートリッジ３４の一部であってよく、切断作業の後でナイフ３２が後退したときに、そり部３３は後退しない。

本明細書に記載される器具１０の実施形態は、切断組織をステープル留めするエンドエフェクタ１２を使用しているが、他の実施形態では、切断組織を固定するか、もしくは密封するための異なる技法が用いられうることに注意するべきである。例えば、ＲＦエネルギーもしくは接着剤を用いて切断組織を固定するエンドエフェクタも用いられうる。参照することにより本明細書に組み込まれる、Yatesらに付与された、「Electrosurgical Hemostatic Device」という名称の米国特許第５，７０９，６８０号、およびYatesらに付与された、「Electrosurgical Hemostatic Device with Recessed and/or Offset Electrodes」という名称の米国特許第５，６８８，２７０号が、ＲＦエネルギーを用いて切断組織を密閉する内視鏡的切断器具を開示している。これも参照することにより本明細書に組み込まれる、Jerome R. Morganらの、米国特許出願公開第２００７／０１０２４５３Ａ１号、およびFrederick E. Shelton, IVらの、米国特許出願公開第２００７／０１０２４５２Ａ１号が、接着剤を用いて切断組織を固定する内視鏡的切断器具を開示している。したがって、本明細書での説明は、以下で切断／ステープル留め作業などに言及しているが、これは例示的実施形態であり、限定的とすることを意味するものではないことが認識されるべきである。他の組織固定技法もまた用いられうる。

図４および図５は、分解組立図であり、図６は、様々な実施形態によるエンドエフェクタ１２およびシャフト８の側面図である。例示された実施形態に示されるように、シャフト８は、ピボットリンク４４により旋回可能に結合された近位閉鎖管４０および遠位閉鎖管４２を含むことができる。遠位閉鎖管４２は、開口部４５を含み、以下でさらに説明されるように、アンビル２４を開閉するために、開口部４５の中にアンビル２４上のタブ２７が挿入される。閉鎖管４０、４２の内側に近位スパイン管（proximate spine tube）４６が配されうる。近位スパイン管４６の内側に、主要回転（もしくは近位）駆動シャフト４８が配されてよく、この主要回転駆動シャフト４８は、傘歯車組立体５２によって二次的（もしくは遠位）駆動シャフト５０と連絡している。二次的駆動シャフト５０は、螺旋ネジシャフト３６の近位駆動歯車５６に係合する駆動歯車５４に接続される。垂直傘歯車５２ｂは、近位スパイン管４６の遠位端部の開口部５７に位置して、開口部５７において旋回することができる。遠位スパイン管５８が、二次的駆動シャフト５０および駆動歯車５４、５６を取り囲むように用いられてよい。集合的に、主要駆動シャフト４８、二次的駆動シャフト５０、および関節運動組立体（例えば、傘歯車組立体５２ａ〜５２ｃ）は、本明細書において「主要駆動シャフト組立体」と呼ばれることもある。

ステープルチャネル２２の遠位端部に位置付けられたベアリング３８が、螺旋打ち込みネジ（helical drive screw）３６を受容し、螺旋打ち込みネジ３６をチャネル２２に対して自由に回転させる。螺旋ネジシャフト３６は、ナイフ３２の（不図示の）ネジ山付き開口部と結びつくことができ、シャフト３６の回転により、ナイフ３２がステープルチャネル２２を通って（回転の方向に応じて）遠位または近位に並進運動する。したがって、主要駆動シャフト４８が（以下により詳細に説明されるように）発射トリガー２０の作動により回転させられると、傘歯車組立体５２ａ〜５２ｃは、二次的駆動シャフト５０を回転させ、二次的駆動シャフト５０が今度は、駆動歯車５４、５６の係合のため、螺旋ネジシャフト３６を回転させ、螺旋ネジシャフト３６は、ナイフ駆動部材３２をチャネル２２に沿って長さ方向に移動させて、エンドエフェクタ内部にクランプされたあらゆる組織を切断する。そり部３３は、例えばプラスチックで作られてよく、傾斜遠位表面を有しうる。そり部３３がチャネル２２を横切ると、傾斜前方表面が、クランプされた組織を通して、またアンビル２４に対して、ステープルカートリッジ内のステープルを押し上げるか、または駆動することができる。アンビル２４は、ステープルを折り曲げ、それによって、切断組織をステープル留めする。ナイフ３２が後退されると、ナイフ３２とそり部３３とは外れることができ、それによって、そり部３３がチャネル２２の遠位端部に残る。

図７〜図１０は、モーター駆動エンドカッターの例示的実施形態を示す。例示された実施形態は、エンドエフェクタ内の切断器具の展開および負荷力に関して使用者へのフィードバックを与える。加えて、この実施形態は、装置に電力を供給するために発射トリガー２０を後退させる際に使用者により提供される電力を用いることができる（いわゆる「パワーアシスト（power assist）」モード）。例示された実施形態に示されるように、ハンドル６は、概してハンドル６の外部を形成するように嵌まり合う外部下側部品５９、６０および外部上側部品６１、６２を含む。リチウムイオンバッテリなどのバッテリ６４が、ハンドル６のピストルグリップ部分２６に設けられてよい。バッテリ６４は、ハンドル６のピストルグリップ部分２６の上方部分に配されたモーター６５に電力供給する。様々な実施形態によると、直列に接続された、いくつかの電池が、モーター６５に電力供給するのに用いられてよい。

モーター６５は、負荷無しで約２５，０００ＲＰＭの最大回転を有する、ＤＣブラシ付き（DC brushed）駆動モーターであってよい。モーター６４は、第１の傘歯車６８および第２の傘歯車７０を含む、９０°の傘歯車組立体６６を駆動することができる。傘歯車組立体６６は、遊星歯車組立体７２を駆動することができる。遊星歯車組立体７２は、駆動シャフト７６に接続されたピニオンギア７４を含むことができる。ピニオンギア７４は、結合リングギア７８を駆動することができ、結合リングギア７８は、駆動シャフト８２により螺旋ギアドラム８０を駆動する。リング８４が、螺旋ギアドラム８０上に通されて（threaded）よい。ゆえに、モーター６５が回転すると、リング８４は、間に置かれた傘歯車組立体６６、遊星歯車組立体７２、およびリングギア７８によって、螺旋ギアドラム８０に沿って移動させられる。

ハンドル６は、発射トリガー２０と連絡している運行モーターセンサー（run motor sensor）１１０も含んで、発射トリガー２０がいつオペレーターによってハンドル６のピストルグリップ部分２６に向かって引き込まれた（または「閉じられた」）のかを検知し、それによってエンドエフェクタ１２による切断／ステープル留め作業を始動させることができる。センサー１１０は、例えば加減抵抗器もしくは可変抵抗器などの、比例センサーであってよい。発射トリガー２０が引き込まれると、センサー１１０は動きを検知し、モーター６５に供給されるべき電圧（もしくは電力）を示す電気信号を送信する。センサー１１０が可変抵抗器などの場合、モーター６５の回転は、一般的には、発射トリガー２０の動きの量に比例することができる。すなわち、オペレーターが発射トリガー２０をわずかに引っ張るか、もしくは閉じただけであれば、モーター６５の回転は比較的少ない。発射トリガー２０が十分に引き込まれる（もしくは完全に閉じた位置にくる）と、モーター６５の回転は最大となる。言い換えれば、使用者が発射トリガー２０を激しく引っ張るほど、より多くの電圧がモーター６５に加えられ、より大きな回転速度を生じさせる。

ハンドル６は、発射トリガー２０の上方部分に隣接して中央ハンドル部品１０４を含むことができる。ハンドル６は、中央ハンドル部品１０４上の柱と発射トリガー２０との間で接続された、付勢バネ１１２も含むことができる。付勢バネ１１２は、発射トリガー２０を、その完全に開いた位置まで付勢することができる。そのように、オペレーターが発射トリガー２０を解放すると、付勢バネ１１２は、発射トリガー２０を、その開いた位置まで引っ張り、それによってセンサー１１０の作動を取り除き、それによってモーター６５の回転を止める。さらに、付勢バネ１１２のおかげで、使用者が発射トリガー２０を閉じるときはいつでも、使用者は、閉じる作業に対する抵抗を受け、それによって、モーター６５により及ぼされた回転量に関するフィードバックを使用者に与える。さらに、オペレーターは、発射トリガー２０を後退させるのをやめて、それによってセンサー１００から力を取り除き、それによってモーター６５を止めることができる。したがって、使用者は、エンドエフェクタ１２の展開を止めることができ、それによって、切断／固定作業を制御する手段を、オペレーターに与える。

螺旋ギアドラム８０の遠位端部は、リングギア１２２を駆動する遠位駆動シャフト１２０を含み、リングギア１２２は、ピニオンギア１２４と噛み合う。ピニオンギア１２４は、主要駆動シャフト組立体の主要駆動シャフト４８に接続される。そのように、モーター６５の回転により、主要駆動シャフト組立体が回転され、これによって前述のようにエンドエフェクタ１２が作動する。

螺旋ギアドラム８０上に通されたリング８４は、スロット付きアーム９０のスロット８８の内部に配される柱８６を含みうる。スロット付きアーム９０は、その反対側の端部９４に開口部９２を有し、開口部９２は、ハンドル外側部品５９、６０間で接続された、ピボットピン９６を受容する。ピボットピン９６はまた、発射トリガー２０の開口部１００、および中央ハンドル部品１０４の開口部１０２を通して配される。

