JP6991980B2 - 動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、代理人整理番号ＥＮＤ７７９３ＵＳＮＰ／１５０５０７及び表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＤＲＩＶＥＴＲＡＩＮ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳの下で参照される、同一所有者かつ同時出願の米国出願、代理人整理番号ＥＮＤ７７９４ＵＳＮＰ／１５０５０８及び表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＤＲＩＶＥＴＲＡＩＮ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ下で参照される米国出願、代理人整理番号ＥＮＤ７７９５ＵＳＮＰ／１５０５０９及び表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＤＲＩＶＥＴＲＡＩＮ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳの下で参照される米国出願に関連し、各々が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＢＡＴＴＥＲＹ ＰＡＣＫ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳの同一所有者の米国特許出願第１４／９８４，４８８号、表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＭＯＴＯＲＳ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴＳの米国特許出願第１４／９８４，５５２号、及び表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＤＲＩＶＥＴＲＡＩＮ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳの米国特許出願第１４／９８４，５２５号もまた、参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、外科用器具に関し、また様々な構成配置において、組織をステープル留め及び切断するために設計される、外科用ステープル留め及び切断器具並びにそれらと共に使用するためのステープルカートリッジに関する。

様々な態様の特徴は、添付の特許請求の範囲において具体的に記載される。しかしながら、様々な態様は、その機構及び動作方法のいずれに関しても、それらの利点と共に、以下の説明文を添付図面と併せて参照することで最もよく理解することができる。
本開示による、外科用器具、アダプタ、及びエンドエフェクタを含む電気機械的外科用システムの斜視分解図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１の外科用器具の斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１の外科用器具の斜視展開図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１の外科用器具の電池の斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１の外科用器具の上面部分分解図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、アダプタが分離された図１の外科用器具の正面斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２の７－７を通して切り取られた、図１の外科用器具の側面断面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２の８－８を通して切り取られた、図１の外科用器具の上面断面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１のエンドエフェクタの斜視展開図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ロック部材の上面図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１０Ａのロック部材の斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１の外科用器具の概略図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、部品が分離された電気機械的外科用システムの斜視図である。 本開示の少なくとも態様による、図１２の電気機械的外科用システムの、シャフトアセンブリ及び動力式外科用器具の後方斜視図であり、それらの間の接続を示す。 本開示の少なくとも態様による、部品が分離された図１３のシャフトアセンブリの斜視図である。 本開示の少なくとも態様による、部品が分離された図１３のシャフトアセンブリのトランスミッションハウジングの斜視図である。 本開示の少なくとも態様による、図１５のトランスミッションハウジング内に支持された第１のギヤトレインシステムの斜視図である。 本開示の少なくとも態様による、図１５のトランスミッションハウジング内に支持された第２のギヤトレインシステムの斜視図である。 本開示の少なくとも態様による、図１５のトランスミッションハウジング内に支持された第３の駆動シャフトの斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の様々な構成要素の回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数の論理ゲートに連結された複数のフィルタと通信するマイクロホンを含む回路図である。 時間（秒）に対するマイクロホンの出力（ボルト）のグラフであり、このグラフは、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の動作中にマイクロホンによって記録された、図１９の適切に機能する外科用器具の振動応答を表す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２２のマイクロホン出力のフィルタリングされた信号である。 時間（秒）に対するマイクロホンの出力（ボルト）のグラフであり、このグラフは、本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具の動作中にマイクロホンによって記録された、図１９の機能不良の外科用器具の振動応答を表す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２３のマイクロホン出力のフィルタリングされた信号である。 本開示の少なくとも１つの態様による、マルチプレクサ及びアナログ／デジタル変換器を介してマイクロコントローラと通信する複数のフィルタに連結された図１９の外科用器具のセンサを含む回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、マルチプレクサ及びアナログ／デジタル変換器を介してマイクロコントローラと通信する複数のフィルタに連結された図１９の外科用器具のセンサを含む回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の帯域通過フィルタの構造的及び動作的特性を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の帯域通過フィルタの構造的及び動作的特性を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の帯域通過フィルタの構造的及び動作的特性を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具のセンサ出力のフィルタリングされた信号を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具のセンサ出力の処理された信号を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、開始位置からの外科用器具の駆動アセンブリの変位位置に関して、図１９の外科用器具を発射するのに必要な力（force needed to fire、ＦＴＦ）を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、開始位置からの駆動アセンブリの変位位置に関して、発射ストローク中の図１９の外科用器具の駆動アセンブリの速度を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の発射ストローク中の、ストローク位置のゾーンに基づく、許容される制限修正を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、発射ストローク中の駆動アセンブリによって経験される負荷及び速度変化に起因する、処理された信号の周波数応答のシフトを示す、図１９の外科用器具のセンサの出力の処理された信号を表すグラフである。 動作のゾーン中の、図１９の外科用器具のセンサによって捕捉された振動の処理された信号を表すグラフであり、このグラフは、本開示の少なくとも１つの態様による、動作のゾーンに対する許容される制限、限界制限、及び臨界制限を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具の論理図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具のセンサによって捕捉された振動の処理された信号を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具のセンサによって捕捉された振動の処理された信号を表すグラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、図１９の外科用器具のセンサによって捕捉された振動の処理された信号を表すグラフである。

動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構の様々な形態について詳細に説明する前に、例示的な形態は、その応用又は用途において、添付図面及び説明において例示される部品の構造及び配列の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な形態は、他の形態、変形、及び修正で実行されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行してもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な形態を説明する目的で選ばれており、それらを限定するためのものではない。

更に、以下で記述する形態、形態の具現、実施例のうちの任意の１つ又は２つ以上を、以下で記述する他の形態、形態の具現、及び実施例のうちの任意の１つ又は２つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。

様々な形態は、動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構を対象とする。一形態では、動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構は、切開外科的処置における使用のために構成され得るが、腹腔鏡、内視鏡、及びロボット支援処置などの他の種類の手術における用途を有する。

図１～図１８は、一般に１０として指定され、動力式手持ち型電気機械的外科用器具による作動及び操作のために各々が構成されている、複数の異なるエンドエフェクタの、外科用システムに選択的に取り付けるために構成された動力式手持ち型電気機械的器具の形態である、外科用システムの様々な態様を示す。図１～図１８の態様は、２０１２年１０月２３日に出願された表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＡＰＩＤ ＰＯＳＴ ＥＶＥＮＴ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮの米国特許出願公開第２０１４／０１１０４５３号、２０１３年６月１９日に出願された表題ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳの米国特許出願公開第２０１３／０２８２０５２号、及び２０１３年５月１０日に出願された表題ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳの米国特許出願公開第２０１３／０２７４７２２号に開示されている。

図１～図３を参照すると、外科用器具１００は、アダプタ２００との選択的接続のために構成され、順にアダプタ２００は、エンドエフェクタ又は単回使用ローディングユニット又はリロード３００との選択的接続のために構成される。図１～図３に示すように、外科用器具１００は、下側ハウジング部分１０４を有するハンドルハウジング１０２と、下側ハウジング部分１０４から延びる及び／又はその上に支持される中間ハウジング部分１０６と、中間ハウジング部分１０６から延びる及び／又はその上に支持される上側ハウジング部分１０８とを含む。中間ハウジング部分１０６及び上側ハウジング部分１０８は、下側部分１０４と一体に形成され、かつそれから延びている遠位半部１１０ａと、複数の締結具によって遠位半部１１０ａに接続可能な近位半部１１０ｂとに分離される。接合したときに、遠位半部１１０ａ及び近位半部１１０ｂは、内部に回路基板１５０及び駆動機構１６０が位置する空洞１０２ａを有するハンドルハウジング１０２を画定する。

図２及び図３に見られるように、遠位半部１１０ａ及び近位半部１１０ｂは、上側ハウジング部分１０８の長手方向軸「Ｘ」を横切る平面に沿って分割されている。ハンドルハウジング１０２は、遠位半部１１０ａ及び／又は近位半部１１０ｂの縁の周りに完全に延び、かつ遠位半部１１０ａと近位半部１１０ｂとの間に置かれているガスケット１１２を含む。ガスケット１１２は、遠位半部１１０ａ及び近位半部１１０ｂの周囲を密封する。ガスケット１１２は、回路基板１５０及び駆動機構１６０が滅菌及び／又は洗浄処置から保護されるように、遠位半部１１０ａと近位半部１１０ｂとの間に気密シールを確立するように機能する。

このように、ハンドルハウジング１０２の空洞１０２ａは、遠位半部１１０ａ及び近位半部１１０ｂの周囲に沿って封止されているが、それでいて、ハンドルハウジング１０２内で回路基板１５０及び駆動機構１６０のより容易で効率的なアセンブリを可能にするように構成されている。

ハンドルハウジング１０２の中間ハウジング部分１０６は、回路基板１５０が位置するハウジングを提供する。回路基板１５０は、外科用器具１００の様々な動作を制御するように構成されている。

外科用器具１００の下側ハウジング部分１０４は、その上面に形成された開口（図示せず）を画定し、中間ハウジング部分１０６の下又は中に位置している。下側ハウジング部分１０４の開口には、ワイヤ１５２が通って、下側ハウジング部分１０４に位置する電気的に相互接続された電気構成要素（図４に示す電池１５６、図３に示す回路基板１５４等）に至る経路が設けられ、電気構成要素（回路基板１５０、駆動機構１６０等）は、中間ハウジング部分１０６及び／又は上側ハウジング部分１０８に位置している。

ハンドルハウジング１０２は、下側ハウジング部分１０４（図示せず）の開口内に配設されたガスケット１０３を含み、それによりワイヤ１５２が内部を通過することを可能にしながら下側ハウジング部分１０４の開口を閉塞又は封止する。ガスケット１０３は、回路基板１５０及び駆動機構１６０が滅菌及び／又は洗浄処置から保護されるように、下側ハウジング部分１０６と中間ハウジング部分１０８との間に気密シールを確立するように機能する。

図に示すように、ハンドルハウジング１０２の下側ハウジング部分１０４は、再充電式電池１５６が取り外し可能に位置しているハウジングを提供する。電池１５６は、外科用器具１００の電気構成要素のうちのいずれかに電力を供給するように構成される。下側ハウジング部分１０４は、電池１５６が挿入される空洞（図示せず）を画定する。下側ハウジング部分１０４は、下側ハウジング部分１０４の空洞を閉鎖し、かつ電池１５６を内部に保持するために枢動的に接続されたドア１０５を含む。

図３及び図５を参照して、上側ハウジング部分１０８の遠位半部１１０ａは、ノーズ又は接続部１０８ａを定義する。ノーズコーン１１４は、上側ハウジング部分１０８のノーズ部分１０８ａ上に支持されている。ノーズコーン１１４は、透明材料から製造される。例えば、照明部材１１６などのフィードバックインジケータは、照明部材１１６がそれを通して可視であるように、ノーズコーン１１４内に配設されている。照明部材１１６は、発光ダイオードプリント回路基板（light emitting diode printed circuit board、ＬＥＤ ＰＣＢ）であってもよい。照明部材１１６は、固有の離散的イベントと関連付けられた特定の色パターンで複数の色を照明するように構成されている。

ハンドルハウジング１０２の上側ハウジング部分１０８は、駆動機構１６０が位置するハウジングを提供する。図５に示すように、駆動機構１６０は、外科用器具１００の様々な動作を実施するために、シャフト及び／又はギヤ構成要素を駆動するように構成されている。特に、駆動機構１６０は、エンドエフェクタ３００（図１及び図９を参照）のツールアセンブリ３０４を、エンドエフェクタ３００の近位本体部分３０２に対して選択的に移動させるために、ハンドルハウジング１０２に対して長手方向軸「Ｘ」（図２を参照）を中心にエンドエフェクタ３００を回転させるために、エンドエフェクタ３００のカートリッジアセンブリ３０８に対してアンビルアセンブリ３０６を移動させるために、及び／又はエンドエフェクタ３００のカートリッジアセンブリ３０８内でステープル留め及び切断カートリッジを発射するために、シャフト及び／又はギヤ構成要素を駆動するように構成されている。

