JP7185045B6 - ガス密封アクセス装置のネットワークを制御するためのマルチモーダル外科手術ガス循環システム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月１４日に出願された米国特許出願第１６／２２０，７０４号の利益を主張するものである。その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、内視鏡外科手術を対象とし、より具体的には、内視鏡外科手術処置中に使用されるガス密封アクセスポートのネットワークを制御および操作するよう適合され、および構成されている、マルチモーダル外科手術ガス循環システムを対象とする。

関連技術の説明
内視鏡外科手術技術は周知である。実際に、胆嚢摘除、虫垂切除、ヘルニア修復および腎摘出などの腹腔において実施される腹腔鏡外科手術処置は、日常事になりつつある。そのような最小侵襲性外科手術処置の利点には、患者への外傷の減少、感染の機会の低減、および回復時間の短縮が含まれる。そのような処置は、典型的には、トロカールまたはカニューレとして知られる装置を介して実施され、これは腹腔鏡器具の患者の腹腔内への導入を促進する。

身体のその他の外科手術腔または領域で実施される内視鏡外科手術処置には、患者の胸腔内で実施される胸腔鏡外科手術処置、ならびに経肛門および経食道的外科手術処置などの管腔内外科手術処置が含まれる。

内視鏡外科手術処置は、一般に、外科手術腔を、二酸化炭素などの加圧流体で充填または「送気」して、手術空間を作出することを含む。腹腔内の腹腔鏡検査の場合、これは気腹と呼ばれる。送気は、送気用流体を送達するように装備されたトロカールなどの手術用アクセス装置、または送気用（ベレス）針などの別個の送気装置によって、実施され得る。

トロカールは、トロカールと使用されている外科手術器具の間の密封によって外科手術腔内の圧力を維持する方法を提供しつつも、なお外科手術器具の少なくとも最小量の移動の自由を可能にしなければならない。メカニカルシールは通常、外科手術腔からの送気ガスの漏れを防ぐためにトロカールに提供される。これらのシールは多くの場合、トロカールを通過する外科手術器具の外側表面の周りを密封する、比較的柔軟な材料で作られたダックビル型弁を含む。

ＣｏｎＭｅｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの完全子会社であるＳｕｒｇｉＱｕｅｓｔ，Ｉｎｃ．は、例えば、米国特許第８，７９５，２２３号および第９，９０７，５６９号に記載されるように、従来のメカニカルシールを必要とせずに、送気された外科手術腔にすぐにアクセスできる、独自のガス密封外科手術アクセス装置を開発しており、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。これらのガス密封アクセス装置は、外科手術器具を外科手術腔に導入するための中央ルーメンを画定する内側管状の本体部分と、外科手術腔に送気ガスを送達し、腔圧力の定期的な感知を促進するための内側管状の本体部分を囲む環状外側ルーメンを画定する外側管状の本体部分とを有する。使用中、加圧ガスがアクセス装置に送達され、内部ジェットノズルによって加速されて、アクセス装置の中央ルーメン内にガス密封領域を作出する。ガス密封領域を生成するために使用されたガスは、吸引ラインによってアクセス装置から離れるよう運ばれる。

これらのデュアルルーメンガス密封アクセス装置は、同一出願人による米国特許第９，０６７，０３０号および第９，５２６，８４９号に記載されるように、固有のマルチモーダル外科手術ガス送達装置と使用されるように設計され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。このガス送達装置は、送気ガスをアクセス装置の外側環状ルーメンに送達し、外科手術腔から定期圧力読み取り値を取得するための送気サブユニットを含む。ガス送達装置は、アクセス装置内に位置するノズルジェットに加圧ガスを送達し、使用済みのガスをアクセス装置から離れるよう運び、それによってポンプとアクセスポートとの間にガス再循環経路を形成する、ガス循環ポンプをさらに含む。

これらの早期のマルチモーダル外科手術ガス送達装置は、非常に多用途である一方で、限定されているのは、その中に含まれるガス循環ポンプが、単一のガス密封アクセスポート、および特定の限定された実例では、２つのガス密封アクセスポート内のガス密封を効果的に生成するのに十分な出力電力を提供するように設計されている点である。これは、ガス密封アクセスポートを使用して効果的に実施され得る外科手術処置のタイプを制限する。

したがって、複数のガス密封アクセスポートにガスシールを生成するのに十分な量の出力電力を提供することができる、マルチモーダル外科手術ガス送達システムを提供することが有益であろう。これは、ロボット支援腹腔鏡外科手術処置の実施において非常に有用であり、ここで、複数のガス密封トロカールの使用は、機械的シールを有するアクセスポートによって引き起こされるガス漏れ、器具の引きずり、ならびに機械的摩耗および断裂を低減するために好ましい。本発明は、解決策を提供する。

本発明は、従来技術のマルチモーダル外科手術ガス送達システムと関連付けられる特定の不都合を克服する、外科手術腔における内視鏡外科手術処置を実施するための、新しく有用なマルチモーダル外科手術ガス循環システムを対象とする。それは、一次ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、一次ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成された一次ポンプを収容する、一次ガス循環装置と、一次ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、一次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、ガスシールを生成するために使用されるガスを、一次ガス戻りルーメンを通して一次ポンプに戻し、その結果、外科手術腔内で安定した圧力レベルを維持するように構成されている、一次ガス密封アクセスポートと、を含む。