加えて、ハンドル６は、逆転モーター（もしくはストローク終了センサー（end-of-stroke sensor））１３０、および停止モーター（もしくはストローク開始（beginning-of-stroke））センサー１４２を含むことができる。様々な実施形態では、逆転モーターセンサー１３０は、螺旋ギアドラム８０の遠位端部に位置する制限スイッチであってよく、螺旋ギアドラム８０上に通されたリング８４は、リング８４が螺旋ギアドラム８０の遠位端部に到達すると、逆転モーターセンサー１３０に接触し、逆転モーターセンサー１３０を始動させる（trips）。逆転モーターセンサー１３０は、作動されると、モーター６５に信号を送って、モーターの回転方向を逆にし、それによって、切断作業後、エンドエフェクタ１２のナイフ３２を引っ込める。停止モーターセンサー１４２は、例えば、通常は閉じた制限スイッチであってよい。様々な実施形態では、停止モーターセンサーは、螺旋ギアドラム８０の近位端部に位置することができ、リング８４が螺旋ギアドラム８０の近位端部に到達すると、リング８４は、スイッチ１４２を始動させる。

操作中、器具１０のオペレーターが発射トリガー２０を引き戻すと、センサー１１０は、発射トリガー２０の展開を検知し、モーター６５に信号を送って、例えばオペレーターがどれだけ激しく発射トリガー２０を引き戻したかに比例した速度で、モーター６５を正転させる。モーター６５の正転により、次に、遊星歯車組立体７２の遠位端部におけるリングギア７８が回転し、それによって、螺旋ギアドラム８０が回転し、螺旋ギアドラム８０上に通されたリング８４が螺旋ギアドラム８０に沿って遠位に移動する。螺旋ギアドラム８０の回転はまた、前述のように、主要駆動シャフト組立体を駆動し、このことにより、次に、エンドエフェクタ１２のナイフ３２が展開される。すなわち、ナイフ３２およびそり部３３が、チャネル２２を長さ方向に横断させられ、それによって、エンドエフェクタ１２内にクランプされた組織を切断する。また、エンドエフェクタ１２のステープル留め作業は、ステープル留めタイプのエンドエフェクタが用いられる実施形態で生じさせられる。

エンドエフェクタ１２の切断／ステープル留め作業が完了するときまでに、螺旋ギアドラム８０上のリング８４は、螺旋ギアドラム８０の遠位端部に到達しており、それによって、逆転モーターセンサー１３０が始動させられ、逆転モーターセンサーは、モーター６５に信号を送って、モーター６５は、その回転を逆にされる。これにより、次に、ナイフ３２が後退されて、また、螺旋ギアドラム８０上のリング８４が螺旋ギアドラム８０の近位端部まで戻る。

中央ハンドル部品１０４は、図８および図９に最もよく示されるようにスロット付きアーム９０に係合する後方肩部１０６を含む。中央ハンドル部品１０４は、発射トリガー２０に係合する前方運動停止部１０７も有する。スロット付きアーム９０の動きは、モーター６５の回転により、前述のとおり制御される。リング８４が螺旋ギアドラム８０の近位端部から遠位端部まで移動するにつれてスロット付きアーム９０が反時計回りに回転すると、中央ハンドル部品１０４は、自由に反時計回りに回転することができるであろう。ゆえに、使用者が発射トリガー２０を引き込むと、発射トリガー２０は、中央ハンドル部品１０４の前方運動停止部１０７に係合し、中央ハンドル部品１０４を反時計回りに回転させる。しかしながら、スロット付きアーム９０に係合する後方肩部１０６のために、中央ハンドル部品１０４は、スロット付きアーム９０が許容する範囲で反時計回りに回転することができるにすぎない。そのようにして、モーター６５が何らかの理由で回転をやめなければならない場合、スロット付きアーム９０が回転をやめ、使用者は、中央ハンドル部品１０４がスロット付きアーム９０のために自由に反時計回りに回転できないので、発射トリガー２０をさらに引き込むことができなくなる。

閉鎖トリガー１８を後退させることによってエンドエフェクタ１２のアンビル２４を閉じる（もしくはクランプする）ための例示的閉鎖システムの構成要素もまた図７〜図１０に示されている。例示された実施形態では、閉鎖システムは、ピン２５１により閉鎖トリガー１８に接続されたヨーク２５０を含み、ピン２５１は、閉鎖トリガー１８およびヨーク２５０双方の整列した開口部を通して挿入される。周りを閉鎖トリガー１８が旋回するピボットピン２５２が、閉鎖トリガー１８の別の開口部を通して挿入され、この別の開口部は、ピン２５１が閉鎖トリガー１８を通して挿入される所からオフセットしている。ゆえに、閉鎖トリガー１８の後退は、ピン２５１によってヨーク２５０が取り付けられる閉鎖トリガー１８の上方部分を、反時計回りに回転させる。ヨーク２５０の遠位端部は、ピン２５４によって第１の閉鎖ブラケット２５６に接続される。第１の閉鎖ブラケット２５６は、第２の閉鎖ブラケット２５８に接続される。集合的に、閉鎖ブラケット２５６、２５８は、開口部を画定し、この開口部において、近位閉鎖管４０（図４を参照）の近位端部が据え付けられ保持され、閉鎖ブラケット２５６、２５８の長さ方向の動きが、近位閉鎖管４０による長さ方向運動を生じさせる。器具１０は、近位閉鎖管４０の内側に配された閉鎖ロッド２６０も含む。閉鎖ロッド２６０は、窓２６１を含んでよく、窓２６１の中に、例示された実施形態における外部下側部品５９などの、ハンドル外部部品のうち１つの上に設けられた柱２６３が配されて、閉鎖ロッド２６０をハンドル６にしっかりと接続している。そのようにして、近位閉鎖管４０は、閉鎖ロッド２６０に対して長さ方向に動くことができる。閉鎖ロッド２６０は、遠位カラー２６７も含むことができ、遠位カラー２６７は、近位スパイン管４６の空洞部２６９の中に嵌まり込み、キャップ２７１によりその空洞部の中に保持される（図４を参照）。

操作中、閉鎖トリガー１８の後退のためにヨーク２５０が回転すると、閉鎖ブラケット２５６、２５８は、近位閉鎖管４０を遠位に動かし（すなわち、器具１０のハンドル端部から離し）、これにより、遠位閉鎖管４２が遠位に動かされ、これにより、アンビル２４がピボット点２５の周りで回転してクランプ位置すなわち閉じた位置にくる。閉鎖トリガー１８がロック位置からロック解除されると、近位閉鎖管４０は、近位にスライドさせられ、これにより遠位閉鎖管４２が近位にスライドさせられ、これにより、遠位閉鎖管４２の窓４５に挿入されているタブ２７のおかげで、アンビル２４がピボット点２５の周りを旋回させられて開いた位置すなわち非クランプ位置にくる。そのようにして、閉鎖トリガー１８を後退させてロックすることによって、オペレーターが、アンビル２４とチャネル２２との間で組織をクランプすることができ、また、閉鎖トリガー２０をロック位置からロック解除することによって、切断／ステープル留め作業後に組織のクランプを緩めることができる。

図１１は、本発明の様々な実施形態による器具１０の電気回路の回路図である。閉鎖トリガー１８のロック後、オペレーターが最初に発射トリガー２０を引っ込めると、センサー１１０が作動され、センサーに電流を流す。通常開いた逆転モーターセンサースイッチ１３０が開いている（つまりエンドエフェクタのストロークの終わりに達していない）場合、電流は、単極双投継電器１３２に流れる。逆転モーターセンサースイッチ１３０が閉じていないので、継電器１３２の誘導子１３４は加圧されず、したがって、継電器１３２は、その非加圧状態にあるはずである。回路は、カートリッジロックアウトセンサー１３６も含む。エンドエフェクタ１２がステープルカートリッジ３４を含む場合、センサー１３６は、閉じた状態にあり、電流を流す。そうでなければ、エンドエフェクタ１２がステープルカートリッジ３４を含まない場合、センサー１３６は開き、それによって、バッテリ６４がモーター６５に電力供給するのを妨げる。

ステープルカートリッジ３４がある場合、センサー１３６は閉じ、これにより、単極単投継電器１３８が加圧される。継電器１３８が加圧されると、電流が、継電器１３６を通り、可変抵抗器センサー１１０を通って、双極双投継電器１４０を介してモーター６５まで流れ、それによって、モーター６５に電力供給し、モーターを順方向に回転させる。エンドエフェクタ１２がそのストロークの最後に到達すると、逆転モーターセンサー１３０が作動され、それによって、スイッチ１３０を閉じ、継電器１３４を加圧する。このことによって、継電器１３４は（図１３には不図示の）その加圧状態を呈し、これにより、電流は、カートリッジロックアウトセンサー１３６および可変抵抗器１１０を迂回し、その代わりに、電流を、通常閉じた双極双投継電器１４２、およびモーター６５の双方に、しかし、継電器１４０によってモーター６５がその回転方向を逆にするように、流す。停止モーターセンサースイッチ１４２が通常閉じているので、電流は、スイッチ１４２が開くまでスイッチ１４２を閉じた状態に保つように継電器１３４に戻る。ナイフ３２が完全に後退されると、停止モーターセンサースイッチ１４２は作動され、スイッチ１４２を開き、それによってモーター６５から電力を取り去る。

他の実施形態では、比例型センサー１１０ではなく、オン−オフ型センサーが用いられうる。このような実施形態では、モーター６５の回転速度は、オペレーターにより加えられる力に比例しないであろう。むしろ、モーター６５は一般的に、一定の速度で回転するであろう。しかし、発射トリガー２０が歯車動力伝達系路に噛み合わせられているので、オペレーターは依然として力フィードバックを受けるであろう。

モーター付き外科用器具のためのさらなる構成が、参照することにより本明細書に組み込まれる、「Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with tactile position feedback」という名称の、米国特許出願公開第２００７／０１７５９６２Ａ１号に開示されている。

