JP7230031B2 - 外科用システム分散処理 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）の下で、「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３００号に対する優先権の利益を主張し、その出願の開示内容は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

本出願はまた、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許仮出願第６２／６１１，３４１号、「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許仮出願第６２／６１１，３４０号、及び「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号の優先権の利益を主張し、それら出願の開示内容は参照によってそれら全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は様々な外科用システムに関する。外科処置は、典型的には、例えば病院などの医療施設内の外科手術室又は部屋において行われる。滅菌野は、典型的には、患者の周囲に形成される。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。様々な外科装置及びシステムは、外科処置の実施に利用される。

１つの一般的な態様では、システムが提供される。システムは、モジュール式装置に通信可能に連結するように構成された外科用ハブを備える。モジュール式装置は、モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置プロセッサと、を含む。外科用ハブは、ハブプロセッサと、ハブプロセッサに連結されたハブメモリと、を含む。外科用ハブに加えて、システムはまた、装置プロセッサ及びハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムを含む。分散制御システムは、センサによって検出されたデータを受信することと、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている。第１のモードにあるとき、分散制御システムは、ハブプロセッサ及び装置プロセッサの両方によって実行される。第２のモードにあるとき、分散制御システムは、装置プロセッサによってのみ実行される。

別の一般的な態様では、別のシステムが提供される。システムは、ハブプロセッサから構成された外科用ハブに通信可能に連結するように構成されたモジュール式装置を含む。モジュール式装置は、モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置メモリと、装置メモリ及びセンサに連結された装置プロセッサと、を含む。モジュール式装置に加えて、システムはまた、装置プロセッサ及びハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムを含む。分散制御システムは、センサによって検出されたデータを受信することと、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている。第１のモードでは、分散制御システムは、ハブプロセッサ及び装置プロセッサの両方によって実行される。第２のモードでは、分散制御システムは、装置プロセッサによってのみ実行される。

更に別の一般的な態様では、別のシステムが提供される。システムは、モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサを含むモジュール式装置を制御するように構成されている。システムは、モジュール式装置及び第２のプロセッサを含む第２の外科用ハブと通信可能に連結するように構成された第１の外科用ハブを含む。第１の外科用ハブは、メモリと、メモリに連結された第１のプロセッサと、を含む。システムはまた、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムを含む。分散制御システムは、センサによって検出されたデータを受信し、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている。

様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以下の添付図面と併せて、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室内で外科処置を行うために使用される外科システムである。 本開示の少なくとも１つの態様による可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブ筐体、及び外科用ハブ筐体のドロアー内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発成器モジュールの部分斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、双極、超音波、及び単極接点、並びに排煙構成要素を備える組み合わせ発成器モジュールの斜視図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジングの複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、複数のモジュールを受容するように構成された垂直モジュール式ハウジングを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを備える外科用データネットワークを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを備える外科用ハブを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ネットワークハブ装置の一態様を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの制御システムの論理図を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、本明細書で説明される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具のブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具の回路図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、他の利点の中でも、インダクタなし調整を提供するように構成された発生器の簡略ブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２０の発生器の一形態である発生器の一実施例を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科システムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、受信したデータから導出されたコンテキスト情報に従って、モジュール式装置を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、第１のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って、第２のモジュール式装置を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、第１のモジュール式装置及び第２のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って第２のモジュール式装置を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、第１のモジュール式装置及び第２のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って第３のモジュール式装置を制御するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、モジュール式装置の特定のセット及び電子医用記録（Electronic Medical Record，ＥＭＲ）データベースに通信可能に連結された外科用ハブの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、圧力センサを含む排煙器の図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、排煙器の手術前後データに従って処置タイプを判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、排煙器、気腹器、及び医療用撮像装置の手術前後データに従って処置タイプを判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、医療用撮像装置の手術前後データに従って処置タイプを判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、気腹器の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギー発生器の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセスの論理フローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、エネルギー発生器の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセスの論理フローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、ステープラの手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセスの論理フローチャートである。 本開示の少なくとも１つの態様による、ベンチレータ、パルスオキシメータ、血圧モニタ、及び／又はＥＫＧモニタの手術前後データに従って患者の状態を判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、パルスオキシメータ、血圧モニタ、及び／又はＥＫＧモニタの手術前後データに従って患者の状態を判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、ベンチレータの手術前後データに従って患者の状態を判定するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、患者リストバンドをスキャンするための外科用ハブに連結されたスキャナを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用アイテムのリストをスキャンするための外科用ハブに連結されたスキャナを示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科処置における各工程で検出されたデータから外科用ハブが作成することができる例示的な外科処置及び推論の時間線を示す。 本開示の少なくとも１つの態様による、ＥＭＲデータベースに記憶された患者データをインポートし、そこから推論を導出するプロセスを示すフロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、図２８Ａからの導出された推論に対応する制御調整を判定するプロセスを示すフロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システムのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室イベントに関連付けられたデータを追跡する論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、外科用ハブによって追跡されたデータをどのように構文解析して、より詳細なメトリックを提供することができるかを示す図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、異なる手術室について、曜日に対する手術される患者の数を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、特定の手術室について、曜日に対する処置間の総休止時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、個々の休止時間インスタンスに従って、分解された図３３に示される曜日毎の総休止時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、特定の手術室の曜日に対する平均処置長さを示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、処置タイプに対する処置長さを示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、異なる種類の胸部手術に対する特定の処置工程についての平均完了時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、処置タイプに対する処置時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、時刻に対する手術室の休止時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、曜日に対する手術室の休止時間を示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、手術室が利用される時間の割合を示す、一対の円グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、処置タイプに対する消費された外科用アイテム及び未使用の外科用アイテムを示す棒グラフである。 本開示の少なくとも１つの態様による、比較のためにモジュール式装置及び患者情報データベースからデータを保存するためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、分散コンピューティングシステムの図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、分散コンピューティングリソースをシフトするためのプロセスの論理フロー図である。 本開示の少なくとも１つの態様による、撮像システム、及び較正スケールを有する外科用器具の図である。