駆動機構１６０は、アダプタ２００に対して直近位に位置するセレクタギヤボックスアセンブリ１６２を含む。セレクタギヤボックスアセンブリ１６２の近位には、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２内でギヤ要素を選択的に移動させて、第２のモータ１６６を有する入力駆動構成要素１６５と係合させるように機能する、第１のモータ１６４を有する機能選択モジュール１６３がある。

図１～図４に示すように、かつ上述のように、上側ハウジング部分１０８の遠位半部分１１０ａは、アダプタ２００の対応する駆動連結アセンブリ２１０を受け入れるように構成された接続部分１０８ａを画定する。

図６～図８に示すように、外科用器具１００の接続部分１０８ａは、アダプタ２００が外科用器具１００に嵌合されたときに、アダプタ２００の駆動連結アセンブリ２１０を受容する円筒形凹部１０８ｂを有する。接続部分１０８ａは、３つの回転可能な駆動コネクタ１１８、１２０、１２２を収容する。

アダプタ２００が外科用器具１００に嵌合されると、外科用器具１００の回転可能な駆動コネクタ１１８、１２０、１２２の各々は、図６に示すように、アダプタ２００の対応する回転可能なコネクタスリーブ２１８、２２０、２２２と連結する。この点において、対応する第１の駆動コネクタ１１８と第１のコネクタスリーブ２１８との間の界面、対応する第２の駆動コネクタ１２０と第２のコネクタスリーブ２２０との間の界面、及び対応する第３の駆動コネクタ１２２と第３のコネクタスリーブ２２２との間の界面は、外科用器具１００の駆動コネクタ１１８、１２０、１２２の各々の回転が、アダプタ２００の対応するコネクタスリーブ２１８、２２０、２２２の対応する回転を引き起こすようにキー付けされている。

外科用器具１００の駆動コネクタ１１８、１２０、１２２と、アダプタ２００のコネクタスリーブ２１８、２２０、２２２との嵌合は、回転力が、３つそれぞれのコネクタ界面の各々を介して独立して伝達されることを可能にする。外科用器具１００の駆動コネクタ１１８、１２０、１２２は、駆動機構１６０によって独立して回転されるように構成されている。この点において、駆動機構１６０の機能選択モジュール１６３は、外科用器具１００のどの駆動コネクタ（複数可）１１８、１２０、１２２が駆動機構１６０の入力駆動構成要素１６５によって駆動されるかを選択する。

外科用器具１００の駆動コネクタ１１８、１２０、１２２の各々は、アダプタ２００のそれぞれのコネクタスリーブ２１８、２２０、２２２とのキー付き及び／又は実質的に回転可能でない界面を有するため、アダプタ２００が外科用器具１００に連結されると、回転力（複数可）は、外科用器具１００の駆動機構１６０からアダプタ２００に選択的に伝達される。

外科用器具１００の駆動コネクタ（複数可）１１８、１２０及び／又は１２２の選択的回転は、外科用器具１００が、エンドエフェクタ３００の異なる機能を選択的に作動させることを可能にする。外科用器具１００の第１の駆動コネクタ１１８の選択的かつ独立した回転は、エンドエフェクタ３００のツールアセンブリ３０４の選択的かつ独立した開閉、及びエンドエフェクタ３００のツールアセンブリ３０４のステープル留め／切断構成要素の駆動に対応する。また、外科用器具１００の第２の駆動コネクタ１２０の選択的かつ独立した回転は、長手方向軸「Ｘ」（図２を参照）を横切るエンドエフェクタ３００のツールアセンブリ３０４の選択的かつ独立した関節接合に対応する。追加として、外科用器具１００の第３の駆動コネクタ１２２の選択的かつ独立した回転は、外科用器具１００のハンドルハウジング１０２に対する長手方向軸「Ｘ」（図２を参照）を中心としたエンドエフェクタ３００の選択的かつ独立した回転に対応する。

上述のように、かつ図５及び図８に示すように、駆動機構１６０は、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２と、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２内のギヤ要素を選択的に移動させて、第２のモータ１６６と係合させるように機能する、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２の近位に位置する機能選択モジュール１６３とを含む。したがって、駆動機構１６０は、所与の時間に外科用器具１００の駆動コネクタ１１８、１２０、１２２のうちの１つを選択的に駆動する。

図１～図３に示すように、ハンドルハウジング１０２は、中間ハウジング部分１０８の遠位表面又は側面上で制御アセンブリ１０７を支持する。制御アセンブリ１０７は、器具に連結する前に、器具１００の残部とは別個にアセンブリ及び試験され得る、完全に機能的な機械的サブアセンブリである。

制御アセンブリ１０７は、中間ハウジング部分１０８と協働して、一対の指作動制御ボタン１２４、１２６及び一対のロッカー装置１２８、１３０をハウジング１０７ａ内で支持する。制御ボタン１２４、１２６は、延長シャフト１２５、１２７にそれぞれ連結される。特に、制御アセンブリ１０７は、延長シャフト１２５を摺動可能に受容するための上側開口１２４ａ、及び延長シャフト１２７を摺動可能に受容するための下側開口１２６ａを画定する。

制御アセンブリ１０７及びその構成要素（例えば、制御ボタン１２４、１２６及びロッカー装置１２８、１３０）は、低摩擦、自己潤滑、潤滑性のプラスチック又は移動する構成要素を被覆する材料若しくはコーティングから形成され、作動力、主要構成要素の摩耗の低減、摩損の排除、滑らかな一貫作動、改善された構成要素及びアセンブリの信頼性、並びにより密着した適合及び一貫した感覚のための低減したクリアランスをもたらす。これは、ブッシング、ロッカージャーナル、プランジャブッシング、ばねポケット、保持リング及びスライダ構成要素におけるプラスチック材料の使用を含む。プラスチックで構成要素を成形することはまた、これらの性能属性の全てを有するネット形状又はメッシュ形状の構成要素を提供する。プラスチック構成要素は、オートクレーブ、蒸気滅菌及び洗浄などの電解条件下で腐食及び二金属の陽極反応を排除する。潤滑性プラスチック及び材料での圧入もまた、類似の金属構成要素と比較して、構成要素上に最小限の歪み又は機能的ペナルティを有するクリアランスを排除する。

制御アセンブリ１０７の構成要素を形成するための好適な材料は、ポリアミン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフタルアミド、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。これらの構成要素は、潤滑剤の有無にかかわらず使用されてもよく、また摩耗及び摩擦力の低減のための添加剤を含んでもよい。

外科用器具１００の構造及び動作に関する詳細な論考については、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１３／３３１，０４７号、現在は米国特許第８，９６８，２７６号を参照することができる。

外科用器具１００は、エンドエフェクタ３００によって捕捉された組織内に複数のステープルを展開又は排出するように構成された発射アセンブリを含む。発射アセンブリは、図９に示すように、駆動アセンブリ３６０を含む。駆動アセンブリ３６０は、動的クランプ部材３６５に固定された遠位端と、近位係合部３６８とを有する可撓性駆動ビーム３６４を含む。係合部３６８は、肩部３７０を画定する段付き部分を含む。係合部３６８の近位端は、直径方向に対向して内側に延びる指部３７２を含む。指部３７２は、中空駆動部材３７４に係合して、駆動部材３７４をビーム３６４の近位端にしっかりと固定する。エンドエフェクタ３００がアダプタ２００の遠位カップリング２３０に取り付けられると、駆動部材３７４は、アダプタ２００の駆動管２４６（図１）の接続部材を受容する近位ポート穴３７６ａを画定する。

駆動アセンブリ３６０がツールアセンブリ３０４内に遠位に前進すると、クランプ部材３６５の上側ビーム３６５ａは、アンビルプレート３１２とアンビルカバー３１０との間に画定されたチャネル内で移動し、下側ビーム３６５ｂは、キャリア３１６の外面上を移動して、ツールアセンブリ３０４を閉じ、そこからステープルを発射する。

エンドエフェクタ３００の近位本体部分３０２は、上側ハウジング部分３０１ａ及び下側ハウジング部分３０１ｂを取り囲むシース又は外管３０１を含む。ハウジング部分３０１ａ及び３０１ｂは、エンドエフェクタ３００の近位端から延びるフック付き近位端３６６ａを有する関節接合リンク３６６を取り囲む。関節接合リンク３６６のフック付き近位端３６６ａは、エンドエフェクタ３００がアダプタ２００の遠位ハウジング２３２に固定されると、アダプタ２００のカップリングフック（図示せず）に係合する。アダプタ２００の駆動バー２５８が、上記のように前進又は後退すると、エンドエフェクタ３００の関節接合リンク３６６は、エンドエフェクタ３００内で前進又は後退して、近位本体部分３０２の遠位端に関して、ツールアセンブリ３０４を旋回させる。

上記図９に示すように、ツールアセンブリ３０４のカートリッジアセンブリ３０８は、キャリア３１６内で支持可能なステープルカートリッジ３０５を含む。カートリッジは、エンドエフェクタ３００に永久的に設置され得るか、又は取り外し可能及び交換可能であるように配置され得る。ステープルカートリッジ３０５は、中央長手方向スロット３０５ａ、及び長手方向スロット３０５ａの各側に位置決めされたステープル保持スロット３０５ｂの３つの線形列を画定する。ステープル保持スロット３０５ｂの各々は、単一のステープル３０７及びステープルプッシャ３０９の部分を受容する。器具１００の動作中、駆動アセンブリ３６０は、作動スレッドに当接し、カートリッジ３０５を介して作動スレッドを押す。作動スレッドがカートリッジ３０５を通って移動すると、作動スレッドのカムウェッジが、ステープルプッシャ３０９に順次係合して、ステープルプッシャ３０９をステープル保持スロット３０５ｂ内で垂直方向に移動させて、アンビルプレート３１２に対する形成のために、ステープル３０７をそこから順次排出する。

中空駆動部材３７４は、以前に発射されたエンドエフェクタ３００の発射を防止するロックアウト機構３７３を含む。ロックアウト機構３７３は、ロック部材３７１が駆動部材３７４に対してピン３７７を中心に旋回するように、ピン３７７を介して遠位ポート穴３７６ｂ内に枢動可能に連結されたロック部材３７１を含む。

図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、ロック部材３７１は、細長いグライド３８１と３８３との間に形成されたチャネル３７９を画定する。ウェブ３８５は、グライド３８１及び３８３の上面の部分を接合する。ウェブ３８５は、駆動部材３７４のポート穴３７６ｂ内に適合するように構成及び寸法決めされる。水平レッジ３８９及び３９１は、グライド３８１及び３８３それぞれから延びる。図９に最良に示すように、ばね３９３は、駆動部材３７４内に配設され、水平レッジ３８９及び／又は水平レッジ３９１に係合して、ロック部材３７１を下向きに付勢する。

動作時に、ロック部材３７１は、最初に、ハウジング部分３０１ａ及び３０１ｂの近位端においてその発射前位置に配設され、水平レッジ３８９及び３９１は、ハウジング部分３０１ｂの側壁に形成された突出部３０３ａ、３０３ｂの上に置かれる。この位置において、ロック部材３７１は持ち上げられ、突出部３０３ａ、３０３ｂの遠位にあるハウジング部分３０１ｂの底面に形成された突出部３０３ｃとの係合から外れ、ウェブ３８５は、駆動ビーム３６４において画定された肩部３７０と長手方向に並ぶ。この構成は、ロック部材３７１を起動させて使い捨てエンドエフェクタ３００を不能にすることなく、外科医が位置に満足するまで、アンビル３０６が開き、ステープルされる組織の上に再配置されることを可能にする。

駆動管２４６による駆動ビーム３６４の遠位移動時に、ロック部材３７１は、突出部３０３ａ、３０３ｂから脱出し、突出部３０３ｃの遠位にあるばね３９３によってハウジング部分３０１ｂと係合するように付勢される。ロック部材３７１は、装置の発射全体を通してこの構成を維持する。