一次ガス循環装置は、送気ルーメンを通して外科手術腔に送気ガスを送達し、送気ルーメンを通して外科手術腔内の圧力を定期的に測定するための送気装置をさらに収容する。

システムは、一次ガス循環装置と通信し、一次ガス循環装置によって制御され、下位ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、下位ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成された下位ポンプを収容する、少なくとも１つの下位ガス循環装置と、下位ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、ガスシールを生成するために使用されるガスを、下位ガス戻りルーメンを通して下位ポンプに戻すように構成されている、少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポートと、をさらに含む。

本発明の一実施形態によれば、一次ガス密封アクセスポートは、送気ルーメンを通して送気装置から送気ガスを受け取るために、内側および外側の管状の本体部分の間に環状送気通路を画定する、同軸に配設された内側および外側の管状の本体部分を含む、デュアルルーメンガス密封アクセスポートである。デュアルルーメンガス密封アクセスポートの例は、同一出願人による米国特許第８，７９５，２２３号に開示されており、これは以前に参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の別の実施形態によれば、送気スリーブは、送気ルーメンを通して送気装置から送気ガスを受け取るために提供される。こうした実施形態では、一次ガス密封アクセスポートは、送気スリーブ内に同軸に配設された単一の管状の本体部分を含む、単一のルーメンガス密封アクセスポートである。単一のルーメンガス密封アクセスポートの例は、同一出願人による米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０５号に開示されており、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明の一実施形態では、単一のルーメンガス密封アクセスポートは、単一の管状の本体部分に接続された下側ハウジング部分と、下側本体部分に取り外し可能に取り付けられた上側ハウジング部分と、を含む、分離可能な二部品ハウジングを有する。下側ハウジング部分は、ロボット支援内視鏡外科手術処置中にロボット外科手術システムによる操作を容易にするための構造体を含む。ロボット支援内視鏡外科手術処置で使用するための分離可能な二部品ハウジングを有する単一のルーメンガス密封アクセスポートの例は、同一出願人による米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０７号に開示されており、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明の別の実施形態では、送気ルーメンを通して送気装置から送気ガスを受け取るための弁密封アクセス装置が提供されてもよい。あるいは、送気ルーメンを通して送気装置から送気ガスを受け取るための送気針が提供されてもよい。

システムは、一次ガス送達ルーメンおよび一次ガス戻りルーメンと連通するように、一次ガス循環装置における受け取りのために構成された一次フィルタカートリッジをさらに含む。あるいは、システムは、一次ガス送達ルーメン、一次ガス戻りルーメン、および送気ルーメンと連通するように、一次ガス循環装置における受け取りのために構成された一次フィルタカートリッジを含む。いずれの実施形態では、少なくとも１つの下位ガス循環装置は、下位ガス送達ルーメンおよび下位ガス戻りルーメンと連通する下位フィルタカートリッジを含む。

本発明の好ましい実施形態によれば、一次ガス循環装置は、一次ガス循環装置の一次ポンプおよび少なくとも１つの下位ガス循環装置の下位ポンプを制御するための中央プロセッサを収容する。少なくとも１つの下位ガス循環装置は、一次ガス循環装置の中央コントローラと無線通信または有線通信するであろうことが想定される。

中央プロセッサは、一次ガス密封アクセスポートおよび少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポートの空気圧性能範囲を較正するために、多段階較正プロセスを実行するように適合され、および構成されるであろうことがまた想定される。本発明の好ましい実施形態では、各ガス密封アクセスポートは、１つずつ較正され、次に各下位ガス循環装置内のポンプは、その必要な量の空気圧供給を、変化させることなく維持する。一次ガス循環装置の一次ポンプのみが、システムで生じる過圧および圧力下条件を補償するために、その空気圧供給を変化させ得る。

一次ガス循環装置は、一次フィルタカートリッジの機械可読データシグネチャを検出して、その物理的特性を決定するためのデータリーダーを含み、少なくとも１つの下位ガス循環装置は、下位フィルタカートリッジの機械可読データシグネチャを検出して、その物理的特性を決定するためのデータリーダーを含むことが想定される。使用中、各下位装置のデータリーダーは、一次装置内の中央プロセッサと通信して、使用するために接続されている管セットの数および／または具体的な管セットを決定する。これにより、システムを効果的に実行するための較正アルゴリズムが駆動される。

マルチモーダルガス循環装置で使用モーダルを起動するように設計された関連システムは、同一出願人による米国特許出願公開第２０１８／０２２１５９７号に開示されており、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。その中で記載されるように、対象の発明の機械可読データシグネチャは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）リーダー、バーコードリーダー、または近距離無線通信装置であってもよい。

本発明の一実施形態では、少なくとも１つの下位ガス循環装置の下位ポンプは、ＡＣ電源によって駆動される。あるいは、少なくとも下位ガス循環装置の下位ポンプは、ＤＣモータによって駆動される。

本発明はまた、中央プロセッサおよび一次ポンプを収容する一次ガス循環装置であって、一次ポンプが、中央プロセッサによって制御され、一次ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、一次ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成されている、一次ガス循環装置と、それぞれの下位ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、それぞれの下位ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成されたそれぞれの下位ポンプを各々収容する、複数の下位ガス循環装置であって、各下位ガス循環装置内の下位ポンプが、一次ガス循環装置の中央プロセッサとネットワーク通信し、中央プロセッサによって制御される、複数の下位ガス循環装置と、を含む、外科手術腔内で内視鏡外科手術処置を実施するためのシステムを対象とする。