前述したモーター付き内視鏡器具のうち１つなどのモーター付き外科用器具では、またはモーター付き円形カッター器具では、モーターは、直列に接続された、いくつかの電池により電力供給されうる。さらに、ある状況では、全電池数の一部で、モーターに電力供給することが望ましいであろう。例えば、図１２に示されるように、モーター６５は、直列に接続された六（６）個の電池３１０を含むパワーパック２９９により電力供給されうる。電池３１０は、例えば、ＣＲ １２３Ａ電池などの３ボルトリチウム電池であってよいが、他の実施形態では、（異なる電圧レベルおよび／もしくは異なる化学作用を備えた電池を含む）異なるタイプの電池が用いられてよい。６個の３ボルト電池３１０が、モーター６５に電力供給するために直列に接続されている場合、モーター６５に電力供給するのに利用可能な総電圧は、１８ボルトとなるであろう。電池３１０は、再充電可能な電池、または再充電不可能な電池を含むことができる。

このような実施形態では、最も重い負荷の下、モーター６５への入力電圧は、約９〜１０ボルトに下がりうる。この操作条件では、パワーパック２９９は、モーター６５に最大電力を運んでいる。したがって、図１２に示されるように、回路は、スイッチ３１２を含んでよく、スイッチ３１２は、（１）電池３１０のすべて、または（２）電池３１０の一部、のいずれかによってモーター６５が電力供給されることを選択的に可能にする。図１２に示されるように、適切な選択により、スイッチ３１２は、モーター６５が、６個の電池すべて、もしくは電池のうち４個によって電力供給されることを可能にすることができる。そのようにして、スイッチ３１２は、１８ボルト（６個の電池３１０すべてを使った場合）、または１２ボルト（二次電池（second battery cells）のうち４個を用いるなど）のいずれかで、モーター６５に電力供給するのに用いられうる。様々な実施形態では、モーター６５に電力供給するのに用いられる部分の電池の数の設計上の選択は、最も重い負荷で、最大出力で操作する場合にモーター６５により必要とされる電圧に基づいていてよい。

スイッチ３１２は、例えば、ミクロスイッチなどの電気機械スイッチであってよい。他の実施形態では、スイッチ３１２は、トランジスタなど、ソリッドステートスイッチで実施されうる。押しボタンスイッチなどの第２のスイッチ３１４が、モーター６５に少しでも電力が加えられているかどうかを制御するのに用いられることができる。また、正／逆スイッチ（forward/reverse switch）３１６が、モーター６５が順方向に回転しているのか、または逆方向に回転しているのかを制御するために用いられることができる。正／逆スイッチ３１６は、図１１に示される継電器１４０など、双極−双投スイッチで実施されうる。

操作中、器具１０の使用者は、スイッチ３１２の位置を制御する、トグルスイッチ、機械的レバースイッチ、もしくはカムといった（不図示の）位置依存性スイッチなど、何らかのスイッチ制御装置を用いることによって、所望の電力レベルを選択することができる。次に使用者は、第２のスイッチ３１４を作動させて、選択された電池３１０をモーター６５に接続することができる。加えて、図１２に示される回路は、円形カッターおよび／もしくは腹腔鏡器具など他のタイプのモーター付き外科用器具のモーターに電力供給するのに用いられることができる。円形カッターに関するさらなる詳細は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００６／００４７３０７Ａ１号、および同２００７／０２６２１１６Ａ１号において見ることができる。

他の実施形態では、図１３に示されるように、一次的電源３４０、例えば、ＣＲ２もしくはＣＲ１２３Ａ電池などの電池が、いくつかの二次的蓄電池装置３４２を充電するのに用いられうる。一次的電源３４０は、直列接続した１つまたはいくつかの電池を含むことができ、この直列接続した電池は、好ましくは、例示された実施形態では取替可能である。二次的蓄電池装置３４２は、例えば、再充電可能な電池および／またはスーパーキャパシタ（「ウルトラキャパシタ」もしくは「電気化学二重層キャパシタ」（ＥＤＬＣ）としても知られる）を含むことができる。スーパーキャパシタは、一般的な電解キャパシタと比べて異常に高いエネルギー密度、典型的には大容量電解キャパシタよりおよそ何千倍も大きなエネルギー密度を有する、電気化学キャパシタである。

一次的電源３４０は、二次的蓄電池装置３４２を充電することができる。いったん十分に充電されたら、一次的電源３４０は取り外されてよく、二次的蓄電池装置３４２は、処置中または手術中にモーター６５に電力供給するために用いられることができる。蓄積装置３４２は、様々な状況では、充電するのに約１５〜３０分かかるであろう。スーパーキャパシタは、従来のバッテリと比べて極端に迅速に充電および放電することができる特性を有する。加えて、バッテリが、ほんの限られた数の充電／放電サイクルには便利であるのに対して、スーパーキャパシタはしばしば、繰り返し、時には数千万サイクルにわたって、充電／放電されることができる。二次的蓄電池装置３４２としてスーパーキャパシタを用いる実施形態について、スーパーキャパシタは、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー（例えば、ポリアセン）、もしくはカーボンエアロゲルを含みうる。

図１４に示されるように、充電管理回路３４４は、二次的蓄電池装置３４２が十分に充電されたときを判断するのに用いられうる。充電管理回路３４４は、二次的蓄電池装置３４２が十分に充電されると器具１０の使用者に警告するように作動される表示器、例えば１つ以上のＬＥＤ、ＬＣＤディスプレイなどを含むことができる。

一次的電源３４０、二次的蓄電池装置３４２、および充電管理回路３４４は、器具１０のハンドル６のピストルグリップ部分２６内のパワーパックの一部であるか、または器具１０の別の部分にあることができる。パワーパックは、ピストルグリップ部分２６から取り外し可能であってよく、その場合、器具１０が手術に用いられるときは、パワーパックは、例えば手術を助ける間接介助看護師によって、ピストルグリップ部分２６（もしくは他の実施形態による器具の他の位置）の中に無菌で挿入されることができる。パワーパックの挿入後、看護師は、取替可能な一次的電源３４０をパワーパックに入れて、器具１０の使用前のある時間、例えば３０分、二次的蓄電池装置３４２を充電することができる。二次的蓄電池装置３４２が充電されると、充電管理回路３４４は、パワーパックが使用される準備ができたことを示すことができる。この時点で、取替可能な一次的電源３４０は取り外されてよい。手術中、器具１０の使用者は次に、スイッチ３１４を作動させることなどによって、モーター６５を作動させることができ、それによって、二次的蓄電池装置３４２がモーター６５に電力供給する。ゆえに、モーター６５に電力供給するためにいくつかの使い捨てバッテリを有する代わりに、１つの使い捨てバッテリ（一次的電源３４０として）がそのような実施形態で用いられてよく、二次的蓄電池装置３４２は、再利用可能であってよい。しかしながら、代替的実施形態では、二次的蓄電池装置３４２は、再充電不可能かつ／もしくは再利用不可能であってよいことに注意すべきである。二次的蓄電池３４２は、図１２に関連して前述した電池選択スイッチ３１２と共に用いられうる。

充電管理回路３４４は、どれだけ充電が二次的蓄電池装置３４２に残っているかを示す表示器（例えばＬＥＤ、もしくはＬＣＤディスプレイ）も含むことができる。そのようにして、外科医（または器具１０の他の使用者）は、器具１０を伴う処置の進行の間中、充電がどれだけ残っているかを知ることができる。

充電管理回路３４４は、図１５に示されるとおり、二次的蓄電池３４２全体の充電を測定するための充電メーター３４５を含みうる。充電管理回路３４４は、フラッシュメモリもしくはＲＯＭメモリなどの不揮発性メモリ３４６、および１つ以上のプロセッサ３４８も含みうる。プロセッサ３４８は、メモリ３４６に接続されてメモリを制御することができる。加えて、プロセッサ３４８は、充電メーター３４５に接続されて、充電メーター３４５の示度を読み取り、別様に充電メーター３４５を制御することができる。さらに、プロセッサ３４８は、充電管理回路３４４のＬＥＤもしくは他の出力装置を制御することができる。プロセッサ３４８は、器具１０のパラメーターをメモリ３４６に記憶することができる。このパラメーターは、器具１０に取り付けられるか、もしくは器具１０で用いられることができる様々なセンサーにより感知される、器具の操作パラメーター、例えば発射の回数、関わる力のレベル、エンドエフェクタ１２の対向するジョー間の圧縮間隙（compression gap）の距離、関節運動の量など、を含むことができる。さらに、メモリ３４６に記憶されるパラメーターは、充電管理回路３４４が読み取り、また記憶することができる、器具１０の様々な構成要素のＩＤ値を含むことができる。そのようなＩＤを有する構成要素は、ステープルカートリッジ３４など、取替可能な構成要素であってよい。ＩＤは、例えば充電管理回路３４４がＲＦＩＤトランスポンダー３５０により読み取るＲＦＩＤであってよい。ＲＦＩＤトランスポンダー３５０は、ステープルカートリッジ３４などの器具の構成要素から、ＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤを読み取ることができる。ＩＤ値は、読み取られ、メモリ３４６に記憶され、また、プロセッサ３４８によって、メモリ３４６もしくは充電管理回路に関連した別の記憶装置に記憶された許容可能なＩＤ値のリストと比べられて、例えば、読み取られたＩＤ値に関連した取り外し可能／取替可能な構成要素が、信頼でき、かつ／もしくは適切なものであるかどうかを判断することができる。様々な実施形態によると、読み取られたＩＤ値に関連した取り外し可能/取替可能な構成要素が信頼できるものではないとプロセッサ３４８が判断した場合、充電管理回路３４４は、パワーパックからの電力がモーター６５に運ばれるのを防ぐであろう（不図示の）スイッチを開くことなどによって、器具１０によるパワーパックの使用を防ぐことができる。様々な実施形態によると、構成要素が信頼でき、かつ／もしくは適切なものであるかどうかを判断するためにプロセッサ３４８が評価しうる様々なパラメーターは、日付コード；構成要素モデル／タイプ；製造者；地域情報；およびこれまでのエラーコードを含む。