駆動ビーム３６４の後退時に、少なくとも部分的な発射の後、ロック部材３７１は、突出部３０３ａ、３０３ｂの下方を進み、ロック部材３７１の最遠位部分が突出部３０３ｃの近位になるまで、ハウジング部分３０１ｂの突出部３０３ｃに乗り上げる。ばね３９３は、ロック部材３７１を付勢して突出部３０３ｃと並列に整列させ、使い捨てエンドエフェクタを効果的に不能にする。既存のエンドエフェクタ３００が装着された装置を再作動させようとするとき、ロック部材３７１は、ハウジング部分３０１ｂの突出部３０３ｃに当接し、駆動ビーム３６４の遠位移動を阻害する。

器具１００の別の態様を図１１に示す。器具１００は、モータ１６４を含む。モータ１６４は、１つ又は２つ以上の駆動装置（例えば、図６の回転可能な駆動コネクタ１１８、１２０、１２２）を作動させるように構成された任意の電気モータであってよい。モータ１６４は、ＤＣ電池（例えば、再充電式リードベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースの電池等）、ＡＣ／ＤＣ変圧器、又はモータ１６４に電気エネルギーを供給するために好適な任意の他の電源であり得る、電池１５６に連結される。

電池１５６及びモータ１６４は、電池１５６からモータ１６４への電気エネルギーの流れを含む、モータ１６４の動作を制御する回路基板１５４上に配設されたモータドライバ回路４０４に連結される。ドライバ回路４０４は、モータ１６４及び電池１５６の動作状態を測定するように構成された複数のセンサ４０８ａ、４０８ｂ、．．．４０８ｎを含む。センサ４０８ａ～ｎは、電圧センサ、電流センサ、温度センサ、圧力センサ、テレメトリセンサ、光センサ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。センサ４０８ａ～４０８ｎは、電池１５６によって供給される電気エネルギーの電圧、電流、及び他の電気的特性を測定することができる。センサ４０８ａ～４０８ｎはまた、モータ１６４の毎分回転数（revolutions per minute、ＲＰＭ）としての回転速度、トルク、温度、引き込み電流、及び他の動作特性を測定することができる。ＲＰＭは、モータ１６４の回転を測定することによって決定することができる。様々な駆動シャフト（例えば、図６の回転可能な駆動コネクタ１１８、１２０、１２２）の位置は、シャフト内若しくはその近位に配設されるか、又はＲＰＭ測定から外挿される様々な線形センサを使用することによって決定されてもよい。態様では、トルクは、一定のＲＰＭでのモータ１６４の規定引き込み電流に基づいて計算することができる。更なる態様では、ドライバ回路４０４及び／又はコントローラ４０６は、時間を測定し、上記の値を、積分及び／又は微分を含むその関数として処理して、例えば測定値の変化率等を決定することができる。

ドライバ回路４０４はまた、命令のセットに従って演算を実施し、かつ／又は動作するように適合された任意の好適な論理制御回路であり得る、コントローラ４０６に連結される。コントローラ４０６は、一時的メモリ（例えば、ＲＡＭ）及び／又は非一時的メモリ（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディア等）を含み得る、メモリに動作可能に接続された中央処理装置を含み得る。コントローラ４０６は、ドライバ回路４０４とインターフェースするための複数の入力及び出力を含む。特に、コントローラ４０６は、モータ１６４及び電池１５６の動作状態に関する、ドライバ回路４０４からの測定センサ信号を受信し、順に制御信号をドライバ回路４０４に出力して、センサ読み取り値及び特定のアルゴリズム命令に基づいてモータ１６４の動作を制御する。コントローラ４０６はまた、ユーザインターフェース（例えば、コントローラ４０６に連結された制御アセンブリ１０７のスイッチ、ボタン、タッチスクリーン等）から複数のユーザ入力を受け入れるように構成されている。取り外し可能なメモリカード又はチップが提供され得るか、又はデータを無線でダウンロードすることができる。

図１２～図１８を参照すると、外科用器具１０’が示される。外科用システム１０’は、外科用システム１０に多くの点で類似している。例えば、外科用システム１０’は、外科用器具１００を含む。器具ハウジング１０２の上側ハウジング部分１０８は、シャフトアセンブリ２００に多くの点で類似しているシャフトアセンブリ５００のトランスミッションハウジング５１２の対応するシャフトカップリングアセンブリ５１４を受け入れるように構成されたノーズ又は接続部分１０８ａを画定する。

シャフトアセンブリ５００は、外科用器具の少なくとも１つの駆動部材を、エンドエフェクタの少なくとも１つの回転受容部材に相互接続するための力伝達アセンブリを有する。力伝達アセンブリは、少なくとも１つの回転可能な駆動部材に接続可能な第１の端部と、エンドエフェクタの少なくとも１つの回転受容部材に接続可能な第２の端部とを有する。シャフトアセンブリ５００が外科用器具１００に嵌合されると、外科用器具１００の回転可能な駆動部材又はコネクタ１１８、１２０、１２２の各々は、シャフトアセンブリ５００の対応する回転可能なコネクタスリーブ５１８、５２０、５２２と連結する（図１３及び図１５を参照）。この点において、対応する第１の駆動部材又はコネクタ１１８と第１のコネクタスリーブ５１８との間の界面、対応する第２の駆動部材又はコネクタ１２０と第２のコネクタスリーブ５２０との間の界面、及び対応する第３の駆動部材又はコネクタ１２２と第３のコネクタスリーブ５２２との間の界面は、外科用器具１００の駆動部材又はコネクタ１１８、１２０、１２２の各々の回転が、シャフトアセンブリ５００の対応するコネクタスリーブ５１８、５２０、５２２の対応する回転を引き起こすようにキー付けされている。

外科用器具１００の駆動部材（複数可）又はコネクタ（複数可）１１８、１２０及び／又は１２２の選択的回転は、外科用器具１００が、エンドエフェクタ４００の異なる機能を選択的に作動させることを可能にする。

図１２及び図１４を参照すると、シャフトアセンブリ５００は、近位端５１０ａ及び遠位端５１０ｂを有する細長い、実質的に剛性のある外側管状本体５１０と、管状本体５１０の近位端２１０ａに接続され、かつ外科用器具１００に選択的に接続するように構成されているトランスミッションハウジング２１２とを含む。加えて、シャフトアセンブリ５００は、細長い本体部分５１０の遠位端５１０ｂに接続された関節接合するネックアセンブリ５３０を更に含む。

トランスミッションハウジング５１２は、回転速度／力をエンドエフェクタ５０１に伝達する前に、外科用器具１００の第１、第２、及び／又は第３の回転可能な駆動部材又はコネクタ１１８、１２０、及び／又は１２２の回転の速度／力を変える（例えば、増加又は減少させる）ために、一対のギヤトレインシステムを内部に収容するように構成されている。図１５に見られるように、トランスミッションハウジング５１２及びシャフトカップリングアセンブリ５１４は、第１の近位又は入力駆動シャフト５２４ａ、第２の近位又は入力駆動シャフト５２６ａ、及び第３の駆動シャフト５２８を回転可能に支持する。

シャフト駆動カップリングアセンブリ５１４は、それぞれ第１、第２及び第３のコネクタスリーブ５１８、５２０、５２２の遠位に配設された第１、第２及び第３の付勢部材５１８ａ、５２０ａ及び５２２ａを含む。付勢部材５１８ａ、５２０ａ及び５２２ａの各々は、それぞれ第１の近位駆動シャフト５２４ａ、第２の近位駆動シャフト５２６ａ、及び第３の駆動シャフト２２８を中心に配設されている。シャフトアセンブリ５００が外科用器具１００に接続されたとき、付勢部材５１８ａ、５２０ａ及び５２２ａは、それぞれのコネクタスリーブ５１８、５２０及び５２２に作用して、コネクタスリーブ２１８、２２０及び２２２が外科用器具１００のそれぞれの駆動回転可能な駆動部材又はコネクタ１１８、１２０、１２２の遠位端に係合された状態を維持するのを助ける。

シャフトアセンブリ５００は、トランスミッションハウジング５１２及び管状本体５１０内に配設され、かつカップリングアセンブリ５１４に隣接した第１及び第２のギヤトレインシステム５４０、５５０それぞれを含む。上述のように、各ギヤトレインシステム５４０、５５０は、回転速度／力をエンドエフェクタ５０１に伝達する前に、外科用器具１００の第１及び第２の回転可能な駆動コネクタ１１８及び１２０の回転の速度／力を変える（例えば、増加又は減少させる）ように構成及び適合される。

図１５及び図１６に示すように、第１のギヤトレインシステム５４０は、第１の入力駆動シャフト５２４ａと、第１の入力駆動シャフト５２４ａにキー付けされた第１の入力駆動シャフトスパーギヤ５４２ａとを含む。第１のギヤトレインシステム５４０はまた、トランスミッションハウジング５１２内に回転可能に支持された第１の伝達シャフト５４４と、第１の伝達シャフト５４４にキー付けされ、かつ第１の入力駆動シャフトスパーギヤ５４２ａに係合された第１の入力伝達スパーギヤ５４４ａと、第１の伝達シャフト５４４にキー付けされた第１の出力伝達スパーギヤ５４４ｂとを含む。第１のギヤトレインシステム５４０は、トランスミッションハウジング５１２及び管状本体５１０内に回転可能に支持された第１の出力駆動シャフト５４６ａと、第１の出力駆動シャフト５４６ａにキー付けされ、かつ第１の出力伝達スパーギヤ５４４ｂに係合された第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂとを更に含む。

少なくとも１つの例では、第１の入力駆動シャフトスパーギヤ５４２ａは、１０個の歯を含み、第１の入力伝達スパーギヤ５４４ａは、１８個の歯を含み、第１の出力伝達スパーギヤ５４４ｂは、１３個の歯を含み、第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂは、１５個の歯を含む。このように構成されると、第１の入力駆動シャフト５２４ａの入力回転は、１：２．０８の比で第１の出力駆動シャフト５４６ａの出力回転に変換される。

作動時に、第１の入力駆動シャフトスパーギヤ５４２ａは、外科用器具１００の第１のそれぞれの駆動コネクタ１１８の回転の結果として、第１のコネクタスリーブ５５８及び第１の入力駆動シャフト５２４ａの回転に起因して回転すると、第１の入力駆動シャフトスパーギヤ５４２ａは、第１の入力伝達スパーギヤ５４４ａに係合して、第１の入力伝達スパーギヤ５４４ａを回転させる。第１の入力伝達スパーギヤ５４４ａが回転すると、第１の伝達シャフト５４４は回転し、したがって第１の伝達シャフト５４４にキー付けされた第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂを回転させる。第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂが回転すると、第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂがそれと係合するため、第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂも回転する。第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂが回転すると、第１の出力駆動シャフトスパーギヤ５４６ｂが、第１の出力駆動シャフト５４６ａにキー付けされるため、第１の出力駆動シャフト５４６ａが回転する。

第１のギヤシステム５４０を含むシャフトアセンブリ５００は、エンドエフェクタ５０１を動作、作動及び／又は発射させるために、外科用器具１００からエンドエフェクタ５０１に作動力を伝達するように機能する。

図１５及び図１７に示すように、第２のギヤトレインシステム５５０は、第２の入力駆動シャフト５２６ａと、第２の入力駆動シャフト５２６ａにキー付けされた第２の入力駆動シャフトスパーギヤ５５２ａとを含む。第２のギヤトレインシステム５５０はまた、トランスミッションハウジング５１２内に回転可能に支持された第１の伝達シャフト５５４と、第１の伝達シャフト５５４にキー付けされ、かつ第２の入力駆動シャフトスパーギヤ５５２ａに係合された第１の入力伝達スパーギヤ５５４ａと、第１の伝達シャフト５５４にキー付けされた第１の出力伝達スパーギヤ５５４ｂとを含む。

第２のギヤトレインシステム５５０は、トランスミッションハウジング５１２内に回転可能に支持された第２の伝達シャフト５５６と、第２の伝達シャフト５５６にキー付けされ、かつ第１の伝達シャフト５５４にキー付けされた第１の出力伝達スパーギヤ５５４ｂに係合された第２の入力伝達スパーギヤ５５６ａと、第２の伝達シャフト５５６にキー付けされた第２の出力伝達スパーギヤ５５６ｂとを更に含む。