一次ガス循環装置はまた、送気ルーメンを通して外科手術腔に送気ガスを送達するように構成されており、送気ルーメンを通して外科手術腔内の圧力を定期的に測定するための送気装置を収容する。システムは、一次ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、一次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、ガスシールを生成するために使用されるガスを、一次ガス戻りルーメンを通して一次ポンプに戻し、その結果、外科手術腔内で安定した圧力レベルを維持するように構成されている、一次ガス密封アクセスポートをさらに含む。１つの実例では、一次ガス密封アクセスポートは、送気ルーメンから送気ガスを受け取るように構成されている。あるいは、送気ガスは、送気針または従来の弁密封トロカールに送達されてもよい。

システムは、各下位ガス循環装置と動作可能と関連付けられており、それぞれの下位ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、二次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、ガスシールを生成するために使用されるガスを、それぞれの下位ガス戻りルーメンを通してそれぞれの下位ポンプに戻すように構成されている、二次ガス密封アクセスポートをさらに含む。

本発明はまた、近位ハウジング部分内にガスシールを生成するための環状ノズルアセンブリを収容する、近位ハウジング部分と、近位ハウジング部分から遠位に垂れ下がる、管状の本体部分と、を有する、単一のルーメンガス密封アクセスポートと、送気スリーブの内周面とガス密封アクセスポートの管状の本体部分の外周面との間に送気通路が形成されるように、ガス密封アクセスポートの管状の本体部分を受け取るための中央穴部を画定するための送気スリーブと、を含む、外科手術腔内で内視鏡外科手術処置を実施するためのシステムを対象とする。

単一のルーメンガス密封アクセスポートの近位ハウジング部分は、ポンプと連通するガス送達ルーメンおよびガス戻りルーメンと接続するように適合され、および構成されており、送気スリーブは、送気装置と連通する送気ルーメンと接続するように適合され、および構成されていることが好ましい。

本発明のガス循環システムのこれらおよびその他の特徴は、以下の図面の簡単な説明と併せてなされた好ましい実施形態の詳細な説明から、本発明に関連する当業者にはより容易に明らかになる。

当業者は、必要以上の実験無しに、本発明のネットワーク化ガス循環システムおよびガス密封アクセス装置を製造および使用する方法を容易に理解するであろうゆえに、好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

本発明のネットワーク化ガス循環システムの実施形態の斜視図であり、デュアルルーメンガス密封アクセスポートは、一次ガス循環装置と関連付けられており、二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートは、ネットワーク内の各二次ガス循環装置と関連付けられている。 図１に示されたシステムとともに利用されるデュアルルーメンガス密封アクセスポートの拡大斜視図である。 図１に示されたシステムとともに利用される二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートの拡大斜視図である。 図３の二部品ガス密封アクセスポートのハウジング部分の分解斜視図である。 本発明のネットワーク化ガス循環システムの別の実施形態の斜視図であり、単一のルーメンガス密封アクセスポート（図９を参照）およびベレス針は、一次ガス循環装置と関連付けられており、二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートは、ネットワーク内の各二次ガス循環装置と関連付けられている。 図５に示されたシステムの斜視図であり、従来の弁密封アクセスポートは、ベレス針の代わりに、一次ガス循環装置と関連付けられている。 ハウジング部分が管状の本体部分から分離された状態で、図５および図５Ａに示すシステムとともに利用される単一のルーメンガス密封アクセスポートの拡大斜視図である。 図６に示された単一のルーメンガス密封アクセスポートの分解斜視図である。 ハウジング部分が管状の本体部分から分離された状態で、図５および図５Ａに示すシステムとともに利用される二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートの拡大斜視図である。 図５および図５Ａに示された二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートの分解斜視図である。 本発明のネットワーク化ガス循環システムの別の実施形態の斜視図であり、デュアルルーメンガス密封アクセスポートは、一次ガス循環装置と関連付けられており、単一のルーメンガス密封アクセスポートは、ネットワーク内の各二次ガス循環装置と関連付けられている。 本発明のネットワーク化ガス循環システムのなおも別の実施形態の斜視図であり、送気および感知スリーブ内に配置された単一のルーメンガス密封アクセスポートは、一次ガス循環装置と関連付けられており、単一のルーメンガス密封アクセスポートは、ネットワーク内の各二次ガス循環装置と関連付けられている。 図１１に示すように送気および感知スリーブ内に配置された図９の単一のルーメンガス密封アクセスポートの拡大断面図である。 本発明のネットワーク化ガス循環システムのさらに別の実施形態の斜視図であり、送気および感知スリーブ内に配置された二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートは、一次ガス循環装置と関連付けられており、単一のルーメンガス密封アクセスポートは、ネットワーク内の各二次ガス循環装置と関連付けられている。 図１３に示すように送気および感知スリーブ内に配置された二部品シングルルーメンガス密封アクセスポートの拡大斜視図である。 ガス密封トロカールと関連付けられたポンプを駆動するためのＡＣモータを有するように構成されている、本発明の二次ガス循環装置の概略図である。 ガス密封トロカールと関連付けられたポンプを駆動するためのＤＣモータを有するように構成されている、本発明の二次ガス循環装置の概略図である。

ここで、同様の参照番号が本発明の類似の構造的要素および特徴を識別する図面を参照すると、外科手術腔内に外科手術器具類を導入するための複数のガス密封アクセス装置を含む患者の外科手術腔内で内視鏡外科手術処置を実施するためのネットワーク化マルチモーダルガス循環システム１０の好ましい実施形態が、図１に示されている。特に、本発明のネットワーク化マルチモーダルガス循環システム１０は、腹腔鏡外科手術器具類を腹腔内に導入するための複数のガス密封トロカールを含む、患者の腹腔内での腹腔鏡外科手術処置の実施での使用のために設計されている。