充電管理回路３４４は、以下に記載するものなどの別の装置と通信するための、入出力インターフェース３５２も含むことができる。そのようにして、メモリ３４６に記憶されるパラメーターは、別の装置にダウンロードされることができる。入出力インターフェース３５２は、例えば、有線または無線インターフェースであってよい。

前述のとおり、パワーパックは、二次的蓄電池３４２、充電管理回路３４４、および／もしくは、正／逆スイッチ３１６を含むことができる。様々な実施形態によると、図１６に示されるように、パワーパック２９９は、充電器ベース３６２に接続されることができ、充電器ベース３６２は、とりわけ、パワーパックの二次的蓄電池３４２を充電することができる。充電器ベース３６２は、パワーパックが器具１０に取り付けられている間に、充電器ベース３６２をパワーパック２９９に無菌で接続することによってパワーパック２９９に接続されることができる。パワーパックが取り外し可能である他の実施形態では、充電器ベース３６２は、パワーパック２９９を器具１０から取り外してパワーパックを充電器ベース３６２に接続することによって、パワーパック２９９に接続されうる。そのような実施形態については、充電器ベース３６２が二次的蓄電池３４２を十分に充電した後、パワーパック２９９は、器具１０に無菌で取り付けられることができる。

図１６に示されるように、充電器ベース３６２は、二次的蓄電池３４２を充電するための、電源３６４を含みうる。充電器ベース３６２の電源３６４は、例えば、バッテリ（もしくは直列接続したいくつかのバッテリ）、または電力用本線（electrical power mains）などからのＡＣ電力をＤＣに変換するＡＣ／ＤＣ変換器、または二次的蓄電池３４２を充電するための、あらゆる他の適切な電源であってよい。充電器ベース３６２は、二次的蓄電池３４２の充電状態を示すために、表示器装置、例えばＬＥＤ、ＬＣＤディスプレイなども含みうる。

加えて、図１６に示されるように、充電器ベース３６２は、１つ以上のプロセッサ３６６、１つ以上のメモリ装置３６８、および入出力インターフェース３７０、３７２を含むことができる。第１の入出力インターフェース３７０を通じて、充電器ベース３６２は、（パワーパックの入出力インターフェース３５２を介して）パワーパック２９９と通信することができる。そのようにして、例えばパワーパック２９９のメモリ３４６に記憶されたデータは、充電器ベース３６２のメモリ３６８にダウンロードされうる。そのようにして、プロセッサ３６６は、充電管理回路３４４からダウンロードされた、取り外し可能/取替可能な構成要素のＩＤ値を評価して、構成要素の信頼性および適切さを判断することができる。充電管理回路３４４からダウンロードされた操作パラメーターも、メモリ３６８に記憶されてよく、その後、例えば、器具１０を伴う手術が行われる病院システムによって、外科医の診療室によって、器具の配給業者によって、器具の製造者などによって、評価および分析するために第２の入出力インターフェース３７２を介して別のコンピュータ装置にダウンロードされてもよい。

充電器ベース３６２は、二次的蓄電池３４２全体の充電を測定するための充電メーター３７４も含んでよい。充電メーター３７４は、プロセッサ３６６と通信していてよく、プロセッサ３６６は、高性能を確実にするように用いるためのパワーパック２９９の適切性をリアルタイムで判断することができる。

別の実施形態では、図１７に示されるように、バッテリ回路は、電力節約装置３１０によりモーター６５に供給される電力を制御するために、電力調節器３２０を含むことができる。電力調節器３２０もまた、パワーパック２９９の一部であってよく、あるいは、別の構成要素であってもよい。前述のとおり、モーター６５は、ブラシ付きＤＣモーターであってよい。ブラシ付きＤＣモーターの速度は、一般的に、加えられた入力電圧に比例する。電力調節器３２０は、高度に調節された出力電圧をモーター６５に与えることができ、モーター６５は、一定の（または実質的に一定の）速度で動作するであろう。様々な実施形態によると、電力調節器３２０は、図１７の例に示されるように、バック−ブースト変換器などのスイッチ−モード電力変換器を含むことができる。このようなバック−ブースト変換器３２０は、ＦＥＴなどの電源スイッチ３２２、整流器３２、誘導子３２６、およびキャパシタ３２８を含むことができる。電源スイッチ３２２がオンのとき、入力電圧源（例えば電源３１０）は、誘導子３２６に直接接続され、誘導子３２６は、エネルギーをこの状態で蓄える。この状態で、キャパシタ３２８は、出力負荷装置（output load）（例えばモーター６５）にエネルギーを供給する。電源スイッチ３２０がオフ状態になると、誘導子３２６は、出力負荷装置（例えばモーター６５）およびキャパシタ３２８に接続され、そのため、エネルギーは、誘導子３２６からキャパシタ３２８および負荷装置６５へ運ばれる。制御回路３３０は、電源スイッチ３２２を制御することができる。制御回路３３０は、デジタルおよび／もしくはアナログの制御ループを利用することができる。加えて、他の実施形態では、制御回路３３０は、シリアルまたはパラレルのデジタルデータバスなどの通信リンクを介して（不図示の）主幹制御器から制御情報を受信することができる。電力調節器３２０の出力のための電圧設定点（voltage set point）は、例えば開放電圧の半分に、設定されてよく、その点において、供給源から利用可能な最大電力が得られる。

他の実施形態では、直線状またはスイッチ−モードの電力変換器を含む、異なる電力変換器トポロジーが利用されてよい。利用されうる他のスイッチ−モードトポロジーは、フライバック、フォワード、バック、ブースト、およびＳＥＰＩＣを含む。電力調節器３２０の設定点電圧（set point voltage）は、モーター６５に電力供給するのにいくつの電池が用いられているかによって変えられてよい。さらに、電力調節器３２０は、図１３に示される二次的蓄電池装置３４２と共に用いられてよい。さらに、正−逆スイッチ３１６は、電力調節器３２０に組み込まれることができるが、図１７では別々に示されている。

バッテリは、典型的には、理想的な電圧源およびソース抵抗として形作られることができる。理想モデルについては、ソース抵抗および負荷抵抗が適合したら、最大電力が負荷装置に運ばれる。図１８は、バッテリの典型的な電力曲線を示す。バッテリ回路が開いているとき、バッテリ全体の電圧は（その開回路値において）高く、バッテリから引き込まれる電流はゼロである。バッテリから送達される電力もゼロである。より多くの電流がバッテリから引き込まれるにつれて、バッテリ全体の電圧が低下する。バッテリにより送達される電力は、電流と電圧との積である。電力は、開放電圧より低い電圧レベルの辺りでそのピークに達する。図１８に示されるように、ほとんどのバッテリ化学作用では、化学作用もしくは正温度係数（ＰＴＣ）のため、またはバッテリ保護装置のため、電流がより高いところで電圧／電力が急落している。

処置中にモーター６５に電力供給するために１つのバッテリ（もしくは複数のバッテリ）を用いる実施形態について特に、制御回路３３０は、出力電圧を監視し、調節器３２０の設定点を制御することができ、バッテリは、電力曲線の「左」すなわち電力が増大している側で機能する。バッテリがピークの電力レベルに到達すると、制御回路３３０は、調節器の設定点を変える（例えば低くする）ことができ、これにより、少ない総電力がバッテリから要求される。モーター６５はその後、減速するであろう。このようにして、パワーパックからの要求は、めったにピークの利用可能電力を超えず、そのため、処置中の、電力が欠乏した状況（power-starving situation）が回避されうる。

加えて、他の実施形態によると、バッテリから引き込まれる電力は、電池内の化学反応が回復する時間を有するように最適化されてよく、それによって、バッテリから入手可能な電流および電力を最適化する。パルス負荷において、バッテリは、典型的には、パルスの終わりに向かうパルスの初めにより多くの電力を与える。これは、（１）ＰＴＣがパルス中にその抵抗を変えているかもしれないこと；（２）バッテリの温度が変わっているかもしれないこと；および（３）電気化学反応速度が、消耗されている陰極における電解質のために、変化し、また、新鮮な電解質の拡散速度が反応速度を制限していること、を含む、いくつかの要因によるものである。様々な実施形態によると、制御回路３３０は、変換器３２０を制御することができ、そのため、制御回路は、バッテリから、より低い電流を引き込んで、バッテリが再びパルスを流される前にバッテリを回復させる。

他の実施形態によると、器具１０は、クラッチ型トルク制限装置を含みうる。クラッチ型トルク制限装置は、例えば、モーター６５と傘歯車６８との間、傘歯車７０と遊星歯車組立体７２との間、または遊星歯車組立体７２の出力シャフト上に位置することができる。様々な実施形態によると、トルク制限装置は、電磁クラッチもしくは永久磁石クラッチを用いてよい。