第２のギヤトレインシステム５５０は、追加として、トランスミッションハウジング５１２及び管状本体５１０内に回転可能に支持された第２の出力駆動シャフト５５８ａと、第２の出力駆動シャフト５５８ａにキー付けされ、かつ第２の出力伝達スパーギヤ５５６ｂに係合された第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂとを含む。

少なくとも１つの例では、第２の入力駆動シャフトスパーギヤ５５２ａは、１０個の歯を含み、第１の入力伝達スパーギヤ５５４ａは、２０個の歯を含み、第１の出力伝達スパーギヤ５５４ｂは、１０個の歯を含み、第２の入力伝達スパーギヤ５５６ａは、２０個の歯を含み、第２の出力伝達スパーギヤ５５６ｂは、１０個の歯を含み、第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂは、１５個の歯を含む。このように構成されると、第２の入力駆動シャフト５２６ａの入力回転は、１：６の比で第２の出力駆動シャフト５５８ａの出力回転に変換される。

作動時に、第２の入力駆動シャフトスパーギヤ５５２ａは、外科用器具１００の第２のそれぞれの駆動コネクタ１２０の回転の結果として、第２のコネクタスリーブ５６０及び第２の入力駆動シャフト５２６ａの回転に起因して回転すると、第２の入力駆動シャフトスパーギヤ５５２ａは、第１の入力伝達スパーギヤ５５４ａに係合して、第１の入力伝達スパーギヤ５５４ａを回転させる。第１の入力伝達スパーギヤ５５４ａが回転すると、第１の伝達シャフト５５４は回転し、したがって第１の伝達シャフト５５４にキー付けされた第１の出力伝達スパーギヤ５５４ｂを回転させる。第１の出力伝達スパーギヤ５５４ｂが回転すると、第２の入力伝達スパーギヤ５５６ａがそれと係合するため、第２の入力伝達スパーギヤ５５６ａも回転する。第２の入力伝達スパーギヤ５５６ａが回転すると、第２の伝達シャフト２５６は回転し、したがって第２の伝達シャフト５５６にキー付けされた第２の出力伝達スパーギヤ２５６ｂを回転させる。第２の出力伝達スパーギヤ５５６ｂが回転すると、第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂがそれと係合するため、第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂが回転する。第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂが回転すると、第２の出力駆動シャフトスパーギヤ５５８ｂが、第２の出力駆動シャフト５５８ａにキー付けされるため、第２の出力駆動シャフト５５８ａが回転する。

第２のギヤトレインシステム５５０を含むシャフトアセンブリ５００は、シャフトアセンブリ５００及び／又はエンドエフェクタ５０１を外科用器具１００に対して回転させるために、外科用器具１００からエンドエフェクタ５０１に作動力を伝達するように機能する。

図１５及び図１８に示すように、トランスミッションハウジング５１２及びシャフトカップリングアセンブリ５１４は、第３の駆動シャフト５２８を回転可能に支持する。第３の駆動シャフト５２８は、第３のコネクタスリーブ５２２を支持するように構成された近位端５２８ａと、関節接合アセンブリ５７０へと延び、かつそれに動作可能に接続された遠位端５２８ｂとを含む。

図１４に示すように、シャフトアセンブリ５００の細長い外側管状本体５１０は、第１の半部５１１ａと、第２の半部５１１ｂとを含み、半部５１１ａ、５１１ｂが互いに嵌合したときに、外側管状本体５１０を通して少なくとも３つの長手方向に延びるチャネルを画定する。これらのチャネルは、第１の出力駆動シャフト５４６ａ、第２の出力駆動シャフト５５８ａ、及び第３の駆動シャフト５２８が、トランスミッションハウジング５１２から関節接合するネックアセンブリ５３０へと延びるとき、第１の出力駆動シャフト５４６ａ、第２の出力駆動シャフト５５８ａ、及び第３の駆動シャフト５２８を回転可能に受容し、支持するように構成及び寸法決めされる。第１の出力駆動シャフト５４６ａ、第２の出力駆動シャフト５５８ａ、及び第３の駆動シャフト５２８の各々は、細長く、トランスミッションハウジング５２０から関節接合するネックアセンブリ５３０へと回転力を伝達するために十分に剛性である。

図１４を参照すると、シャフトアセンブリ５００は、関節接合するネックアセンブリ５３０を更に含む。関節接合するネックアセンブリ５３０は、近位ネックハウジング５３２と、近位ネックハウジング５３２に接続され、かつそれから直列に延びる複数のリンク５３４と、複数のリンク５３４の最遠位リンクに接続され、かつそれから延びる遠位ネックハウジング５３６とを含む。本明細書に開示される態様のうちのいずれかでは、シャフトアセンブリは、エンドエフェクタの関節接合を可能にするための単一リンク又はピボット部材を有してもよいことが企図される。本明細書に開示される態様のうちのいずれかでは、遠位ネックハウジングが最遠位リンクに組み込まれ得ることが企図される。

以下の開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。すなわち、
２０１２年１０月２３日に出願された表題ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＡＰＩＤ ＰＯＳＴ ＥＶＥＮＴ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮの米国特許出願公開第２０１４／０１１０４５３号、
２０１３年６月１９日に出願された表題ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳの米国特許出願公開第２０１３／０２８２０５２号、及び
２０１３年５月１０日に出願された表題ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥＳの米国特許出願公開第２０１３／０２７４７２２号。

図１９～図２０を参照すると、外科用器具１０が示される。外科用器具１０は、外科用器具１００に多くの点で類似している。例えば、外科用器具１０は、アダプタ２００を介して、エンドエフェクタ又は単回使用ローディングユニット又はリロード３００との選択的接続のために構成されている。また、外科用器具１０は、下側ハウジング部分１０４、中間ハウジング部分１０６、及び上側ハウジング部分１０８を含む、ハンドルハウジング１０２を含む。

外科用器具１００と同様に、外科用器具１０は、外科用器具１０の様々な動作を実施するために、シャフト及び／又はギヤ構成要素を駆動するように構成された駆動機構１６０を含む。少なくとも１つの例では、駆動機構１６０は、ハンドルハウジング１０２に対して長手方向軸「Ｘ」（図２を参照）を中心にエンドエフェクタ３００を回転させるように構成された回転駆動トレイン１２（図２０を参照）を含む。駆動機構１６０は、エンドエフェクタ３００のカートリッジアセンブリ３０８に対してアンビルアセンブリ３０６を移動させて間に組織を捕捉するように構成された閉鎖駆動トレイン１４（図２０を参照）を更に含む。加えて、駆動機構１６０は、エンドエフェクタ３００のカートリッジアセンブリ３０８内でステープル留め及び切断カートリッジを発射するように構成された発射駆動トレイン１６（図２０を参照）を含む。

上記のように、図７、図８、及び図２０を主に参照して、駆動機構１６０は、アダプタ２００に対して直近位に位置することができるセレクタギヤボックスアセンブリ１６２を含む。セレクタギヤボックスアセンブリ１６２の近位には、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２内でギヤ要素を選択的に移動させて、第２のモータ１６６の入力駆動構成要素１６５と係合するように、駆動トレイン１２、１４、及び１６のうちの１つを選択的に位置決めするように機能する第１のモータ１６４を含む、機能選択モジュール１６３がある。

図２０を参照して、モータ１６４及び１６６は、電源１５６からモータ１６４及び１６６への電気エネルギーの流れを含む、モータ１６４及び６６の動作を制御するように構成されたモータ制御回路１８及び１８’にそれぞれ連結されている。電源１５６は、ＤＣ電池（例えば、再充電式リードベース、ニッケルベース、リチウムイオンベースの電池等）、ＡＣ／ＤＣ変圧器、又は外科用器具１０に電気エネルギーを供給するために好適な任意の他の電源であり得る。

外科用器具１０は、マイクロコントローラ２０（「コントローラ」）を更に含む。特定の例では、コントローラ２０は、マイクロプロセッサ３６（「プロセッサ」）と、１つ又は２つ以上のコンピュータ可読媒体又はメモリユニット３８（「メモリ」）とを含んでもよい。特定の例では、メモリ３８は、様々なプログラム命令を記憶することができ、該プログラム命令は、実行されると、プロセッサ３６に、本明細書に記載される複数の機能及び／又は計算を実施させることができる。電源１５６は、例えば、コントローラ２０に電力を供給するように構成することができる。

プロセッサ３６は、モータ制御回路１８と通信し得る。加えて、メモリ３８は、プログラム命令を記憶することができ、該プログラム命令は、ユーザ入力３４に応答してプロセッサ３６によって実行されると、モータ制御回路１８に、モータ１６４を動機づけさせて少なくとも１つの回転運動を発生させ、セレクタギヤボックスアセンブリ１６２内でギヤ要素を選択的に移動させて、駆動トレイン１２、１４、及び１６のうちの１つを第２のモータ１６６の入力駆動構成要素１６５と係合するように選択的に位置決めすることができる。更に、プロセッサ３６は、モータ制御回路１８’と通信し得る。メモリ３８はまた、プログラム命令を記憶することができ、該プログラム命令は、ユーザ入力３４に応答してプロセッサ３６によって実行されると、モータ制御回路１８’に、モータ１６６を動機づけさせて少なくとも１つの回転運動を発生させ、例えば、第２のモータ１６６の入力駆動構成要素１６５と係合された駆動トレインを駆動することができる。

コントローラ２０及び／又は本開示の他のコントローラは、集積型及び／若しくは離散的なハードウェア要素、ソフトウェア要素並びに／又は両方の組み合わせを使用して実装されてもよい。集積型ハードウェア要素の例としては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、論理ゲート、レジスタ、半導体素子、チップ、マイクロチップ、チップセット、マイクロコントローラ、ＳｏＣ、及び／又はＳＩＰが挙げられ得る。離散的なハードウェア要素の例としては、論理ゲート、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、及び／若しくはリレーなど、回路並びに／又は回路素子が挙げられ得る。特定の例では、コントローラ２０は、例えば、１つ又は２つ以上の基板上に離散的及び集積型の回路素子又は構成要素を含むハイブリッド回路を含んでもよい。

特定の例では、コントローラ２０及び／又は本開示の他のコントローラは、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。特定の例では、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、容易に利用可能な他の特性の中でも特に、最大４０ＭＨｚ、２５６ＫＢの単一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と、４０ＭＨｚ超の性能を改善するプリフェッチバッファと、３２ＫＢの単一サイクルＳＲＡＭと、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭと、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭと、１つ又は２つ以上のＰＷＭモジュールと、１つ又は２つ以上のＱＥＩアナログと、１２のアナログ入力チャネルを備えた１つ又は２つ以上の１２ビットＡＤＣとを備える、ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアである。他のマイクロコントローラが、本開示と共に使用するために容易に代用され得る。したがって、本開示は、この文脈に限定されるべきではない。

様々な例では、本明細書に記載される様々な工程のうちの１つ又は２つ以上は、組み合わせ論理回路又は順序論理回路のいずれかを含む有限状態マシンによって実施可能であり、組み合わせ論理回路又は順次論理回路のいずれかが、少なくとも１つのメモリ回路に連結される。少なくとも１つのメモリ回路は、有限状態マシンの現前状態を記憶する。組み合わせ論理回路又は順序論理回路は、有限状態マシンをこれらの工程に供するように構成される。順序論理回路は、同期又は非同期であってもよい。他の例では、本明細書に記載される様々な工程のうちの１つ又は２つ以上は、例えば、プロセッサ３６と有限状態マシンとの組み合わせを含む回路によって実施され得る。

様々な例では、適切な機能を確保するために外科用器具の機能性の状態を評価することが可能であることが有利であり得る。例えば、上で説明されるように、外科用器具１０の様々な動作を実施するために様々なモータ、駆動トレイン及び／又はギヤ構成要素を含むように構成された駆動機構が、経時的に摩耗することは可能である。これは、通常の使用を通じて起こり得るが、場合によっては、駆動機構は、悪用条件に起因してより早く摩耗し得る。特定の例では、外科用器具１０は、駆動機構及びその様々な構成要素の状態、例えば、劣化を決定するために自己評価を実施するように構成することができる。