当業者であれば、本システムが、カリフォルニア州サニーベールのＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌによって開発されたｄａ Ｖｉｎｃｉ Ｘｉロボット外科手術システムを使用して実施され、その例は米国特許第９，３５８，０７４号に開示されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものなどの、複数のガス密封トロカールまたはアクセスポートを含むロボット支援腹腔鏡外科手術処置を実施での使用のために最適に設計されていることを、容易に認識するであろう。

図１を参照すると、本発明のマルチモーダルガス循環システム１０は、一次ポンプ１４、送気装置１６、および中央処理装置（ＣＰＵ）１８を収容する、一次ガス循環装置１２を含む。一次ガス循環装置１２はまた、一次ガス循環ポンプ１４を制御するためのＣＰＵ１８に接続された一次ポンプコントローラ２２を収容する。

一次ガス循環装置１２は、同一出願人による米国特許第９，０６７，０３０号および同第９，５２６，８４９号に開示され、その開示が参照により本明細書に組み込まれるタイプのマルチモーダルガス送達装置である。一次ガス循環装置１２は、同一出願人による米国特許第８，７９５，２２３号に開示され、その開示が参照により本明細書に組み込まれるタイプのデュアルルーメンガス密封アクセスポート２０と協働するよう適合され、および構成されている。

デュアルルーメンガス密封アクセスポート２０は、さらに明確にするために図２に個別に示されている。簡潔に述べると、デュアルルーメンガス密封アクセスポート２０は、間に環状送気通路２３を画定する、同軸に配設された内側および外側の管状の本体部分２１および２５と、近位ハウジング部分２９と、を含む。内側の管状の本体部分２１は、患者の外科手術腔内への外科手術器具類の通路に適合するように構成されている。送気通路２３は、送気装置１６から送気ガスを受け取り、腔圧力の定期的な感知を容易にする。三ルーメンコネクタ嵌合部２７は、アクセスポート２０を、以下でさらに詳細に説明するフィルタ付き管セットに接続するための近位ハウジング部分２９と動作可能に関連付けられている。

一次ガス循環装置１２に収容された一次ポンプ１４は、一次ガス送達ルーメン２４によって加圧ガスの流れをガス密封アクセスポート２０に送達して、その中にガスシールを生成するように構成されており、一次ガス戻りルーメン２６を通してガス密封アクセスポート２０からガスシールを生成するために使用された「使用済」ガスを受け取るようにさらに構成されている。一次ガス循環装置１２に収容された送気装置１６は、外部供給源（すなわち、ポータブルタンクまたはガス供給ライン）から送気ガスを受け取り、それをガス密封アクセスポート２０に送達し、送気ルーメン２８を通して外科手術腔内の圧力を定期的に測定するように構成されている。ガス送達ルーメン２４の遠位端部、ガス戻りルーメン２６、および送気ルーメン２８は、連結部３３に接続されており、これは、例えば、同一出願人による米国特許第９，５２６，８８６号に開示されており、その開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、アクセスポート２０の三ルーメン嵌合部２７と連結するように設計されている。

一次フィルタカートリッジ３０は、一次ガス送達ルーメン２４、一次ガス戻りルーメン２６、および送気ルーメン２８と連通しており、一次ガス循環装置１２の前部ポータル３２での受け取りのために構成されている。かかるフィルタインターフェースは、同一出願人による米国特許第９，０６７，０３０号に開示されており、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

一次ガス循環装置１２は、ポータル３２内の機械可読データシグネチャを検出する、または別途読み取るためのデータリーダーを含むことが好ましい。例えば、一次ガス循環装置１２は、一次フィルタカートリッジ３０上のデータ要素またはタグ３６のＲＦＩＤシグネチャを検出して、ファイラーカートリッジの物理的特性、例えば、それに関連付けられた管またはルーメンのタイプまたは数を決定するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）リーダー３４を含むことが好ましい。代替的に、機械可読装置は、バーコードリーダーまたは近距離通信装置であってもよい。システムのこの特徴については、以下でより詳細に論じる。

図１を引き続き参照すると、マルチモーダルガス循環システム１０は、一次ガス循環装置１２と通信し、かつそれによって制御される、少なくとも１つ、好ましくは複数の下位ガス循環装置４０をさらに含む。より具体的には、各下位ガス循環装置４０は、以下でより詳細に説明するように、ガス循環装置１２のＣＰＵ１８と通信する、下位ポンプコントローラ４８を含む。各下位ガス循環装置４０は、一次装置１２と比較して比較的小さなサイズであり、これらのガス循環装置のすべてが、便利な様式で共通のシャーシ、ラック、またはカートで使用するために支持され得ることが想定される。

下位ガス循環装置４０の各々は、参照により以前に組み込まれた米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０７号に開示されているタイプであり、かつ図３および図４を参照して以下で簡潔に論じられている、二部品シングルルーメンガス密封アクセスポート５０と協働するよう適合され、および構成されている。各下位ガス循環装置４０は、下位ガス送達ルーメン４４によって加圧ガスの流れを二部品シングルルーメンガス密封アクセスポート５０に送達して、その中にガスシールを生成するように構成されており、下位ガス戻りルーメン４６を通してガス密封アクセスポート５０からガスシールを生成するために使用された「使用済」ガスを受け取るようにさらに構成されている、下位ポンプ４２を収容する。ガス送達ルーメン４４の遠位端部およびガス戻りルーメン４６の遠位端部は、接続連結部４３と動作可能に関連付けられている。