図１９〜図２２は、様々な実施形態による器具１０に用いられうる、見本の電磁クラッチ４００を示している。クラッチ４００は、磁気ディスク４０４、４０６を各端部に有する蹄鉄型固定子４０２を含むことができる。第１のディスク４０４は、軸方向に可動な、回転可能ポール部品４０８、例えばモーター６５の出力ポール、に接続されることができる。第２の磁気ディスク４０６は、軸方向に静止した、回転可能ポール部品４１０、例えば器具１０のギアボックスへの入力ポール、に接続されることができる。図１９および図２０の図面では、第１のポール部品４０８が、間隔４１２だけ第２のポール部品４１０から軸方向に引き離されており、磁気ディスク４０４、４０６は係合していない。固定子４０２の周りに巻き付けられうる（不図示の）ワイヤコイルは、クラッチ４００を作動させるのに必要とされる電磁束を作り出すのに用いられてよい。コイルが電流を伝導すると、結果として得られる磁束が、２つの磁気ディスク４０４、４０６を引き寄せることができ、第１のポール部品４０８が第２のポール部品４１０に向かって軸方向に動かされ、それによって、２つの磁気ディスク４０４、４０６が図２１および図２２に示されるように係合され、このため、トルクが磁気ディスク４０４および４０６の面の間で生成された摩擦トルクを超えるまで、２つのポール部品４０８、４１０は共に回転するであろう。

２つのディスク４０４、４０６間の引力、およびクラッチ４００の対応するトルク容量は、ディスク４０４、４０６の直径、ならびに磁気ディスク４０４および４０６の接触面間の摩擦計数を制御することによって、また、既知の制御可能な束密度で飽和する磁気材料をディスク４０４、４０６に用いることによって、制御することができる。したがって、より多くの電流がコイルを通過する操作条件があっても、ディスク４０４、４０６の磁気材料は、より大きな引力、および続いて起こる限界トルク（limiting torque）を生成しない。

このようなクラッチを用いることは、多くの付加的な潜在的利益を有する。電気で制御されて、クラッチ４００は、クラッチ４００内およびモーター６５内で生成される熱の量を制限するために、ワイヤから電流を取り去ることにより迅速に作動しなくされうる。クラッチ４００を介して、モーターを動力伝達系路の残りの部分から分離することによって、動力伝達系路内の、蓄えられた慣性エネルギーの大部分が分離され、出力が突然遮断された場合に衝撃を制限する。加えて、電気的に制御されることにより、いくらかの制限された滑り（some limited slipping）が、負荷の下で動力伝達系路を再起動したときに衝撃を軽減するのを助けるように、デザインイン（designed-in）されうる。さらに、クラッチ内部の構成要素（例えば、磁気ディスク４０４、４０６）のうち１つ以上の磁気飽和特性が、コイル電流ではなくトルク限界を制御するために用いられうるので、クラッチ４００は、システム電圧の変化に対してあまり感度がよくないであろう。このような実施形態におけるトルク限界は、主に、クラッチの構成要素（例えば磁気ディスク４０４、４０６）の物理的寸法の関数であり、また、適切な操作のために電圧調節器もしくは他の外部構成要素を必要としないであろう。

別の実施形態では、電磁クラッチを使うのではなく、トルク制限装置は、（不図示の）永久磁石を含むことができる。永久磁石は、例えば、軸方向に可動な第１のポール部品４０８に接続され、軸方向に固定された第２のポール部品４１０を引き寄せることができるか、または、第２のポール部品に接続され、第１のポール部品を引き寄せることができる。このような実施形態では、ディスク４０４、４０６のうち一方は、永久磁石から作られてよく、もう一方は、鉄などの磁気材料で作られてよい。微々たる変形では、固定子４０２は、永久磁石の形で作られてよく、磁気ディスク４０４および４０６を互いに対して引き寄せる。永久磁石によって、２つのディスク４０４、４０６は、常に係合するであろう。永久磁石を用いることは、前述の電磁クラッチ構成ほど正確なトルク制御をもたらさないであろうが、（１）コイルを通る電流を制御するための制御装置もしくは制御論理を必要としない；（２）電磁クラッチ構成よりもコンパクトである；かつ（３）器具１０のデザインを単純化する、という利点を有するであろう。

先に述べたように、エンドエフェクタ１２は、ＲＦエネルギーを放出して、エンドエフェクタ内にクランプされた組織を凝固させることができる。ＲＦエネルギーは、エンドエフェクタ１２の電極間で伝えられうる。例えばいくつかの構成要素の中で特に発振器および増幅を含む、（不図示の）ＲＦ供給源は、電極にＲＦエネルギーを供給することができるものであるが、コードレス器具１０用のハンドル６など器具自体の中に位置していてよく、あるいはＲＦ供給源は、器具１０の外にあってもよい。ＲＦ供給源は、以下にさらに説明するように作動されうる。

様々な実施形態によると、エンドエフェクタ１２は、電極の複数のセクション（もしくはセグメント）を含むことができる。例えば、図２３の例に示されるように、アンビル２４の下面（すなわち、ステープルカートリッジ３４に面している面）は、３つの同一直線上のＲＦセグメントを含むことができる。この例では、各セグメントは、同じ長さ（例えば２０ｍｍ）を有するが、他の実施形態では、より多くの、またはより少ないセグメントがあってもよく、また、セグメントは、異なる長さを有してよい。図２３の例では、アンビル２４の下面においてチャネル長さの各側に沿って長さ方向に並んだ、三対の能動もしくは「陽極」の端子もしくは電極５００がある。特に、例示された実施形態では、ナイフチャネル５１６の各側に、一対の遠位電極５００_１、一対の中間電極５００_２、および一対の近位電極５００_３がある。エンドエフェクタ１２の金属製外側部分もしくはチャネル２２、または金属製アンビル２４は、３つの上方活性電極（もしくは陽極）５００のそれぞれのための、対極（もしくは陰極）として役立つことができる。上方電極５００は、ＲＦ供給源に連結されうる。加圧されると、ＲＦエネルギーは、上方電極５００と対極との間で伝播されることができ、電極間にクランプされた組織を凝固させる。

電極５００は、同時に、または様々な順番で、例えば連続的に、加圧されうる。電極５００が配列にしたがって加圧される実施形態について、配列は、（例えばＲＦ供給源と連絡している（不図示の）コントローラによって制御されて）自動的であるか、または、使用者による選択によるものであってよい。例えば、近位電極５００_３が最初に加圧されることができ；次に中間電極５００_２；その次に遠位電極５００_１が加圧されることができる。そのように、オペレーター（例えば手術している外科医）は、ステープルラインの領域を選択的に凝固させることができる。このような実施形態における電極は、以下にさらに説明するように、マルチプレクサおよび／もしくは多重出力発生器（multiple output generator）により制御されうる。そのように、各電極５００の下の組織は、凝固の必要性にしたがって個々に処置されることができる。対における各電極は、ＲＦ供給源に接続されてよく、そのため、それらの対が同時に加圧される。すなわち、遠位対の活性電極５００_１について、ナイフチャネルの両側にあるそれぞれが、同時にＲＦ供給源により加圧されうる。中間対の電極５００_２および近位対の電極５００_３についても同じであるが、電極対が次々と加圧される実施形態では、遠位対は、中間対および近位対などと同時に加圧されない。

さらに、様々な電気的パラメーター、例えばインピーダンス、送達された電力もしくはエネルギーなど、が監視されてよく、特定の電極５００への出力が変更されて、最も望ましい組織作用を生み出すことができる。加えて、電極の短絡を生じうる、先の器具の発射もしくは外科処置から残された金属ステープルもしくは他の導電性物体の場合において、別の利点がある。このような短絡状況は、発生器および／もしくはマルチプレクサによって検知されることができ、エネルギーは、短絡に適した方法で変調されることができる。

加えて、次々と電極５００に加圧することは、図２３に示される、セグメントに分かれた３つの電極５００の合わせた長さと同じくらい長い１組の電極を有するデザインと比べて、ＲＦ供給源から必要とされる瞬時電力を減らす。例えば、‘３１２号特許に示されるような電極構成について、切断線の各側における４５ｍｍのラインを首尾よく凝固させるために５０〜１００ワットを必要とするであろうことが証明されている。より大きな戻し電極（例えば金属製アンビル２４）よりも小さな表面積を有するより小さな活性電極（例えば、上方電極５００）を用いることによって、より小さな活性電極５００は、治療エネルギーを組織に集結することができ、より大きな戻し電極は、組織界面に対する影響が最小の状態で回路を完成させるために用いられる。加えて、戻し電極は、好ましくは、より大きな質量を有し、それによって、電気外科的適用の間、冷たいままであることができる。

電極５００は、セラミック材料を含みうる、電気的絶縁材料５０４により囲まれていてよい。

図２４は、セグメントに分かれたＲＦ電極を有する別の実施形態を示す。図２４に示される実施形態では、等しい長さ（この例では１５ｍｍ）の、同一直線上の、セグメントに分かれた４つの電極５００_１〜５００_４がある。図２３の実施形態と同様、図２４の電極５００は、同時に、または連続して加圧されることができる。

図２５は、セグメントに分かれた電極が異なる長さを有する、さらに別の実施形態を示す。例示された実施形態では、同一直線上の、セグメントに分かれた４つの電極があるが、最遠位の電極５００_１、５００_２は、長さが１０ｍｍであり、２つの近位電極５００_３、５００_４は、長さが２０ｍｍである。短い遠位電極を有することにより、前述したように治療エネルギーを集結する利点を提供することができる。

図５９は、回路基盤５７０上の、セグメントに分かれた１５対のＲＦ電極５００、または他のタイプの適切な回路基板（substrate）を、アンビル２４の下面（すなわちチャネル２２に面した面）に有する実施形態を示している。様々な電極対がＲＦ供給源（もしくは発生器）５７４により加圧される。マルチプレクサ５７６は、コントローラ５７８の制御下で所望に応じて様々な電極対にＲＦエネルギーを分配することができる。様々な実施形態によると、ＲＦ供給源５７４、マルチプレクサ５７６、およびコントローラ５７８は、器具のハンドル６に位置してよい。