例えば、自己診断は、外科用器具１０が再滅菌前にその機能を実施することが可能であるとき、又は構成要素のうちのいくつかを交換及び／又は修復すべきときを決定するのに使用され得る。回転駆動トレイン１２、閉鎖駆動トレイン１４、及び／又は発射駆動トレイン１６を含むが、これらに限定されない駆動機構及びその構成要素の評価は、様々な方法で達成することができる。予測された性能からのずれの大きさは、感知された故障の可能性及びそのような故障の重度を決定するのに使用され得る。繰り返し可能に予測可能なイベントの周期的解析、予想される閾値を超えるピーク又はドロップ、及び故障の幅を含む、いくつかのメトリックが使用され得る。

様々な例では、適切に機能する駆動機構又はその構成要素のうちの１つ又は２つ以上のシグネチャ波形は、駆動機構又はその構成要素のうちの１つ又は２つ以上の状態を評価するのに用いられ得る。１つ又は２つ以上の振動センサは、適切に機能する駆動機構又はその構成要素のうちの１つ又は２つ以上に対して配置して、適切に機能する駆動機構又はその構成要素のうちの１つ又は２つ以上の動作中に起こる様々な振動を記録することができる。記録された振動は、シグネチャ波形を生成するのに用いられ得る。未来の波形をシグネチャ波形と比較して、駆動機構及びその構成要素の状態を評価することができる。

少なくとも１つの態様では、音響の原理は、駆動機構及びその構成要素の状態を評価するのに用いられる。本明細書で使用されるとき、音響という用語は、一般に、振動、音、超音波（ヒト聴力の可聴上限より高い周波数を有する音波）及び超低周波音（２０Ｈｚ［ヘルツ］又はサイクル毎秒より低い、したがってヒト聴力の「通常」制限より低い周波数、低周波数の音）を含む、気体、液体、及び固体中の全ての機械的波を指す。したがって、駆動機構及びその構成要素からの音響放出は、振動、音、超音波、及び超低周波音センサを含む音響センサで検出され得る。一態様では、駆動機構１６０の振動周波数シグネチャを分析して、駆動トレイン１２、１４及び／又は１６のうちの１つ又は２つ以上の状態を決定することができる。１つ又は２つ以上の振動センサは、使用時に駆動トレインの音響出力を記録するために、駆動トレイン１２、１４及び／又は１６のうちの１つ又は２つ以上に連結され得る。

図２０を再度参照して、外科用器具１０は、駆動トレイン１２、１４及び／又は１６のうちの１つ又は２つ以上の、１つ又は２つ以上の音響出力を記録及び分析するように構成された駆動トレイン故障検出モジュール４０を含む。プロセッサ３６は、モジュール４０と通信し得るか、又は他の方法で制御することができる。下でより詳細に記載されるように、モジュール４０は、処理装置（例えば、プロセッサ３６）又はそれらのいくつかの組み合わせによって実行可能なコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体（例えば、メモリ３８）を含む、回路、ハードウェア、コンピュータプログラム製品などの様々な手段として具現化され得る。いくつかの態様では、プロセッサ３６は、モジュール４０を含み得るか、又は他の方法で制御することができる。

モジュール４０は、外科用器具１０の駆動トレイン故障を検出するために、モジュール４０によって用いられ得る１つ又は２つ以上のセンサ４２を含み得る。少なくとも１つの例では、図２１に示すように、センサ４２は、例えば１つ又は２つ以上の音響センサ又はマイクロホンを備えることができる。少なくとも１つの例では、図２４に示すように、センサ４２は、１つ又は２つ以上の加速度計を備えることができる。

様々な種類のフィルタ及び変圧器をセンサ４２の出力に使用して、例えば、外科用器具１０の駆動トレインの動作状態を表す波形を生成することができる。図２１に示すように、複数の帯域通過フィルタは、その出力を処理するためにセンサ４２と通信するように構成することができる。図２１に示す実施例では、センサ４２の出力をフィルタリングするために使用される、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４がある。これらのフィルタは、例えば、許容される制限、限界制限、及び臨界制限を含む、外科用器具１０の劣化を評価するために使用される様々な閾値を決定するのに使用される。一実施例では、図２４に示す一連の低域通過フィルタをセンサ４２の出力に使用することができる。

一態様では、図２１に示すように、論理ゲートをフィルタと共に用いて、センサ４２の出力を処理することができる。代替として、例えばプロセッサ３６などのプロセッサをフィルタと共に用いて、図２４及び図２４Ａに示すセンサ４２の出力を処理することができる。図２４Ｂ、図２４Ｃ、及び図２４Ｄは、センサ４２の出力をフィルタリングするために使用される帯域通過フィルタの例示的な構造及び動作詳細を示す。少なくとも１つの例では、センサ４２の出力をフィルタリングする際に用いられるフィルタのうちの１つ又は２つ以上は、デュアル低雑音ＪＦＥＴ入力汎用演算増幅器である。

様々な周波数を使用することができるが、図２１に示すフィルタの例示的な周波数は、５ｋＨｚ、１ｋＨｚ、２００Ｈｚ、及び５０Ｈｚである。各フィルタの出力は、各フィルタの周波数における電圧振幅を示している図２５に示す。各フィルタの出力のピーク振幅を図２６に示す。これらの値は、例えば、メモリ３８に記憶された閾値との比較によって、外科用器具１０の劣化を決定するのに用いられ得る。図２４に示すように、マルチプレクサ４４及びアナログ／デジタル変換器４６は、フィルタの出力をプロセッサ３６に通信するのに用いられ得る。

少なくとも１つの例では、繰り返し可能な動きを有する既知の機能中にモータが走行しているときに、センサ４２の出力を記録することができる。例えば、モータ１６６が走行しているときに出力を記録して、例えば発射駆動トレイン１６などの駆動トレインを元の位置又は開始位置に後退させる又はリセットすることができる。センサ４２の記録された出力は、その動きのシグネチャ波形を発生させるのに使用され得る。一実施例では、センサ４２の記録された出力は、高速フーリエ変換を通してシグネチャ波形を発生させる。

上記に加えて、結果として生じるシグネチャ波形の主要領域の振幅を、例えばメモリ３８に記憶された所定の値と比較することができる。少なくとも１つの例では、メモリ３８は、プログラム命令を含むことができ、該プログラム命令は、プロセッサ３６によって実行されると、プロセッサ３６に、主要領域の振幅をメモリ３８に記憶された所定の値と比較させることができる。振幅がそのような記憶された値を超える場合、プロセッサ３６は、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の構成要素が適切に機能しなくなったこと、及び／又は外科用器具１０がその使用可能な寿命の終了に達したことを決定する。

図２２は、適切に機能する駆動トレインからの振動応答を示している。駆動トレインに又はその近位に位置決めされたマイクロホンからのボルトの出力を、経時的に記録する。この出力の周波数応答は、図２２Ａに示すように、高速フーリエ変換を使用して決定され、適切に機能している駆動トレインのシグネチャ波形を発生させる。適切に機能している駆動トレインのシグネチャ波形は、同じ駆動トレイン又は他の類似の駆動トレインにおけるあらゆる機能不良を検出するのに用いられ得ることができる。例えば、図２３は、適切に機能していない駆動トレインからの振動応答を示している。マイクロホン出力は、図２３Ａに示すように、機能不良の駆動トレインの周波数応答を決定するのに使用される。適切に機能している駆動トレインのシグネチャ波形からの、機能不良の駆動トレインの周波数応答のずれは、駆動トレインにおける機能不良を示す。

少なくとも１つの例では、図２２Ａに示すように、適切に機能する駆動トレインの周波数応答の主要領域の記憶された値を、図２３Ａに示すように、被験駆動トレインの周波数応答の対応領域の記録された値と比較する。記憶された値を記録された値が超える場合には、被験駆動トレインにおいて機能不良が検出されたと判断することができる。それに応じて、２０１５年１２月３０日に出願された表題ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＦＯＲ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＤＲＩＶＥＴＲＡＩＮ ＦＡＩＬＵＲＥ ＩＮ ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳの同一所有者の米国出願第１４／９８４，５２５号（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に詳細に記載されるように、様々な安全及び補修的工程を行うことができる。

構成要素を移動させて、外科用器具１０のエンドエフェクタにおいて、例えば組織を捕捉する、捕捉した組織にステープルを発射する、及び／又は捕捉した組織を切断するなどの機能をもたらすため、外科用器具１０の様々な動作段階があり得る。外科用器具１０の駆動機構１６０によって生成される振動は、外科用器具１０の動作の段階に応じて異なり得る。特定の振動は、外科用器具１０の特定の動作段階と一意に関連付けられることができる。したがって、外科用器具１０の動作の段階又はゾーンを考慮することにより、その動作の段階又はゾーンに関連しない他の振動を無視しながら、その動作の段階又はゾーンと関連付けられた振動を選択的に分析することができる。例えば、位置センサなどの様々なセンサは、プロセッサ３６によって、外科用器具１０の動作の段階を決定するのに用いられ得る。

一実施例では、器具１０の様々な動作の段階は、図２７のグラフに表され、外科用器具１０の発射シーケンス又はストローク中の、開始位置又は元の位置からの駆動アセンブリ３６０の変位位置に関して外科用器具１０を発射するために必要な力（ＦＴＦ）を示す。ゾーン１において、外科用器具１０のエンドエフェクタ３００は、上記のように、組織にクランプされているが、組織に影響を与えない。ゾーン２において、外科用器具１０の作動スレッドを動かすために負荷がかけられ、エンドエフェクタ３００は、例えば組織を切断及びステープル留めすることによって組織に影響を及ぼすことができる。ゾーン３において、外科用器具１０のエンドエフェクタ３００によって組織が切断及びステープル留めされている。外科用器具１０が、捕捉及び様々な駆動トレインによって作製された振動の処理中にどのゾーンにあるかに応じて、振動を閾値周波数と比較することができるか、又は無視され得るか若しくは考慮されない。図２７のブロック４８及びブロック５０におけるセンサ４２によって捕捉される振動の場合、捕捉された振動の特定の部分は、外科用器具１０の劣化を決定する目的のために無視され得るか、又は考慮されない。

少なくとも１つの例では、閾値ライン５２の下で捕捉された任意の振動は、無視され得るか、又は考慮されない。少なくとも１つの例では、外科用器具１０の発射シーケンス又はストローク中の最小閾値５２に対する最大ＦＴＦの比は、例えば約０．００１～約０．３０の範囲から選択される任意の値である。少なくとも１つの例では、この比は、例えば約０．０１～約０．２０の範囲から選択される任意の値である。少なくとも１つの例において、この比は、例えば約０．０１～約０．１０の範囲から選択される任意の値である。

加えて、ブロック４８及びブロック５０内に捕捉された任意の振動もまた、これらのブロック内のイベントが壊滅的イベントでない限り、無視され得るか、又は考慮されない。壊滅的故障のイベントにおいて、駆動機構１６０が動作不能にされ、特定のベイルアウト工程を行って、中でも特に、治療されている組織からの外科用器具１０の安全な分離を確実にする。代替として、深刻な駆動トレイン故障のイベントにおいて、駆動トレインを依然として動作させて、外科的工程を完了させるか、又は外科用器具１０をリセットすることができるが、特定の予防及び／又は安全工程を行い、外科用器具１０の駆動トレイン及び／又は他の構成要素への付加的な損傷を回避又は最小限にすることができる。

図２７を再度参照して、少なくとも１つの例では、外科用器具１０の発射ストロークの最初及び／又は最後に検出される振動は、外科用器具１０の損傷／機能状態を評価する目的のために、無視されるか又は考慮されない。一実施例では、外科用器具１０の発射ストロークの中央部分で検出された振動のみが、外科用器具１０の損傷／機能状態を評価する目的のために考慮される。少なくとも１つの例では、図２７に示すように、外科用器具１０の発射ストロークのゾーン１の最初及び／又はゾーン２の最後で検出された振動は、外科用器具１０の損傷／機能状態を評価する目的のために、無視されるか又は考慮されない。