図３に示すように、ガス密封アクセスポート５０は、単一の管状の本体部分５２に接続された下側ハウジング部分５１と、下側本体部分５１に取り外し可能に取り付けられた上側ハウジング部分５４と、を含む、分離可能な二部品ハウジングを有する。下側ハウジング部分５１は、ロボット支援内視鏡外科手術処置中にロボット外科手術システムによる操作を容易にするためのフランジ構造体５３を含む。

図４に示すように、上側ハウジング部分５４は、下側ハウジング部分５１内に収まっている下側本体部分５５と、ガスシールを生成するための環状ノズルアセンブリ６５を収容する上側本体部分５６と、上側ハウジング部分５４を下側ハウジング部分５１に取り外し可能に固定するためのラッチアセンブリと、を含む。環状ノズルアセンブリ６５は、同一出願人による米国特許第９，９０７，５６９号により詳細に記載されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。加えて、下側本体部分５６は、コネクタ４３と連結するよう設計されたデュアルルーメン嵌合部５７を含む。かかるデュアルルーメン連結配設は、同一出願人による米国特許出願公開第２０１７／０３６１０８４号の図２１～図２６に示されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

下位ポンプ４２は、外科手術腔からの漏出を補償するための追加の電力を必要とすることなく、アクセスポート５０内にガスシールを生成するのに十分な出力電力のみを提供するよう設計されることが好ましい。その機能性は、一次ガス送達装置１２の一次ポンプ１４に委ねられる。さらに、一次ガス送達装置１２は、外科手術腔からの煙排出、ならびにガスがアクセスポート２０を通して放出される過圧状態、および空気がアクセスポート２０を通して外科手術腔内に混入される圧力下状態の取り扱いに責任を持つ。

下位フィルタカートリッジ６０は、下位ガス送達ルーメン４４および下位ガス戻りルーメン４６と連通しており、各下位ガス循環装置４０の前部ポータル６２で受け取るように構成されている。各下位ガス循環装置４０は、データリーダーを含むことが好ましい。例えば、各ガス循環装置４０は、下位フィルタカートリッジ６０の外面上のデータ要素またはタグ６６のＲＦＩＤシグネチャを検出して、それに関連付けられた管またはルーメンのセットの特徴などの、下位ファイラーカートリッジ６０の物理的特性を決定するためのＲＦＩＤリーダー６４を含むことが好ましい。例えば、バーコードリーダーおよび近距離無線通信装置などの、他のデータ伝送手段を使用して、フィルタカートリッジの物理的特性を伝送することができることが想定される。同様の特徴は、同一出願人による、米国特許出願公開第２０１７／０３６１０８４号に開示されており、その開示は参照によって本明細書に組み込まれる。本システムのこの特徴については、以下でより詳細に論じる。

各下位ガス循環装置４０は、同一出願人による米国特許第９，０６７，０３０号に記載され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる、下位フィルタカートリッジ６０と連動して動作する別個の内部流体検出／感知システムを含むことがさらに想定される。

本発明の好ましい実施形態によれば、ガス循環システム１０の一次ガス送達装置１２内に収容される中央プロセッサ１８は、一次ガス送達装置１２の一次ポンプコントローラ２２および各下位ガス循環装置４０の下位ポンプコントローラ４８を制御するように適合され、および構成されている。各下位ガス循環装置４０の下位ポンプコントローラ４８は、図１に示すように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣもしくはＷｉ－Ｆｉなどの無線通信リンクによって、または例えば、ＭＯＤ ＢＵＳもしくはＣＡＮ ＢＵＳシリアル通信プロトコルなどの有線ＢＵＳプロトコル通信を介する有線通信リンクによって、ＣＰＵ１８を介して一次ガス循環装置１２と連通することが想定される。

中央プロセッサ１８はまた、一次ガス密封アクセスポート２０およびそれに関連付けられた下位ガス密封アクセスポート５０の各々の空気圧性能範囲を較正するために、多段階較正プロセスを実行するように適合され、および構成されていることが好ましい。本発明の好ましい実施形態では、各ガス密封アクセスポートは、１つずつ較正され、次にポンプ４２は、各下位ガス循環装置４０は、その必要な量の空気圧供給を、変化させることなく維持する。一次ガス循環装置１２の一次ポンプ１４のみが、システム１０で生じる過圧および圧力下条件を補償するために、その空気圧供給を変化させ得る。

使用時に、各下位装置４０のポータル６２に位置するＲＦＩＤリーダー６４（または類似のデータリーダー）は、フィルタカートリッジ６０上のデータキャリア６６を読み取り、そのそれぞれの下位コントローラ４８によって一次ガス循環装置１２のＣＰＵ１８に通信して、各装置４０内での使用のために受け取られたカートリッジ６０に接続されている管またはルーメンの数および／またはタイプを表す。この通信は、システム１０を効果的に実行するために使用されるメモリに格納され、ＣＰＵ１８によって管理されるセットアップ較正アルゴリズムを駆動するであろう。

各ガスシールを較正するために、各アクセスポート内のオブチュレータを一度に１つずつユーザが取り外すように設計されたプロセスがあることが予期される。最初に、一次空気密封アクセスポート２０のオブチュレータは、ユーザによって取り外されるであろう。次いで、次に利用可能な下位空気密封アクセスポート５０について、ユーザは第２のシールのオブチュレータを取り外し、システムはこの多段階較正の次の段階を経ることになる。この時間の間、フィルタカートリッジ３０およびアクセスポート２０に関連付けられた一次管セット（２４、２６、２８）は、送気ルーメン２６を介してすべての圧力感知活動に責任を持つことになる。