そのような実施形態では、回路基盤５７０は、複数の層を含んでよく、この複数の層は、マルチプレクサ５７６と様々な電極対との間に電気的接続を提供する。例えば、図６０〜図６３に示されるように、回路基盤は、３つの層５８０_１〜５８０_３を含むことができ、各層５８０は、電極対のうち５つに接続を提供している。例えば、最も上方の層５８０_３は、図６０および図６１に示されるように、最近位の５電極対に接続を提供することができ；中間層５８０_２は、図６０および図６２に示されるように、中間の５電極対に接続を提供することができ；最も下方の層５８０_１は、図６０および図６３に示されるように、最遠位の５電極対に接続を提供することができる。

図６４は、このような実施形態によるアンビル２４の断面端面図を示している。ステープルポケット５８４に隣接した回路基盤５７０は、間に絶縁層５８２_１〜５８２_４を有する、３つの導電層５８０_１〜５８０_３を含む。図６５および図６６は、様々な層５８０_１〜５８０_３が、ハンドルのマルチプレクサ５７６に接続されるためにどのように積み重ねられうるかを示している。

図６７に示されるように、このように多くのＲＦ電極をエンドエフェクタ１２に有することの利点は、電極の短絡を引き起こしうる、先の器具の発射もしくは外科処置により組織５９２に残された金属ステープルライン５９０もしくは他の導電性物体の場合において、このような短絡状況が発生器およびマルチプレクサにより検知されうること、ならびに、エネルギーが短絡に適切な方法で変調されうることである。

図２７は、ＲＦ電極を備えた別のエンドエフェクタ１２を示す。この実施形態では、エンドエフェクタ１２は、遠位電極５００_１を含むにすぎず、金属製アンビル２４は戻し電極として役に立っている。遠位電極５００_１は、アンビル２４の全長にまたがっていないが、その長さの一部にのみまたがっている。例示された実施形態では、遠位電極５００_１は、６０ｍｍのアンビルに沿って、長さがわずかに約２０ｍｍであり、遠位電極５００_１は、アンビル長さのおおよそ最遠位の１／３に及ぶにすぎない。他の実施形態では、遠位電極５００_１は、アンビル長さの最遠位の１／１０〜１／２に及ぶことができる。このような実施形態は、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第５，５９９，３５０号に記載されるように、スポット凝固（spot coagulation）に用いられうる。

図２８は、ＲＦ電極を備えたエンドエフェクタ１２のさらに別の実施形態を示す。この実施形態では、活性電極５００が、アンビル２４の遠位先端部に位置付けられ、セラミック材料から作られうる非導電性絶縁体５０４によりアンビル２４から絶縁されている。このような実施形態は、スポット凝固に用いられうる。

図２９〜図３２は、スポット凝固に有用でありうるエンドエフェクタ１２の他の実施形態を示す。これらの実施形態では、アンビル２４は、アンビル２４の遠位端部に、またアンビル２４の側面に沿って、一対の電極５００_１、５００_２を含む。図２９は、このような実施形態によるアンビル２４の前端面図であり、図３０は、側面図であり、図３１は、拡大された断片的な前端面図であり、図３２は、上面図である。このような実施形態では、金属製アンビル２４は、戻し電極として作用しうる。活性電極５００_１、５００_２は、セラミック材料を含みうる非導電性絶縁体５０４によりアンビル２４から絶縁されることができる。

図３３〜図３６は、アンビル２４が、アンビル２４の頂部中央に位置する２つの遠位電極５００_１、５００_２を含む実施形態を示す。ここでも、金属製アンビル２４は、戻し電極として作用することができ、活性電極５００_１、５００_２は、非導電性絶縁体５０４によりアンビル２４から絶縁されることができる。

図３７〜図４０は、１つの活性電極５００_１（例えば活性電極）がアンビル２４上に位置付けられており、別の活性電極５００_２が下方ジョー２２の上、好ましくはカートリッジ３４上に位置付けられている、実施形態を示す。金属製アンビル２４は、戻し電極として作用しうる。アンビル電極５００_１は、絶縁体５０４によりアンビル２４から絶縁されている。プラスチックなど非導電性材料から作られるのが好ましい、カートリッジ３４に位置付けられている電極５００_２は、カートリッジ３４によって金属製チャネル２２から絶縁されている。

図４１〜図４４は、アンビル２４が、アンビル２４のまさに最遠位の端部において２つの活性電極５００_１、５００_２を有する実施形態を示し、これらの活性電極は、アンビル２４の上面から下面まで十分に延びている。ここでも、金属製アンビル２４は、戻し電極として作用することができ、活性電極５００_１、５００_２は、非導電性絶縁体５０４によってアンビル２４から絶縁されることができる。

図４５〜図４８は、カートリッジ３４が、ステープルカートリッジ３４のまさに最遠位の端部において２つの活性電極５００_１、５００_２を有する実施形態を示す。このような実施形態では、金属製アンビル２４もしくは金属製チャネル２２が戻し電極として作用することができる。この例示された実施形態では、電極５００_１、５００_２は、絶縁体インサート５０３に接続されているが、他の実施形態では、絶縁体インサート５０３は、省略されてよく、プラスチックのカートリッジ３４が、電極５００_１、５００_２のための絶縁体として役に立つことができる。

図４９〜図５２は、アンビル２４のまさに最遠位の端部において１つの活性電極５００_１を、カートリッジ３４のまさに最遠位の端部において別の活性電極５００_２を、有する、実施形態を示す。ここでも、このような実施形態では、金属製アンビル２４もしくは金属製チャネル２２は戻し電極として作用することができる。この例示された実施形態では、電極５００_２は、絶縁体インサート５０３、５０５に接続されているが、他の実施形態では、絶縁体インサート５０３、５０５は省略されてよく、プラスチックのカートリッジ３４が、電極５００_２のための絶縁体として役立つことができる。

図５７は、本発明の他の実施形態によるハンドル６の側面図であり、図５８は断面側面図である。例示された実施形態は、１つのトリガー、すなわち閉鎖トリガー１８を含むにすぎない。この実施形態におけるナイフ、ステープル駆動体、および／もしくはＲＦ電極の作動は、別個の発射トリガー以外の手段により達成されうる。例えば、図５７に示されるように、ナイフ、ステープル駆動体、および／もしくはＲＦ電極の作動は、押しボタンスイッチ５４０、もしくはオペレーターに都合の良い位置にある他のタイプのスイッチにより作動されることができる。図５７では、スイッチ５４０は、ハンドル６の最近位の部分において示されている。別の実施形態では、スイッチは、ハンドル６の遠位端部の近くに位置付けられてよく、ノズル５３９を引っ張ることでスイッチが作動して、器具の作動を引き起こす。このような実施形態では、（不図示の）スイッチが、ノズル５３９の下もしくは近くに置かれてよく、ノズルの動きにより、スイッチがトグル式に切り替えられる。

代わりに、ナイフ、ステープル駆動体、および／もしくはＲＦ電極の作動は、マイクロホン５４２により検知される声もしくは他の音による命令によって作動されてよい。他の実施形態では、ハンドル６は、ＲＦもしくは音響トランシーバー５４１を含んでよく、トランシーバー５４１は、ＲＦもしくは音響信号を受信し、かつ／もしくは送信して、器具を作動させることができる。また、図５８に示されるように、フットペダルもしくはスイッチ５４４が、器具１０を作動させるのに用いられうる。フットペダル５４４は、コード５４５によりハンドル６に接続されることができる。また、ハンドル６は、セグメントに分かれたＲＦ電極の作動を制御するためのダイヤル制御装置５４６、もしくは何らかの他の適切な制御装置を含むことができる（例えば図２３および図２４を参照）。このような制御装置５４６を用いて、オペレーターは、エンドエフェクタ１２において様々な対のＲＦ電極５００を連続的に作動させることができる。

図５７および図５８に示される器具１０は、使用者のための多くのフィードバックシステムも含む。前述のように、器具１０は、命令もしくはインストラクションをオペレーターに聞こえるようにする（audibleizing）ためのスピーカー５４３を含むことができる。加えて、ハンドル６は、セグメントに分かれた様々なＲＦ電極の作動に関する視覚的フィードバックを提供する、視覚的表示器５４８、例えばＬＥＤもしくは他の光源を含むことができる。例えば、視覚的表示器５４８はそれぞれ、セグメントに分かれたＲＦ電極対のうち１つに対応することができる。対応する視覚的表示器５４８は、セグメントに分かれたＲＦ電極対が作動されると作動されることができる。加えて、ハンドル６は、英数字ディスプレイ５５０を含んでもよく、英数字ディスプレイ５５０は、例えばＬＥＤもしくはＬＣＤディスプレイであってよい。ディスプレイ５５０は、ハンドル６の内側で回路基盤５５２に接続されていてよい。ハンドル６は、ピストルグリップ部分２６に振動器５５４を含んでもよく、振動器５５４は、振動によるフィードバックをオペレーターに与えることができる。例えば、振動器５５４は、エンドエフェクタ１２内の、セグメントに分かれた対のＲＦ電極のうち１つが作動されるたびに振動することができる。

図２６は、電極が上方ジョー（すなわちアンビル）２４にある、様々な実施形態によるエンドエフェクタ１２の断面図である。例示された実施形態では、活性電極５００は、ナイフスロット５１６に隣接して位置付けられている。金属アンビル２４は戻し電極として役立つ。セラミックで作られうる絶縁体５０４は、金属製アンビル２４から電極５００を絶縁する。図６８の実施形態は、電極５００がより小さく作られていることを除いて、図２６の実施形態に似ており、絶縁体５０４の一部が、それぞれの電極５００とナイフチャネル５１６のエッジとの間に延びている。