制限された雑音の増加は、例えば、ギヤの部品の摩耗又は壊滅的でない故障の増加を示し得る。慢性的な雑音の大きさの大幅な増加は、トランスミッションの継続的な浸食を示し得るが、器具１０の寿命及び性能低下を予測するのに使用することができ、例えば特定のジョブの完了を可能にする。ピークの大きさ又は数の深刻で劇的な増加は、実質的又は壊滅的な故障を示すことができ、例えば器具に、より多くの中間及び最終反応オプションを開始させる。

図２８は、開始位置又は元の位置からの駆動アセンブリ３６０の変位位置に関して、外科用器具１０の駆動アセンブリ３６０の速度を示す。図２７及び図２８に示す点Ａは、組織との初期接点を表し、図２７に示す外科用器具１０の駆動アセンブリ３６０を前進させる力を増大させ、かつ図２８に示すように、駆動アセンブリ３６０の速度を減少させる。同様に図２７及び図２８に示す点Ｂは、ステープル留め及び切断中の組織の最も厚い部分との接点を表す。したがって、図２７に示すように、点ＢにおけるＦＴＦは最大であり、点Ｂにおける速度は、図２８に示すように、その最低点である。例えば、力センサなどの１つ又は２つ以上のセンサは、駆動アセンブリ３６０が前進するにつれてＦＴＦを測定するように構成することができる。加えて、１つ又は２つ以上の位置センサは、外科用器具１０の発射シーケンス中に駆動アセンブリ３６０の位置を検出するように構成することができる。

少なくとも１つの例では、メモリ３８はプログラム命令を含み、該プログラム命令は、プロセッサ３６によって実行されると、プロセッサ３６に、外科用器具１０の駆動機構１６０の１つ又は２つ以上の構成要素の近くに位置決めされた１つ又は２つ以上のセンサ４２を用いて、発射シーケンスの所定のセクション中に駆動機構１６０の１つ又は２つ以上の構成要素によって生成された振動を選択的に捕捉又は記録させる。少なくとも１つの例では、センサ４２は、所定のセクションの開始点においてプロセッサ３６により起動され、発射シーケンス又はストロークの所定のセクションの終了点において停止され、それによりセンサ４２は、所定のセクション中に生成された振動のみを捕捉又は記録することができる。

所定のセクションは、発射シーケンスが開始した後に開始点を有し、発射シーケンスが完了する前に終了点を有し得る。換言すれば、プロセッサ３６は、センサ４２に発射シーケンスの中央セクションにおける振動のみを記録させるように構成される。図２８に示すように、プロセッサ３６は、駆動アセンブリ３６０の速度の下向きの傾斜の間に、センサ４２に振動の捕捉又は記録を開始させ、駆動アセンブリ３６０の速度の上向きの傾斜の間に、振動の記録を停止させるように構成することができる。代替として、プロセッサ４２は、外科用器具１０の発射シーケンス全体の間にアクティブであり得るが、プロセッサ３６は、発射シーケンス又はストロークの所定のセクション以外で記録された振動を無視又は排除する。

図２９は、ストローク位置のゾーンに基づく許容される制限修正を示す。ゾーン１及びゾーン２の両方の制限プロファイルを示す。ゾーン２の閾値制限は、外科用器具１０上の組織の負荷に起因して、ゾーン１よりも高い。器具がゾーン１からゾーン２に移動するにつれて器具の速度が減少すると、電力スペクトルは周波数でシフトダウンする。図３０に示すように、図２７及び図２８の点Ａ及びＢについて、図２４に示すフィルタによって表される様々な帯域幅での電圧振幅に対する周波数を表し、各フィルタ帯域幅の点Ｂと関連付けられた周波数ラインは、点Ｂにおける組織からの器具１０への負荷及びストロークゾーンに起因する速度変化に起因して、点Ａと関連付けられた周波数ラインよりも低い。

したがって、これらの制限は、外科用器具１０に対する潜在的な損傷を評価するのに使用することができる。外科用器具１０の様々な駆動トレインからの捕捉された振動を使用して、図２１に示すプロセッサ３６を使用して振動を処理し、振動の捕捉期間中に外科用器具１０の動作のゾーンを考慮しながら、振動の周波数がプロセッサ３６と関連付けられたメモリ３８に記憶された特定の閾値を超えるときを決定する。外科用器具１０が何らかの故障があると決定された場合、器具１０は、滅菌又はその後の使用の前に、修理又は交換することができる。様々な他の安全及び／又は補修工程を行うこともできる。

別の態様では、外科用器具１０によって生成される雑音の大きさを、既定のシステム高調波と比較して、外科用器具１０の潜在的な損傷及びその損傷の重度を評価することができる。図３１に示すように、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の駆動トレインからのセンサ４２からの出力は、例えば、ゾーン１の電圧信号として提示される。図２４に示すものなどの、フィルタを通して信号の処理中に捕捉される、各周波数は、それ自体の閾値プロファイルを有し得る。

例えば、図３１に示すように、各周波数は、外科用器具１０の動作の各ゾーンについて、それ自体の許容される制限５４、限界制限５６、及び臨界制限５８を有し得る。図３１に示す実施例に基づいて、全ての周波数が許容され、Ａ’によって表される周波数を除いて、適切に機能する外科用器具１０を表す。少なくとも１つの例では、これは、図２４に示すプロセッサ３６などのプロセッサに、深刻であるが壊滅的でない駆動トレイン故障が発生したと判断させる。

上記に加えて、少なくとも１つの例では、プロセッサ３６は、いずれか１つの周波数が臨界制限５８以上である場合に、壊滅的な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されている。代替として、プロセッサ３６は、例えば、複数の周波数が臨界制限５８以上である場合にのみ、壊滅的な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されてよい。代替として、プロセッサ３６は、フィルタを通して信号の処理中に捕捉される、全ての周波数が、例えば臨界制限５８以上である場合にのみ、壊滅的な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されてもよい。

上記に加えて、少なくとも１つの例では、プロセッサ３６は、図３１に示すように、いずれか１つの周波数が限界制限５６以上であるが、臨界制限５８を下回る場合に、深刻な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されている。代替として、プロセッサ３６は、例えば、複数の周波数が限界制限５６以上であるが、臨界制限５８を下回る場合にのみ、深刻な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されてよい。代替として、プロセッサ３６は、フィルタを通して信号の処理中に捕捉される、全ての周波数が、例えば限界制限５６以上であるが、臨界制限５８を下回る場合にのみ、深刻な駆動トレイン故障が発生していたと判断するように構成されてもよい。

図３２を参照して、論理図２１は、検出された駆動トレイン故障に応答して、外科用器具１０によって実装され得る、可能性のある動作を表す。メモリ３８はプログラム命令を含むことができ、該プログラム命令は、プロセッサ３６によって実行されると、プロセッサ３６に、センサ４２からの入力に基づいて駆動トレイン故障の重度を評価させ、かつ決定された重度に応じて適切な応答を起動させることができる。メモリ３８はプログラム命令を含むことができ、該プログラム命令は、プロセッサ３６によって実行されると、プロセッサ３６に、例えば動作の安全モード２２を起動することによって、検出された２３深刻な駆動トレイン故障に応答させることができる。加えて、メモリ３８はプログラム命令を含むことができ、該プログラム命令は、プロセッサ３６によって実行されると、プロセッサ３６に、リカバリ又はベイルアウトモード２２を起動することによって、検出された壊滅的な駆動トレイン故障に応答させることができる。駆動トレイン故障が検出されない場合、プロセッサ３６は、駆動トレイン故障が検出されるまで、外科用器具１０に通常動作を継続させる２７ことができる。

図３２を再度参照して、安全モード２２は、アクティブな駆動トレインの速度を制限するためにプロセッサ３６によって用いられ得る、例えばモータ変調工程などの１つ又は２つ以上の工程を含むことができる。例えば、発射シーケンス中に発射駆動トレイン１６がモータ１６６によってアクティブに駆動されている場合、モジュール４０による深刻な駆動トレイン故障の検出は、プロセッサ３６に、モータ駆動回路１８’（図２０）命令に通信させてモータ１６６の機械的出力を低減させることができる。モータ１６６の機械的出力の低減は、アクティブな駆動トレイン１６の速度を低減し、発射シーケンスの安全な完了及び／又はアクティブな駆動トレイン１６の元の位置又は開始位置へのリセットを確実にする。

別の態様では、所定の最小及び／又は最大閾値に対する雑音の累積的な大きさの周波数比較は、外科用器具１０の潜在的な損傷を評価するのに使用される。少なくとも１つの例では、最小閾値は、許容される制限５４を定義する。最小閾値を下回る雑音の累積的な大きさは、プロセッサ３６によって、許容される制限５４として解釈される。加えて、最大閾値は、臨界制限５８を定義するのに用いられ得る。最小閾値を上回る雑音の累積的な大きさは、プロセッサ３６によって、臨界制限５８として解釈される。限界制限５６は、最小及び最大閾値によって定義することができる。一実施例では、最小閾値を上回るが、最大閾値を下回る雑音の累積的な大きさは、プロセッサ３６によって限界制限５６として解釈される。

図３３は、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４によってフィルタリングされたセンサ４２の出力の処理された信号の表示である。処理された信号は、周波数帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３、及びａ_４内で表され、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４の帯域幅に対応する。

図３３は、処理された信号の電圧振幅に対する周波数のグラフを示している。帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４の中心周波数における処理された信号のピーク電圧振幅は、垂直実線Ａ、Ａ’、Ａ’’及びＡ’’’によってそれぞれ表される。加えて、ベースライン閾値６０は、予測可能な雑音の量が無視されるか、又は考慮されないようにするのに使用される。付加的な雑音は、周波数スペクトルに入るかどうかに応じて、考慮され得るか、又は無視され得る。

図３３に示す実施例では、電圧振幅Ｚ２は、それが許容されるレベルの雑音を表したベースライン閾値６０を下回る場合に無視され、Ｚ４は、それが所定の帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３、及びａ_４から外れる場合に無視される。Ｚ、Ｚ１、及びＺ３が、ベースライン閾値６０を超え、かつ所定の帯域幅ａ１、ａ２、ａ３、及びａ４内にあるとき、雑音の累積的な大きさを定義し、順に器具１０に対する潜在的な損傷を決定する際に、これらの電圧振幅をＡ、Ａ’、Ａ’’、及びＡ’’’と共に考慮した。

少なくとも１つの例では、中心周波数Ａ、Ａ’、Ａ’’、及びＡ’’’における電圧振幅値を加算して、電圧振幅によって表される、雑音の累積的な大きさを生成し、次いでそれは、故障が起こっていたかどうか、及びそうであればその故障の重度を評価するのに用いられる。別の例では、中心周波数Ａ、Ａ’、Ａ’’、及びＡ’’’における電圧振幅値、並びに所定の帯域幅ａ１、ａ２、ａ３、及びａ４内の任意の電圧振幅を加算して、電圧振幅によって表される、雑音の累積的な大きさを生成し、次いでそれは、故障が起こっていたかどうか、及びそうであればその故障の重度を評価するのに用いられる。別の例では、中心周波数Ａ、Ａ’、Ａ’’、及びＡ’’’における電圧振幅値、並びにベースライン閾値６０よりも大きく、かつ所定の帯域幅ａ１、ａ２、ａ３、及びａ４内の任意の電圧振幅値を加算して、電圧振幅によって表される、雑音の累積的な大きさを生成し、次いでそれは、故障が起こっていたかどうか、及びそうであればその故障の重度を評価するのに用いられる。

様々な例では、現在の雑音信号と、メモリ３８に記憶され得る、以前に記録された雑音信号との間の比較は、プロセッサ３６によって、外科用器具１０の損傷／機能状態を決定するのに用いられ得る。外科用器具１０の通常動作中にセンサ４２によって記録された雑音信号は、プロセッサ３６によってフィルタリング及び処理されて、メモリ３８に記憶された通常の処理された信号を生成することができる。センサ４２によって記録された任意の新たな雑音信号は、通常の雑音信号と同様にフィルタリング及び処理されて、メモリ３８に記憶された通常の処理された信号と比較され得る、現在の処理された信号を生成することができる。