次に図５を参照すると、本発明のガス循環システム１０の別の実施形態が示されているが、これは、上記図１に示したような構成と同じ構成で、一次ガス循環装置１２、および複数のネットワーク化下位ガス循環装置４０を含む。しかしながら、この実施形態では、アクセス装置は、図１に示したものとは異なる。特に、一次ガス循環装置１２は、単一のルーメンガス密封アクセスポート７０および従来的なベレスタイプの送気針８０と空気連通している。より具体的には、アクセスポート７０は、ガス送達ルーメン２４およびガス戻りルーメン２６によって、ガス循環装置１２と連通しており、べレス針８０は、遠位接続連結部８３を有する送気ルーメン２８によってガス循環装置１２と連結している。

下位ガス循環装置４０の各々は、ロボット支援腹腔鏡外科手術ではなく、従来の腹腔鏡外科手術用に設計された二部品シングルルーメンガス密封アクセスポート９０と空気連通している。より具体的には、各アクセスポート９０は、ガス送達ルーメン４４およびガス戻りルーメン４６を介して、それぞれの下位ガス循環装置４０と連通する。

図５Ａは、図５のシステムと類似したシステムを示しており、ここで、従来の弁密封アクセスポート８５は、ベレス針８０の代わりに、一次ガス循環装置１２と関連付けられている。より具体的には、弁密封アクセスポート８５は、送気ルーメン２８によってガス循環装置１２と連通する。図５および図５Ａのシステムで使用するためのマルチルーメン管セットは、同一出願人による、米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０４号に開示されており、その開示の全体が参照によって本明細書に援用される。

単一のルーメンガス密封アクセスポート７０は、図６および図７に個別に示されており、参照により以前に本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０５号により詳細に記載されている。二部品ルーメンガス密封アクセスポート９０は、図８および図９に個別に示されており、参照により以前に本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０７号により詳細に記載されている。

図６および図７を参照すると、単一のルーメンガス密封アクセスポート７０は、そこから遠位に延在する細長い管状の本体部分７５を有する、近位ハウジング部分７２を含む。近位ハウジング７２は、ガスシールを生成するための環状ノズルアセンブリ６５と、ノズルアセンブリ６５をチャンバー内に封入するための端部キャップ７６と、を収容する内部プレナムチャンバーを画定する。近位ハウジング７２は、図５に示すように、ガス送達ルーメン４４およびガス戻りルーメン４６の遠位端部で連結部４３と協働するためのデュアルルーメンコネクタ７４をさらに含む。

図８および図９を参照すると、ガス密封アクセスポート９０は、下側ハウジング部分９１を含む分離可能な二部品ハウジングを有しており、そこから延在している単一の管状の本体部分９２、および上側ハウジング部分９４は、下側ハウジング部分９１上に設けられたラッチアセンブリ９８によって下側ハウジング部分９１に取り外し可能に取り付けられている。上側ハウジング部分９４は、ガスシールを生成するための環状ノズルアセンブリ６５を収容する、端部キャップ９９を有する内部プレナムチャンバーを画定する。加えて、上側ハウジング部分９４は、図５に示すように、ガス送達ルーメン４４およびガス戻りルーメン４６の遠位端部にあるコネクタ４３と連結するように設計されたデュアルルーメン嵌合部９７を含む。

次に図１０を参照すると、本発明のガス循環システム１０の別の実施形態が示されているが、これは、上記図１および図５に示したような構成と同じ構成で、一次ガス循環装置１２、および複数のネットワーク化下位ガス循環装置４０を含む。しかしながら、この実施形態では、アクセス装置は、図１および図５に示したものとは多少異なる。特に、一次ガス循環装置１２は、デュアルルーメンガス密封アクセスポート２０と空気連通しており（図２、および米国特許第８，７９５，２２３号を参照）、下位ガス循環装置４０の各々は、単一のルーメンガス密封アクセスポート７０と空気連通している（図５および図６、ならびに米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０５号を参照）。

次に図１１を参照すると、本発明のガス循環システム１０のなおも別の実施形態が示されているが、これは、上記図１に示したような構成と同じ構成で、一次ガス循環装置１２、および複数のネットワーク化下位ガス循環装置４０を含む。しかしながら、この実施形態では、アクセス装置は、これまでに説明されているもの、および図示したものとは異なる。特に、一次ガス循環装置１２は、図１２に示すように送気スリーブ１１０内に同軸に設置され、かつ以下で詳細に記載される、図５および図６に示したタイプの単一のルーメンガス密封アクセスポート７０と空気連通している。この構成は、図２に示すデュアルルーメンガス密封アクセスポート２０と機能的に類似している。

図１２を参照すると、一次ガス送達装置１２は、送気スリーブ１１０内に同軸に設置された単一のルーメンガス密封アクセスポート７０と連通している。アクセスポート７０は、ガス送達ルーメン２４およびガス戻りルーメン２６によってガス送達装置１２と連通しており、送気スリーブ１１０は、送気ルーメン２８によってガス送達装置１２と連通している。より具体的には、スリーブ１１０は、送気ルーメン２８の遠位端部上の連結部８３と協働する、単一のルーメンコネクタ１１４を有する。シール１１５は、同軸に設置されたアクセスポート７０の管状の本体７５の周りに環状送気および感知チャネルを形成するために、送気スリーブ１１０の内部穴部１１２内に提供されている。図１１および図１２のシステムで使用するためのマルチルーメン管セットは、米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０４号に開示されており、これは以前に参照により組み込まれている。