図５３は、別の実施形態によるエンドエフェクタ１２の断面端面図である。この実施形態では、図２６の実施形態と同様、活性電極５００_１、５００_２は、ナイフチャネルの両側でアンビル２４上にある。電極５００_１、５００_２は、絶縁体５０４により金属製アンビルから絶縁され、絶縁体５０４は、ここでも好ましくはセラミック材料を含む。しかしながら、この実施形態では、絶縁体５０４は、非常に薄く作られている（図２６と比較されたい）。絶縁体５０４を非常に薄く作ることにより、アンビル２４が電極５００の上に比較的大きな金属セクション５２０を含みうるという潜在的利点が提供され、それによって、所定のアンビル剛性に対してより細いアンビル外形、または所定のアンビル断面寸法に対してより剛性の外形を潜在的に支援する。絶縁体５０４は、アンビル２４中で鋳造されるか、もしくはアンビル２４の上にスパッタコーティングされてよい。

図５４は、別の実施形態を示している。この実施形態では、活性電極５００_１、５００_２は、絶縁体５０４にスパッタコーティングされるか、または接着されており、絶縁体５０４もアンビル２４にスパッタコーティングされるか、または接着されることができる。図５３の実施形態と同様、このデザインにより、電極の上により多くのアンビル材料があることが可能になる。このような実施形態では、電極５００_１、５００_２は、銀を含んでよく、銀は、電気の良好な導体であり、抗菌性を有している。

図５５は、別の実施形態によるエンドエフェクタの側面図を示す。この実施形態では、電気的絶縁材料５３０の薄膜が、カートリッジ３４の表面に堆積される。絶縁膜５３０は、好ましくは、耐熱かつ耐アーク材料、例えばセラミック、を含む。このことは、アークトラッキングおよび短絡に対するカートリッジ３４の耐性を増大する傾向があり、カートリッジ３４の交換から交換までの間により多くの発射を可能にする。加えて、カートリッジ３４が不良導体（poor electrical conductor）である場合、カートリッジは、より迅速な組織加熱を支援し、また全体的なエネルギー必要量を減らすであろう。（図５５には不図示の）活性電極は、前記の実施形態で説明したように、アンビル２４の中にあってよい。

図５６ではわずかに導電性の材料の薄層５３２が絶縁膜５３０の上面に堆積されていることを除いて、図５６は、図５５に示された実施形態と類似の実施形態を示す。わずかに導電性の薄層５３２の導電率は、治療のためエンドエフェクタ１２内にクランプされた組織の導電率よりも低くてよい。したがって、わずかに導電性の薄層５３２は、クランプされた組織をさらに加熱するように、導電率が減少した通路をもたらすであろう。このことは、組織を加熱し凝固を達成するのに必要な時間を減らすのに資するであろう。

前述のとおり、器具１０は、エンドエフェクタ１２を関節運動させるための関節運動ピボット１４を含みうる。臨床医もしくは器具１０のオペレーターは、参照することにより本明細書に組み込まれる、Geoffrey C. Hueilらによる、「Surgical Instrument Having An Articulating End Effector」という名称の米国特許出願公開第２００７／０１５８３８５Ａ１号により詳細に記載されるように、関節運動制御装置１６を用いることによりシャフト８に対してエンドエフェクタ１２を関節運動させることができる。他の実施形態では、器具１０と統合された制御装置ではなく、エンドエフェクタ１２は、患者に挿入されるグリッパー（gripper）などの別個の器具によって関節運動されてよく、別個の器具の動作部分は、エンドエフェクタ１２の近くにきて、その別個の器具は、エンドエフェクタ１２を所望のとおりに関節運動させることができる。この別個の器具は、エンドエフェクタ１２とは異なる開口部を通して、もしくは同じ開口部を通して挿入されうる。また、エンドエフェクタ１２を関節運動させるために、異なるオペレーターが別々の器具を操作してもよく、あるいは、一人の人間が双方の器具を操作してもよい。別の受動的関節運動のシナリオでは、エンドエフェクタ１２は、所望の関節運動を達成するために患者の他の部分に対してエンドエフェクタを注意深く押し付けることによって関節運動されうる。

別の実施形態では、エンドエフェクタ１２は、可撓性ケーブルによりハンドルに接続されることができる。このような実施形態では、エンドエフェクタ１２は、別の器具、例えば別個のグリッパー器具を用いることにより、所望のとおり位置付けられ、所定の位置に保持されることができる。加えて、他の実施形態では、エンドエフェクタ１２は、別個の器具により位置付けられて、第２の別個の器具によりクランプされうる。加えて、エンドエフェクタ１２は、８〜９ｍｍの幅で１０〜１１ｍｍの高さなど、十分に小さくされてよく、引っ張って閉じる機構（pull-to-close mechanism）が用いられてハンドル６からエンドエフェクタをクランプすることができる。この引っ張って閉じる機構は、参照することにより本明細書に組み込まれる、「Cable-Actuated Jaw Assembly For Surgical Instruments」という名称の米国特許第５，５６２，７０１号に記載されたものから改作されうる。ケーブル６００は、例えば上方または下方の胃腸管処置に用いるために、可撓性内視鏡の中に、または可撓性内視鏡に沿って配されることができる。

さらに別の実施形態では、図６９および図７０に示されるように、器具１０は、エンドエフェクタ１２の関節運動を可能にする可撓性ネック組立体７３２を含むことができる。シャフト８に連結された関節運動伝達組立体７３１が回転されると、関節運動伝達組立体は、可撓性ネック組立体７３２の遠隔関節運動を引き起こすことができる。可撓性ネック組立体７３２は、第１の可撓性ネック部分７３３、および第２の可撓性ネック部分７３４を含むことができ、これらネック部分は、第１の可撓性バンド組立体７３５および第２の可撓性バンド組立体７３６を受容する。関節運動伝達組立体７３１が回転すると、第１の可撓性伝達バンド組立体７３５および第２の可撓性伝達バンド組立体７３６のうち一方は、前方に動かされ、もう一方のバンド組立体は、後方に動かされる。可撓性ネック組立体７３２の第１の可撓性ネック部分７３３および第２の可撓性ネック部分７３４内部でのバンド組立体の往復運動に応答して、可撓性ネック組立体７３２は曲がって関節運動をもたらす。可撓性ネックのさらなる説明が、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第５，７０４，５３４号に記載されている。

本明細書に開示された装置は、１回使用した後に廃棄されるように設計されてよく、あるいは、複数回使用されるように設計されてもよい。しかしながら、いずれの場合も、装置は少なくとも１回使用した後で再利用のために再調整されることができる。再調整は、装置の分解ステップ、それに続く特定の部品の洗浄もしくは取替ステップ、およびその後の再組み立てステップのあらゆる組み合わせを含むことができる。特に、装置は、分解されてよく、装置の、任意の数の特定の部品もしくは部分があらゆる組み合わせで選択的に取り替えられるか、または取り外されてよい。特定の部分を洗浄し、かつ／もしくは取り替えたら、装置は、再調整施設で、もしくは外科処置の直前に外科チームによって、その後使用するために再組み立てされることができる。当業者は、装置の再調整が、分解、洗浄／取替、および再組み立てのための様々な技法を利用しうることを認識するであろう。このような技法を用いること、および結果として得られる再調整された装置はすべて、本出願の範囲内のものである。

好ましくは、本明細書に記載された発明の様々な実施形態は、手術の前に処理される。まず、新しい器具もしくは使用済みの器具が手に入れられ、必要であれば洗浄される。器具は次に滅菌されることができる。１つの滅菌技法では、器具は、閉じられ密封された容器、例えばＴＹＶＥＫのシートで覆われた、熱成形プラスチックシェル（thermoformed plastic shell）の中に置かれる。容器および器具は、次に、γ放射線、ｘ線、もしくは高エネルギー電子などの、容器を貫通することができる放射線の場に置かれる。放射線が、器具上、および容器内の細菌を死滅させる。滅菌された器具は、次に滅菌容器の中で保管されることができる。密封された容器は、医療施設で開けられるまで器具を滅菌状態に保つ。

装置は滅菌されることが好ましい。これは、β放射線もしくはγ放射線、エチレンオキシド、蒸気、および他の方法を含む、当業者に既知の多くの方法により行われることができる。

本発明は、いくつかの実施形態の説明により例示され、また例示的な実施形態が相当詳細に説明されてきたが、請求項の範囲をそのような細部に限定するか、または何らかの方法で制限することは、出願人の意図するところではない。さらなる利点および改変は、当業者には容易に明らかとなるであろう。本発明の様々な実施形態は、異なる形状の（最終）高さを有するステープルを得るために１つのカートリッジの中で異なるサイズのステープルを用いることを必要とする先行するステープル法にまさる、大きな改善点を表している。