現在の処理されたシグネチャと、所定の閾値を超える通常の処理された信号との間のずれは、外科用器具１０に対する潜在的損傷として解釈され得る。通常の処理された信号は、例えば、器具が最初に使用されたときに設定され得る。代替として、現在の処理された信号は、次の現在の処理された信号に対する通常の処理された信号となる。

図３４は、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４によってフィルタリングされたセンサ４２の出力の２つの処理された信号の表示である。処理された信号は、周波数帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３、及びａ_４内で表され、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４の帯域幅に対応する。図３４は、処理された信号の電圧振幅に対する周波数のグラフを示している。

通常の及び現在の処理された信号の電圧振幅は、垂直実線によって表される。通常の処理された信号は、実線であるが、現在の処理された信号は、破線であり、上記のように、現在／現前の処理された信号を表す。図３３のベースライン閾値６０と同様に、予測可能な量の雑音を無視することを可能にするために使用される、ベースライン閾値６０がある。２つの反復間の差を計算し、図３４ではδ１、δ２、及びδ３として示される。様々なδ値と比較されて外科用器具１０の損傷を決定する、様々な閾値があり、器具１０を交換又は修理する必要性を示す、許容されるδ、限界δ、又は臨界δを示す。

少なくとも１つの例では、１つ又は２つ以上の電圧振幅を、以前に記録された雑音パターンにおける対応する電圧振幅と比較して、外科用器具１０の任意の損傷を評価する。現在の電圧振幅と以前に記憶された電圧振幅との間の差を、メモリ３８に記憶され得る１つ又は２つ以上の所定の閾値と比較して、許容される限界又は臨界状態の出力を選択することができる。

少なくとも１つの例では、現在の電圧振幅と以前に記憶された電圧振幅との間の差を加算し、メモリ３８に記憶された１つ又は２つ以上の所定閾値と比較して、例えば、許容される限界又は臨界状態の出力を選択する。ずれの大きさを範囲間で比較して、ローカルイベントにおけるせん断変化を示すことができる。

様々な例では、プロセッサ３８に記憶され得る１つ又は２つ以上のアルゴリズムは、プロセッサ３６によって、センサ４２の出力の処理された信号に基づいて外科用器具１０の損傷／機能状態を決定するのに用いられ得る。センサ４２によって記録される異なる雑音信号は、外科用器具１０の異なる損傷／機能状態を表すと解釈され得る。通常動作中に、通常の又は予想される雑音信号は、センサ４２によって記録される。異常な雑音信号がセンサ４２によって記録されると、それは、プロセッサ３６によって、メモリ３８に記憶されたアルゴリズムのうちの１つ又は２つ以上を使用して、外科用器具１０の損傷／機能状態を決定するのに更に評価され得る。異常な信号は、外科用器具１０の損傷の性質を評価するために使用され得る固有の特性を含むことができる。例えば、異常な信号の固有の特性は、外科用器具１０の特定の構成要素に対する損傷を示すことができ、容易に交換することができる。

特定の例では、１つ又は２つ以上のアルゴリズムは、センサ４２の出力の処理された信号に基づいて、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の構成要素における通常の摩耗を評価するように構成される。通常の摩耗は、例えば、潜在的デブリを示す雑音信号を識別することによって検出され得る。その記録された雑音符号によって測定されるデブリが、例えば、メモリ３８に記憶された所定の閾値に達するか又はそれを超えると、プロセッサ３６は、例えば、外科用器具１０がその寿命に近づきつつあるか、又はメンテナンスが必要であるという警告を発行するように構成され得る。

更に、１つ又は２つ以上のアルゴリズムは、例えば、センサ４２の出力の処理された信号に基づいて、駆動機構１６０内の遊星ギヤ機構などの１つ又は２つ以上のギヤ機構に対する潜在的な損傷を決定するように構成され得る。通常動作中、遊星ギヤは、センサ４２によって記録される、通常の雑音信号を生成することができる。遊星ギヤが、破損した歯に起因して損傷されると、例えば異常な雑音信号が、センサ４２によって記録される。異常な信号は、例えば、損傷した遊星ギヤを示す固有の特性を含むことができる。

図３５は、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４によってフィルタリングされたセンサ４２の出力の処理された信号の表示である。処理された信号は、周波数帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３、及びａ_４内で表され、４つの帯域通過フィルタ、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３、及びＢＰＦ４の帯域幅に対応する。上記のような様々なアルゴリズムを、図３５の処理された信号に適用して、外科用器具１０の損傷／機能状態を決定することができる。

図３３と同様に、図３５は、処理された信号の電圧振幅に対する周波数のグラフを示している。処理された信号の電圧振幅は、垂直実線によって表される。帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３及びａ_４の各々において、処理された信号は、振幅閾値及びサブ帯域幅閾値によって定義された予想範囲内で評価される。予想範囲Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、及びＥ_４は、帯域幅ａ_１、ａ_２、ａ_３、及びａ_４にそれぞれ対応する。

図３５に示す実施例では、潜在的な遊星損傷を示す第１のイベントが観察される。観察された第１のイベントは、潜在的な遊星損傷を示す２つの電圧振幅読み取り値を含む、処理された信号を含む。２つの電圧振幅読み取り値は、帯域幅ａ_１の中心周波数での予想範囲Ｅ_１を超える第１の電圧振幅読み取り値、及び帯域幅ａ_１とａ_２との間にあるが、その外側の周波数での第２の電圧振幅読み取り値である。第１のアルゴリズムは、観察されたイベントを潜在的な遊星損傷を示すものとして認識するように構成され得る。プロセッサ３６は、第１のアルゴリズムを用いて、潜在的な遊星損傷が検出されると判断することができる。

また、図３５に示す実施例では、外科用器具１０のハブに関する固有の潜在的損傷を示す第２のイベントが観察される。第２のイベントは、帯域幅ａ_２の中心周波数での、予想電圧振幅閾値を下回る電圧振幅読み取り値を含む、処理された信号を含む。加えて、処理された信号は、ベースライン閾値６０を超え、かつ帯域幅ａ_２内であるが、予想範囲Ｅ_２のサブ帯域幅閾値域の外側である、電圧振幅読み取り値Ｚ_１及びＺ_２を含む。第２のアルゴリズムは、観察された第２のイベントを、固有の潜在的損傷を示すものとして認識するように構成され得る。プロセッサ３６は、第２のアルゴリズムを用いて、外科用器具１０のハブに関する潜在的な損傷が検出されたと判断することができる。

また、図３５に示す実施例では、外科用器具１０の１つ又は２つ以上の構成要素と関連付けられた摩耗を示す潜在的なデブリを示す第３のイベントが観察される。第３のイベントは、帯域幅ａ_４の中心周波数での、予想電圧振幅閾値を超える電圧振幅読み取り値を含む、処理された信号を含む。第３のアルゴリズムは、観察された第３のイベントを、潜在的なデブリを示すものとして認識するように構成され得る。プロセッサ３６は、第３のアルゴリズムを用いて、例えば、観察された電圧振幅と予想電圧振幅閾値との間の差に基づいて、潜在的なデブリの重度を評価することができる。

様々な詳細が上述の説明において記載されてきたが、動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構の様々な態様が、これらの特定の詳細なしで実施され得ることが理解されるであろう。例えば、簡潔かつ明確にするために、選択された態様は、詳細に示すのではなく、ブロック図で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに記憶されたデータに対して動作する命令という点で提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、アルゴリズムとは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、伝達、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をとることができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などで参照することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの物理量に当てはめられる便利なラベルである。

別段の明確な定めがない限り、前述の議論から明らかなように、説明の全体を通じて、「処理する」又は「計算する」又は「算出する」又は「決定する」又は「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。

「一態様」又は「態様」への言及は、その態様と関連して記載される、特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも一態様に含まれていることを意味することは特記に値する。したがって、明細書を通じて様々な場所における、「一態様において」、又は「ある態様において」という用語の出現は、必ずしも全てが同じ態様を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の態様において任意の適当な形で組み合わせることができる。

様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実装することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。

本明細書に記載される態様の一部又は全ては、概して、動力式外科用器具における駆動トレイン故障を補償するための機構のための技術、又はそうでなければ本明細書に記載の技術によるものを含み得る。一般的な意味で、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同して実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを、当業者には理解されよう。その結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、限定するものではないが、少なくとも１つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの専用集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成された汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する（例えばランダムアクセスメモリを形成する）電気回路、並びに／又は、通信装置（例えばモデム、通信スイッチ又は光学的－電気的設備）を形成する電気回路を含む。本明細書で述べた主題は、アナログ若しくはデジタルの形式又はそれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを、当業者には理解されよう。

上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び／又は実施例を用いて装置及び／又はプロセスの様々な態様について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び／又は実施例が、１つ又は２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの事実上任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同に実装することができる。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、又は他の集積型の形式で実装されてもよい。しかしながら、当業者であれば、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される態様のいくつかの態様は、１つ又は２つ以上のコンピュータ上で稼働する１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、１つ又は２つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ又は２つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実現され得、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることを理解するであろう。加えて、本明細書に記載される主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられることが、当業者には理解されよう。信号搬送媒体の例としては、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどの記録可能型の媒体と、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど）など）などの伝送型の媒体と、が挙げられるが、これらに限定されない。

全ての上述した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用された及び／若しくは任意の出願データシートに列挙された非特許刊行物又は任意のその他の開示文献は、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとするが、既存の定義、記述、又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾する任意の文献、又はそれらの部分は、組み込まれる文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。

本明細書に記載される要素（例えば、動作）、装置、目的及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されるであろう。その結果として、本明細書で使用されるとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、特定の代表例を用いることは、その種類を代表することを意図したものであり、また、特定の要素（例えば、動作）、装置、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。

本明細書における実質的に全ての複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び／又は用法に則して複数形から単数形に、及び／又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形／複数形の置換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。

本明細書に記載する主題はときに、種々のその他の要素の中に含められた、又はそれらと結合された種々の要素を示す。理解されたいこととして、そのように表現したアーキテクチャは単に例示的なものであり、実際に、同じ機能性を達成する多くのその他のアーキテクチャが実現され得る。構想の意味で、同じ機能性を達成する要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書での任意の２つの要素は、アーキテクチャ又は中間要素にかかわらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の２つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なすことができる。動作可能に連結可能であることの特定の例としては、物理的に噛み合い可能なかつ／若しくは物理的に相互作用する要素、並びに／又は無線式で相互作用可能なかつ／若しくは無線式で相互作用する要素、並びに／又は論理的に相互作用する、及び／若しくは論理的に相互作用可能な要素が挙げられるが、これらに限定されない。

いくつかの態様は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、２つ又は３つ以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「接続された」という用語を使用して記載されることがある。別の例では、いくつかの態様は、２つ又は３つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して記載されることがある。しかしながら、「連結された」という用語はまた、２つ又は３つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することがある。

場合によっては、１つ又は２つ以上の要素が、本明細書において、「ように構成される」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適合される（adapted）／適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である／適合される（conformed）」などと呼ばれることがある。当業者は、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の要素及び／又は非アクティブ状態の要素及び／又はスタンドバイ状態の要素を包含し得ることを理解するであろう。

本明細書に記載される主題の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記載される主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正を行うことができ、したがって添付の特許請求の範囲は、全てのかかる変更及び修正を、本明細書に記載される主題の真の趣旨及び範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「～を含むが、これらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「～を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「～を含むが、これらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことが、当業者には理解されるであろう。更に、導入されたクレーム記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該クレーム中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ又は２つ以上の（one or more）」という導入句を、クレーム記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によってクレーム記載を導入した場合に、たとえ同一のクレーム内に「１つ又は２つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入されたクレーム記載を含むいかなる特定のクレームも、かかる記載事項を１つのみ含むクレームに限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ又は２つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用してクレーム記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。

加えて、導入されたクレーム記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、一般的に、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ又は３つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ又は３つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、説明文内であろうと、特許請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されるであろう。

添付の特許請求の範囲に関して言えば、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「～に応答する」、「～に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。