次に図１３を参照すると、本発明のガス循環システム１０のさらに別の実施形態が示されているが、これは、上記図１に示したような構成と同じ構成で、一次ガス循環装置１２、および複数のネットワーク化下位ガス循環装置４０を含む。しかしながら、この実施形態では、アクセス装置は、これまでに説明されているもの、および図１１に示したものとは多少異なる。特に、一次ガス循環装置１２は、図１４に示すように送気スリーブ１１０内に同軸に設置される、二部品シングルルーメンガス密封アクセスポート５０（図３および図４を参照）と空気連通している。

より具体的には、二部品アクセスポート５０は、ガス送達ルーメン２４およびガス戻りルーメン２６によってガス送達装置１２と連通しており、送気スリーブ１１０は、送気ルーメン２８によってガス送達装置１２と連通している。図１３および図１４のシステムで使用するためのマルチルーメン管セットは、米国特許出願公開第２０１８／０２５６２０４号に開示されており、これは以前に参照により組み込まれている。

次に図１５を参照すると、本発明の下位ガス循環装置４０の概略図が示されており、これは、ガス循環のためのＡＣポンプ４２および下位ポンプコントローラ４８を含む。下位ポンプコントローラ４８は、入力連結部１２０によって有線または無線通信手段を介して一次ガス送達装置１２のＣＰＵ１８と通信して、ポンプ４２の挙動を変更する。加えて、下位ガス循環装置４０は、ポンプ出力の流量を調整するために、下位ポンプコントローラ４８に接続されたバイパス弁１２２を含む。

ガス送達ライン１２４は、ポンプ４２の出力側からフィルタインターフェース１２６（図１に示す各装置４０のポータル６２内に位置する）まで延在しており、ガス戻りライン１２８は、フィルタインターフェース１２６からポンプ４２の入力側まで延在している。正圧センサ１３０は、ガス送達ライン１２４と動作可能に関連付けられており、負圧センサ１３２は、ガス戻りライン１２８と動作可能に関連付けられている。圧力センサ１３０および１３２は、ポンプ４２の挙動を変更するために、圧力ベースの制御信号をポンプコントローラ４８に提供する。

代替的に、図１６に示すように、本発明の下位ガス循環装置４０は、正圧センサ１３０および負圧センサ１３２から受信した制御信号を通して、下位ポンプコントローラ４８によって指令されるように、正圧ガス循環ポンプ４２を駆動するためのＤＣモータ１４０で構成され得る。下位ポンプコントローラ４８は、入力連結部１２０によって有線または無線通信手段を介して一次ガス送達装置１２のＣＰＵ１８と通信して、ポンプ４２の挙動を変更する。

当業者であれば、一次ガス送達装置１２および各下位ガス送達装置４０が電源に接続されることを容易に理解するであろう。これに関して、電力は、一次装置１２によって、下位装置４０に配線されてもよく、または各下位装置４０は、電源に直接的に接続されてもよい。本発明が様々な実施形態を参照して示され、記述されてきたが、当業者であれば、変更および／または修正が、本開示の範囲から逸脱することなく作成され得ることを容易に理解するであろう。例えば、当業者は、本明細書全体を通して記載および図示される一次アクセス装置および二次アクセス装置が、制限なく、容易に互いに交換され、および任意の組み合わせで利用され得ることを容易に認識するであろう。

Claims (30)