したがって、本発明は、内視鏡処置および内視鏡装置に関して論じられてきた。しかしながら、「内視鏡的（endoscopic）」などの用語を本明細書において用いることは、内視鏡チューブ（すなわちトロカール）と共に使用するだけの、外科用ステープル留め・切断器具に本発明を限定するものと解釈されるべきではない。それどころか、本発明は、腹腔鏡処置ならびに開腹処置を含むがこれらに限定されない、アクセスが制限されるあらゆる処置での使用を見出しうると考えられる。さらに、本発明の様々なステープルカートリッジの実施形態の独自かつ新規な態様は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の形態のステープル留め装置に関連して用いられる場合の有用性も見出すことができる。
〔実施の態様〕
（１） 外科用切断・固定器具において、
エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに接続されたシャフトであって、前記シャフトは、前記エンドエフェクタに動力供給するための動力伝達系路を含む、シャフトと、
前記シャフトに接続されたハンドルであって、前記ハンドルは、
前記動力伝達系路に電力供給するために前記動力伝達系路に接続された、電動式ＤＣモーター、
１つ以上のバッテリを含むＤＣ電源、ならびに、
前記ＤＣ電源に接続された入力装置、および前記モーターの入力装置に接続された出力装置を有する電力調節器であって、前記電力調節器は、
電力変換器、および、
前記電力変換器を制御するための制御回路であって、前記制御回路は、前記電源により送達される電圧が、前記電源が最大電力を送達する電圧よりも低くなるように、前記電力変換器の電圧設定点を制御するためのものである、制御回路、
を含む、電力調節器、
を含む、ハンドルと、
を含む、外科用切断・固定器具。
（２） 実施態様１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記電力変換器は、ＤＣ‐ＤＣ電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（３） 実施態様２に記載の外科用切断・固定器具において、
前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、スイッチ‐モード電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（４） 実施態様３に記載の外科用切断・固定器具において、
前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、バック‐ブースト変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（５） 実施態様１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記エンドエフェクタは、少なくとも１つのＲＦ電極を含む、外科用切断・固定器具。
（６） 実施態様１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記モーターの出力ポールに接続された、トルク制限装置、
をさらに含む、外科用切断・固定器具。
（７） 実施態様１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記電源に接続された、電源選択スイッチ、
をさらに含む、外科用切断・固定器具。
（８） 実施態様１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記エンドエフェクタは、
上方ジョーと、
前記上方ジョーに対向する下方ジョーと、
前記下方ジョーにより画定された長さ方向チャネルに配された、切断器具と、
を含む、外科用切断・固定器具。
（９） 実施態様８に記載の外科用切断・固定器具において、
前記下方ジョーは、ステープルカートリッジを含む、外科用切断・固定器具。
（１０） 実施態様９に記載の外科用切断・固定器具において、
前記上方ジョーは、少なくとも１つのＲＦ電極を含む、外科用切断・固定器具。
（１１） 外科用切断・固定器具において、
エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに接続されたシャフトであって、前記シャフトは、前記エンドエフェクタに動力供給するための動力伝達系路を含む、シャフトと、
前記シャフトに接続されたハンドルであって、前記ハンドルは、
前記動力伝達系路に電力供給するために前記動力伝達系路に接続された、電動式ＤＣモーター、
１つ以上のバッテリを含むＤＣ電源、ならびに、
前記ＤＣ電源に接続された入力装置、および前記モーターの入力装置に接続された出力装置を有する電力調節器であって、前記電力調節器は、
電力変換器、および
前記電力変換器を制御するための制御回路であって、前記制御回路は、前記ＤＣ電源から引き込まれる電流を制御するように前記電力変換器の電圧設定点を制御するためのものである、制御回路、
を含む、電力調節器、
を含む、ハンドルと、
を含む、外科用切断・固定器具。
（１２） 実施態様１１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記制御回路は、前記ＤＣ電源から引き込まれる前記電流を制御するように前記電力変換器の前記電圧設定点を制御するためのものであり、ＤＣ電源は、次のパルスの前に充電される、外科用切断・固定器具。
（１３） 実施態様１１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記電力変換器は、ＤＣ‐ＤＣ電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（１４） 実施態様１３に記載の外科用切断・固定器具において、
前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、スイッチ‐モード電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（１５） 実施態様１４に記載の外科用切断・固定器具において、
前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、バック‐ブースト変換器を含む、外科用切断・固定器具。
（１６） 実施態様１１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記モーターの出力ポールに接続された、トルク制限装置、
をさらに含む、外科用切断・固定器具。
（１７） 実施態様１１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記電源に接続された、電源選択スイッチ、
をさらに含む、外科用切断・固定器具。
（１８） 実施態様１１に記載の外科用切断・固定器具において、
前記エンドエフェクタは、
上方ジョーと、
前記上方ジョーに対向する下方ジョーと、
前記下方ジョーにより画定された長さ方向チャネルに配された、切断器具と、
を含む、外科用切断・固定器具。
（１９） 実施態様１８に記載の外科用切断・固定器具において、
前記下方ジョーは、ステープルカートリッジを含む、外科用切断・固定器具。
（２０） 実施態様１９に記載の外科用切断・固定器具において、
前記上方ジョーは、少なくとも１つのＲＦ電極を含む、外科用切断・固定器具。

図１は、本発明の様々な実施形態による外科用切断・固定器具の斜視図である。 図２は、本発明の様々な実施形態による外科用切断・固定器具の斜視図である。 図３は、本発明の様々な実施形態による器具のエンドエフェクタおよびシャフトの分解組立図である。 図４は、本発明の様々な実施形態による器具のエンドエフェクタおよびシャフトの分解組立図である。 図５は、本発明の様々な実施形態による器具のエンドエフェクタおよびシャフトの分解組立図である。 図６は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの側面図である。 図７は、本発明の様々な実施形態による器具のハンドルの分解組立図である。 図８は、本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分的斜視図である。 図９は、本発明の様々な実施形態によるハンドルの部分的斜視図である。 図１０は、本発明の様々な実施形態によるハンドルの側面図である。 図１１は、本発明の様々な実施形態による器具に用いられる回路の回路図である。 図１２は、本発明の様々な実施形態による器具のモーターに電力供給するために用いられる回路の回路図である。 図１３は、本発明の様々な実施形態による器具のモーターに電力供給するために用いられる回路の回路図である。 図１４は、本発明の様々な実施形態による器具のモーターに電力供給するために用いられる回路の回路図である。 図１５は、本発明の様々な実施形態による充電管理回路を例示するブロック図である。 図１６は、本発明の様々な実施形態による充電器ベースを例示するブロック図である。 図１７は、本発明の様々な実施形態による器具のモーターに電力供給するために用いられる回路の回路図である。 図１８は、バッテリの典型的な電力曲線を示す図である。 図１９は、本発明の様々な実施形態による電磁クラッチ型トルク制限装置の実施形態を示す図である。 図２０は、本発明の様々な実施形態による電磁クラッチ型トルク制限装置の実施形態を示す図である。 図２１は、本発明の様々な実施形態による電磁クラッチ型トルク制限装置の実施形態を示す図である。 図２２は、本発明の様々な実施形態による電磁クラッチ型トルク制限装置の実施形態を示す図である。 図２３は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図２４は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図２５は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図２６は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの断面前面図である。 図２７は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図２８は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図２９は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの実施形態を示す図である。 図３０は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの実施形態を示す図である。 図３１は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの実施形態を示す図である。 図３２は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの実施形態を示す図である。 図３３は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３４は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３５は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３６は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３７は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３８は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図３９は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４０は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４１は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４２は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４３は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４４は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４５は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４６は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４７は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４８は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図４９は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図５０は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図５１は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図５２は、本発明の様々な実施形態によるＲＦ電極を有するエンドエフェクタの別の実施形態を示す図である。 図５３は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの断面前面図である。 図５４は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの断面前面図である。 図５５は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの側面図である。 図５６は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの側面図である。 図５７は、本発明の別の実施形態による器具のハンドルの線図である。 図５８は、本発明の様々な実施形態による図５７の実施形態のハンドルの切り取り図である。 図５９は、本発明の様々な実施形態による器具のアンビルの下面の図である。 図６０は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６１は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６２は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６３は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６４は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６５は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６６は、本発明の様々な実施形態による多層回路基盤を示す図である。 図６７は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタを示す線図である。 図６８は、本発明の様々な実施形態によるエンドエフェクタの断面前面図である。 図６９は、本発明の様々な実施形態による可撓性ネック組立体を含む器具の線図である。 図７０は、本発明の様々な実施形態による可撓性ネック組立体を含む器具の線図である。

Claims (10)

1. 外科用切断・固定器具において、
   エンドエフェクタと、
   前記エンドエフェクタに接続されたシャフトであって、前記シャフトは、前記エンドエフェクタに動力供給するための動力伝達系路を含む、シャフトと、
   前記シャフトに接続されたハンドルであって、前記ハンドルは、
   前記動力伝達系路に電力供給するために前記動力伝達系路に接続された、電動式ＤＣモーター、
   １つ以上のバッテリを含むＤＣ電源、ならびに、
   前記ＤＣ電源に接続された入力装置、および前記モーターの入力装置に接続された出力装置を有する電力調節器であって、前記電力調節器は、
   電力変換器、および、
   前記電力変換器を制御するための制御回路であって、前記制御回路は、前記モーターの前記入力装置における出力電圧を監視し、前記ＤＣ電源から前記モーターに送達される前記出力電圧が、前記ＤＣ電源が最大電力を送達する出力電圧よりも高くなるように、前記電力変換器の電圧設定点を制御するように構成されている、制御回路、
   を含む、電力調節器、
   を含む、ハンドルと、
   を含む、外科用切断・固定器具。
2. 請求項１に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記電力変換器は、ＤＣ‐ＤＣ電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
3. 請求項２に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、スイッチ‐モード電力変換器を含む、外科用切断・固定器具。
4. 請求項３に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記ＤＣ‐ＤＣ電力変換器は、バック‐ブースト変換器を含む、外科用切断・固定器具。
5. 請求項１に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記エンドエフェクタは、少なくとも１つのＲＦ電極を含む、外科用切断・固定器具。
6. 請求項１に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記モーターの出力ポールに接続された、トルク制限装置、
   をさらに含む、外科用切断・固定器具。
7. 請求項１に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記ＤＣ電源に接続された、電源選択スイッチ、
   をさらに含む、外科用切断・固定器具。
8. 請求項１に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記エンドエフェクタは、
   上方ジョーと、
   前記上方ジョーに対向する下方ジョーと、
   前記下方ジョーにより画定された長さ方向チャネルに配された、切断器具と、
   を含む、外科用切断・固定器具。
9. 請求項８に記載の外科用切断・固定器具において、
   前記下方ジョーは、ステープルカートリッジを含む、外科用切断・固定器具。
10. 請求項９に記載の外科用切断・固定器具において、
    前記上方ジョーは、少なくとも１つのＲＦ電極を含む、外科用切断・固定器具。

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