特定の場合には、構成要素が領域の外に位置している場合であっても、システム又は方法の使用がその領域で起こってもよい。例えば、分散コンピューティングの文脈において、システムの一部分が領域の外に位置している可能性があっても（例えば、継電器、サーバ、プロセッサ信号搬送媒体、送信コンピュータ、受信コンピュータなどが領域の外に位置している）、分散コンピューティングシステムの使用はその領域で起こってもよい。

システム又は方法の構成要素が領域の外に位置するかつ／又は外で使用される場合であっても、システム又は方法の売買は同様にその領域で起こってもよい。更に、１つの領域で方法を実行するためにシステムの少なくとも一部分を実現することは、システムを別の領域で使用することを排除しない。

様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実装することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。

要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ又は２つ以上の態様の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ又は２つ以上の態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されるものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。

本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の付番された項目において説明される。
１．エンドエフェクタに連結可能な外科用器具であって、前記エンドエフェクタ内で少なくとも１つの運動をもたらすように動作可能な少なくとも１つの駆動機構と、前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を記録するように構成された１つ又は２つ以上の振動センサであって、感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成するように構成されている、１つ又は２つ以上の振動センサと、各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタであって、受信された前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成するように構成されている、複数の周波数フィルタと、コントローラであって、少なくとも１つの所定の閾値を記憶するメモリと、プロセッサと、を含む、コントローラと、を備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、前記フィルタリングされた信号に基づいて、処理された信号を発生させることであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む、ことと、前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出することと、前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を行わせる、外科用器具。
２．前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、項目１に記載の外科用器具。
３．前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、項目１に記載の外科用器具。
４．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択することを含む、項目１又は３に記載の外科用器具。
５．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が最小値よりも大きいが、最大値よりも小さいときに、限界状態を選択することを含む、項目１、３又は４のいずれか一項に記載の外科用器具。
６．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択することを含む、項目１、３、４又は５のいずれか一項に記載の外科用器具。
７．処理された信号を発生させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を発生させることを含む、項目１に記載の外科用器具。
８．前記算出された総和が、前記周波数フィルタの前記周波数帯域幅内にあり、かつ所定のベースラインを超える、前記処理された信号の全ての電圧振幅を含む、項目１に記載の外科用器具。
９．前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、項目１に記載の外科用器具。
１０．少なくとも１つの駆動機構を含む外科用器具の状態を決定するための方法であって、前記外科用器具の発射シーケンス中に前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を、１つ又は２つ以上の振動センサを介して感知することと、前記感知された振動に基づいて、出力信号を生成することと、各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタを使用して前記出力信号をフィルタリングして、前記感知された振動のフィルタリングされた信号を生成することと、前記フィルタリングされた信号を処理して、前記感知された振動の処理された信号を生成することであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における複数の電圧振幅を含む、ことと、前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出することと、前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を含む、方法。
１１．前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、項目１０に記載の方法。
１２．前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、項目１０に記載の方法。
１３．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択することを含む、項目１０又は１２に記載の方法。
１４．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値よりも大きいが、前記最大値よりも小さいときに、限界状態を選択することを含む、項目１０、１２又は１３のいずれか一項に記載の方法。
１５．前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択することを含む、項目１０又は１２～１４のいずれか一項に記載の方法。
１６．処理された信号を発生させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を発生させることを含む、項目１０に記載の方法。
１７．前記算出された総和が、前記周波数フィルタの前記周波数帯域幅内にあり、かつ所定のベースラインを超える、前記処理された信号の全ての電圧振幅を含む、項目１０に記載の方法。
１８．前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、項目１０に記載の方法。
１９．エンドエフェクタに連結可能な外科用器具であって、前記エンドエフェクタ内で少なくとも１つの運動をもたらすように動作可能な少なくとも１つの駆動機構と、前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を記録するように構成された１つ又は２つ以上の振動センサであって、感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成するように構成されている、１つ又は２つ以上の振動センサと、各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタであって、受信された前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成するように構成されている、周波数フィルタと、コントローラであって、メモリとプロセッサと、を含む、コントローラと、を備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、前記フィルタリングされた信号に基づいて、処理された信号を発生させることであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む、ことと、各電圧振幅を、前記少なくとも１つの駆動機構の以前に感知された振動に基づいて、以前に処理された信号の対応する電圧振幅と比較することと、前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を行わせる、外科用器具。
２０．前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記処理された信号の電圧振幅が前記以前に処理された信号の対応する電圧振幅よりも大きいときに検出されている、項目１９に記載の外科用器具。

〔実施の態様〕
（１） エンドエフェクタに連結可能な外科用器具であって、
前記エンドエフェクタ内で少なくとも１つの運動をもたらすように動作可能な少なくとも１つの駆動機構と、
前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を記録するように構成された１つ又は２つ以上の振動センサであって、感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成するように構成されている、１つ又は２つ以上の振動センサと、
各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタであって、受信された前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成するように構成されている、複数の周波数フィルタと、
コントローラであって、
少なくとも１つの所定の閾値を記憶するメモリと、
プロセッサと、を含む、コントローラと、を備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記フィルタリングされた信号に基づいて、処理された信号を発生させることであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む、ことと、
前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出することと、
前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、
前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を行わせる、外科用器具。
（２） 前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（４） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択することを含む、実施態様３に記載の外科用器具。
（５） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値よりも大きいが、前記最大値よりも小さいときに、限界状態を選択することを含む、実施態様４に記載の外科用器具。

（６） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択することを含む、実施態様５に記載の外科用器具。
（７） 処理された信号を発生させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を発生させることを含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（８） 前記算出された総和が、前記周波数フィルタの前記周波数帯域幅内にあり、かつ所定のベースラインを超える、前記処理された信号の全ての電圧振幅を含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（９） 前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、実施態様１に記載の外科用器具。
（１０） 少なくとも１つの駆動機構を含む外科用器具の状態を決定するための方法であって、
前記外科用器具の発射シーケンス中に前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を、１つ又は２つ以上の振動センサを介して感知することと、
前記感知された振動に基づいて、出力信号を生成することと、
各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタを使用して前記出力信号をフィルタリングして、前記感知された振動のフィルタリングされた信号を生成することと、
前記フィルタリングされた信号を処理して、前記感知された振動の処理された信号を生成することであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における複数の電圧振幅を含む、ことと、
前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出することと、
前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、
前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を含む、方法。

（１１） 前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、実施態様１０に記載の方法。
（１３） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択することを含む、実施態様１２に記載の方法。
（１４） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値よりも大きいが、前記最大値よりも小さいときに、限界状態を選択することを含む、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択することを含む、実施態様１４に記載の方法。

（１６） 処理された信号を発生させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を発生させることを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１７） 前記算出された総和が、前記周波数フィルタの前記周波数帯域幅内にあり、かつ所定のベースラインを超える、前記処理された信号の全ての電圧振幅を含む、実施態様１０に記載の方法。
（１８） 前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、実施態様１０に記載の方法。
（１９） エンドエフェクタに連結可能な外科用器具であって、
前記エンドエフェクタ内で少なくとも１つの運動をもたらすように動作可能な少なくとも１つの駆動機構と、
前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を記録するように構成された１つ又は２つ以上の振動センサであって、感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成するように構成されている、１つ又は２つ以上の振動センサと、
各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタであって、受信された前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成するように構成されている、複数の周波数フィルタと、
コントローラであって、
メモリと、
プロセッサと、を含む、コントローラと、を備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記フィルタリングされた信号に基づいて、処理された信号を発生させることであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む、ことと、
各電圧振幅を、前記少なくとも１つの駆動機構の以前に感知された振動に基づいて、以前に処理された信号の対応する電圧振幅と比較することと、
前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を行わせる、外科用器具。
（２０） 前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記処理された信号の電圧振幅が前記以前に処理された信号の対応する電圧振幅よりも大きいときに検出されている、実施態様１９に記載の外科用器具。

Claims (17)

1. エンドエフェクタに連結可能な外科用器具であって、
   前記エンドエフェクタ内で少なくとも１つの運動をもたらすように動作可能な少なくとも１つの駆動機構と、
   前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を記録するように構成された１つ又は２つ以上の振動センサであって、感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成するように構成されている、１つ又は２つ以上の振動センサと、
   各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタであって、前記複数の周波数フィルタにより定義される複数の周波数帯域幅は、互いに連続しておらず、離間しており、前記複数の周波数帯域幅に含まれる前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成するように構成されており、前記複数の周波数帯域幅に含まれない前記出力信号に基づき、フィルタリングされた信号は生成されない、複数の周波数フィルタと、
   コントローラであって、
   少なくとも１つの所定の閾値、及び、ベースライン閾値を記憶するメモリと、
   プロセッサと、を含む、コントローラと、を備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
   前記フィルタリングされた信号を前記ベースライン閾値と比較させ、
   前記ベースライン閾値を超える前記フィルタリングされた信号に基づいて、処理された信号を発生させることであって、前記処理された信号は、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む、ことと、
   前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出することと、
   前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、
   前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定することと、を行わせる、外科用器具。
2. 前記外科用器具の状態を決定することが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、請求項１に記載の外科用器具。
3. 前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、請求項１に記載の外科用器具。
4. 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択することを含む、請求項３に記載の外科用器具。
5. 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最小値よりも大きいが、前記最大値よりも小さいときに、限界状態を選択することを含む、請求項４に記載の外科用器具。
6. 前記外科用器具の状態を決定することは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択することを含む、請求項５に記載の外科用器具。
7. 前記処理された信号を発生させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を発生させることを含む、請求項１に記載の外科用器具。
8. 前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、請求項１に記載の外科用器具。
9. 少なくとも１つの駆動機構を含む外科用器具の動作方法であって、
   前記外科用器具は、コントローラであって、
   少なくとも１つの所定の閾値、及び、ベースライン閾値を記憶するメモリと、
   プロセッサと、を含む、コントローラを備え、前記メモリは、プログラム命令を含み、該プログラム命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
   前記外科用器具の発射シーケンス中に前記少なくとも１つの駆動機構によって生成された振動を、１つ又は２つ以上の振動センサを介して感知させ、
   感知された前記振動に基づいて、出力信号を生成させ、
   各々が中心周波数及び周波数帯域幅を定義する、複数の周波数フィルタを使用して前記出力信号をフィルタリングして、前記複数の周波数帯域幅に含まれる前記出力信号に基づいて、フィルタリングされた信号を生成させ、前記複数の周波数フィルタにより定義される複数の周波数帯域幅は、互いに連続しておらず、離間しており、前記複数の周波数帯域幅に含まれない前記出力信号に基づき、フィルタリングされた信号は生成されず、
   前記フィルタリングされた信号を前記ベースライン閾値と比較させ、
   前記ベースライン閾値を超える前記フィルタリングされた信号を処理した信号であって、前記中心周波数の各々における電圧振幅を含む信号を生成させ、
   前記中心周波数における前記電圧振幅の総和を算出させ、
   前記算出された総和を前記少なくとも１つの所定の閾値と比較させ、
   前記比較に基づいて、前記外科用器具の状態を決定させる、方法。
10. 前記外科用器具の状態を決定させることが、前記外科用器具の機能不良を検出することを含み、前記機能不良は、前記算出された総和が前記少なくとも１つの所定の閾値以上であるときに検出されている、請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの所定の閾値が、最小値及び最大値を含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記外科用器具の状態を決定させることは、前記算出された総和が前記最小値以下であるときに、許容される状態を選択させることを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記外科用器具の状態を決定させることは、前記算出された総和が前記最小値よりも大きいが、前記最大値よりも小さいときに、限界状態を選択させることを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記外科用器具の状態を決定させることは、前記算出された総和が前記最大値以上であるときに、臨界状態を選択させることを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記処理された信号を生成させることが、高速フーリエ変換を用いて前記処理された信号を生成させることを含む、請求項９に記載の方法。
16. 前記算出された総和が、前記周波数フィルタの前記周波数帯域幅内にあり、かつ所定のベースラインを超える、前記処理された信号の全ての電圧振幅を含む、請求項９に記載の方法。
17. 前記１つ又は２つ以上の振動センサが、マイクロホンである、請求項９に記載の方法。

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