1. 外科手術腔内で内視鏡外科手術処置を実施するためのシステムであって、
   ａ）一次ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、一次ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成された一次ポンプを収容する、一次ガス循環装置と、
   ｂ）前記一次ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、一次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、前記ガスシールを生成するために使用されるガスを、前記一次ガス戻りルーメンを通して前記一次ポンプに戻し、その結果、前記外科手術腔内で安定した圧力レベルを維持するように構成されている、一次ガス密封アクセスポートと、
   ｃ）前記一次ガス循環装置と通信し、かつそれによって制御される、少なくとも１つの下位ガス循環装置であって、加圧ガスの流れを下位ガス送達ルーメンに送達し、下位ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成された下位ポンプを収容する、少なくとも１つの下位ガス循環装置と、
   ｄ）前記下位ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、前記ガスシールを生成するために使用されるガスを、下位ガス戻りルーメンを通して前記下位ポンプに戻すように構成されている、少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポートと、
   を含む、システム。
2. 前記一次ガス循環装置が、送気ルーメンを通して前記外科手術腔に送気ガスを送達し、前記送気ルーメンを通して前記外科手術腔内の圧力を定期的に測定するための送気装置をさらに収容する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記一次ガス密封アクセスポートが、前記送気ルーメンを通して前記送気装置から送気ガスを受け取るために、内側および外側の管状の本体部分の間に環状送気通路を画定する、同軸に配設された内側および外側の管状の本体部分を含む、デュアルルーメンガス密封アクセスポートである、請求項２に記載のシステム。
4. 前記一次ガス密封アクセスポートが、単一の管状の本体部分を含む、単一のルーメンガス密封アクセスポートである、請求項２に記載のシステム。
5. 送気ルーメンを通して前記送気装置から送気ガスを受け取るための送気スリーブをさらに含み、前記送気スリーブが、送気通路が前記送気スリーブの内面と前記管状の本体部分の外面との間に画定されるように、前記一次ガス密封アクセスポートの前記単一の管状の本体部分を受け取るための中央穴部を画定する、請求項４に記載のシステム。
6. 前記単一のルーメンガス密封アクセスポートが、前記単一の管状の本体部分に接続された下側ハウジング部分と、下側本体部分に取り外し可能に取り付けられた上側ハウジング部分と、を含む、分離可能な二部品ハウジングを有する、請求項４に記載のシステム。
7. 前記下側ハウジング部分が、ロボット支援内視鏡外科手術処置中にロボット外科手術システムによる操作を容易するための構造体を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記送気ルーメンを通して前記送気装置から送気ガスを受け取るための弁密封アクセス装置をさらに含む、請求項４に記載のシステム。
9. 前記送気ルーメンを通して前記送気装置から送気ガスを受け取るための送気針をさらに含む、請求項４に記載のシステム。
10. 前記一次ガス送達ルーメンおよび前記一次ガス戻りルーメンと連通するように、前記一次ガス循環装置における受け取りのために構成された一次フィルタカートリッジをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記一次ガス送達ルーメン、前記一次ガス戻りルーメン、および前記送気ルーメンと連通するように、前記一次ガス循環装置における受け取りのために構成された一次フィルタカートリッジをさらに含む、請求項２に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つの下位ガス循環装置が、前記下位ガス送達ルーメンおよび前記下位ガス戻りルーメンと連通する下位フィルタカートリッジを含む、請求項１に記載のシステム。
13. 前記一次ガス循環装置が、データリーダーの中に受け取られた一次フィルタカートリッジの機械可読データシグネチャを検出して、前記カートリッジの物理的特性および／またはそれに関連付けられたルーメンの数を決定するためのデータリーダーを含む、請求項１に記載のシステム。
14. 前記少なくとも１つの下位ガス循環装置が、データリーダーの中に受け取られた下位フィルタカートリッジの機械可読データシグネチャを検出して、前記カートリッジの物理的特性および／またはそれに関連付けられたルーメンの数を決定するためのデータリーダーを含む、請求項１に記載のシステム。
15. 前記一次ガス循環装置が、前記一次ガス循環装置の前記一次ポンプおよび前記少なくとも１つの下位ガス循環装置の前記下位ポンプを制御するための中央プロセッサを収容する、請求項１に記載のシステム。
16. 前記少なくとも下位ガス循環装置の前記下位ポンプが、ＡＣ電源によって駆動される、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記少なくとも下位ガス循環装置の前記下位ポンプが、ＤＣモータによって駆動される、請求項１５に記載のシステム。
18. 前記少なくとも１つの下位ガス循環装置が、前記一次ガス循環装置の前記中央プロセッサと無線通信している、請求項１５に記載のシステム。
19. 前記少なくとも１つの下位ガス循環装置が、前記一次ガス循環装置の前記中央プロセッサと有線通信している、請求項１５に記載のシステム。
20. 複数の下位ガス循環装置が、前記一次ガス循環装置の前記中央プロセッサとネットワーク通信し、前記中央プロセッサによって制御されている、請求項１５に記載のシステム。
21. 前記複数の下位ガス循環装置の各々が、それぞれの下位ガス密封アクセスポートに接続されたそれぞれの下位ガス送達ルーメンに、加圧ガスの流れを送達し、前記それぞれの下位ガス密封アクセスポートに接続されたそれぞれの下位ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成されている、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポートが、単一の管状の本体部分を含む、単一のルーメンガス密封アクセスポートである、請求項１に記載のシステム。
23. 前記単一のルーメンガス密封アクセスポートが、前記単一の管状の本体部分に接続された下側ハウジング部分と、下側本体部分に取り外し可能に取り付けられた上側ハウジング部分と、を含む、分離可能な二部品ハウジングを有する、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記下側ハウジング部分が、ロボット支援内視鏡外科手術処置中にロボット外科手術システムによる操作を容易するための構造体を含む、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記一次ガス循環装置の前記中央プロセッサが、前記一次ガス密封アクセスポートおよび前記少なくとも１つの下位ガス密封アクセスポートの空気圧性能範囲を較正するための多段階較正プロセスを実行するように適合され、および構成されている、請求項１５に記載のシステム。
26. 外科手術腔内で内視鏡外科手術処置を実施するためのシステムであって、
    ａ）中央プロセッサおよび一次ポンプを収容する一次ガス循環装置であって、前記一次ポンプが、前記中央プロセッサによって制御され、一次ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、一次ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成されている、一次ガス循環装置と、
    ｂ）それぞれの下位ガス送達ルーメンに加圧ガスの流れを送達し、それぞれの下位ガス戻りルーメンからガスを受け取るように構成されたそれぞれの下位ポンプを各々収容する、複数の下位ガス循環装置であって、各下位ガス循環装置内の前記下位ポンプが、前記一次ガス循環装置の前記中央プロセッサとネットワーク通信し、前記中央プロセッサによって制御される、複数の下位ガス循環装置と、
    を含む、システム。
27. 前記一次ガス循環装置がまた、送気ルーメンを通して前記外科手術腔に送気ガスを送達し、前記送気ルーメンを通して前記外科手術腔内の圧力を定期的に測定するように構成された送気装置を収容する、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記一次ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、一次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、前記ガスシールを生成するために使用されるガスを、前記一次ガス戻りルーメンを通して前記一次ポンプに戻し、その結果、前記外科手術腔内で安定した圧力レベルを維持するように構成されている、一次ガス密封アクセスポートをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記一次ガス密封アクセスポートが、前記送気ルーメンから送気ガスを受け取るように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
30. 各下位ガス循環装置と動作可能と関連付けられており、それぞれの下位ガス送達ルーメンから加圧ガスを受け取って、二次ガス密封アクセスポート内にガスシールを生成し、前記ガスシールを生成するために使用されるガスを、それぞれの下位ガス戻りルーメンを通してそれぞれの下位ポンプに戻すように構成されている、二次ガス密封アクセスポートをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。

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