本願の出願人は、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有し、各々は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号である。

本願の出願人は、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有し、各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる：
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ／１７０７６６、
・「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ１／１７０７６６－１、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ２／１７０７６６－２、
・「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ３／１７０７６６－３、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ４／１７０７６６－４、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８４９９ＵＳＮＰ５／１７０７６６－５、
・「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５００ＵＳＮＰ／１７０７６７、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥｄ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５００ＵＳＮＰ１／１７０７６７－１、
・「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５００ＵＳＮＰ２／１７０７６７－２、
・「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５００ＵＳＮＰ３／１７０７６７－３、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０１ＵＳＮＰ／１７０７６８、
・「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０１ＵＳＮＰ２／１７０７６８－２、
・「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０２ＵＳＮＰ／１７０７６９、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０２ＵＳＮＰ１／１７０７６９－１、
・「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０２ＵＳＮＰ２／１７０７６９－２、
・「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０３ＵＳＮＰ／１７０７７０、
・「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０４ＵＳＮＰ／１７０７７１、
・「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ－ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０４ＵＳＮＰ１／１７０７７１－１、及び
・「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０４ＵＳＮＰ２／１７０７７１－２。

本願の出願人は、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有し、各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる：
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０６ＵＳＮＰ／１７０７７３、
・「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０６ＵＳＮＰ１／１７０７７３－１、
・「ＣＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０７ＵＳＮＰ／１７０７７４、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０７ＵＳＮＰ１／１７０７７４－１、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０７ＵＳＮＰ２／１７０７７４－２、
・「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０８ＵＳＮＰ／１７０７７５、
・「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５０９ＵＳＮＰ／１７０７７６、及び
・「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１０ＵＳＮＰ／１７０７７７。

本願の出願人は、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有し、各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる：
・「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１１ＵＳＮＰ／１７０７７８、
・「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１１ＵＳＮＰ１／１７０７７８－１、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１１ＵＳＮＰ２／１７０７７８－２、
・「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１２ＵＳＮＰ／１７０７７９、
・「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１２ＵＳＮＰ１／１７０７７９－１、
・「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１２ＵＳＮＰ２／１７０７７９－２、
・「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１２ＵＳＮＰ３／１７０７７９－３、及び
・「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」と題する米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿号、代理人整理番号ＥＮＤ８５１３ＵＳＮＰ／１７０７８０。

外科用装置及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、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されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち１つ又は２つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び／又は実施例のうち任意の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。

図１を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００は、１つ又は２つ以上の外科システム１０２と、クラウドベースのシステム（例えば、ストレージ装置１０５に連結されたリモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４）とを含む。各外科システム１０２は、リモートサーバ１１３を含み得るクラウド１０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ１０６を含む。一実施例では、図１に示すように、外科システム１０２は、互いに、及び／又はハブ１０６と通信するように構成された、可視化システム１０８と、ロボットシステム１１０と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含む。いくつかの態様では、外科システム１０２は、Ｍ個のハブ１０６と、Ｎ個の可視化システム１０８と、Ｏ個のロボットシステム１１０と、Ｐ個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と、を含んでもよく、ここでＭ、Ｎ、Ｏ、及びＰは１以上の整数である。

図３は、外科手術室１１６内の手術台１１４上に横たわる患者に対して外科処置を実施するために使用される外科システム１０２の一実施例を示す。ロボットシステム１１０は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用される。ロボットシステム１１０は、外科医のコンソール１１８と、患者側カート１２０（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ１２２と、を含む。患者側カート１２０は、患者の身体の低侵襲切開中に、外科医が外科医のコンソール１１８を介して手術部位を見る間、少なくとも１つの取り外し可能に連結された外科用ツール１１７を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像装置１２４によって得ることができ、医療用撮像装置１２４は、撮像装置１２４を正しい方向に向けるために、患者側カート１２０によって操作され得る。ロボットハブ１２２は、外科医のコンソール１１８を介した外科医に対するその後の表示のために、手術部位の画像を処理するよう用いることができる。

他のタイプのロボットシステムを、外科システム１０２と共に使用するために容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号に記載されている。

クラウド１０４によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析の様々な例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号に記載されている。

様々な態様では、撮像装置１２４は、少なくとも１つの画像センサと１つ又は２つ以上の光学構成要素とを含む。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサが挙げられるが、これらに限定されない。

撮像装置１２４の光学構成要素は、１つ若しくは２つ以上の照明光源及び／又は１つ若しくは２つ以上のレンズを含んでもよい。１つ又は２つ以上の照明光源は、手術野の一部を照明するように方向付けられてもよい。１つ又は２つ以上の画像センサは、組織及び／又は外科用器具から反射又は屈折された光を含む、手術野から反射又は屈折された光を受光することができる。

１つ又は２つ以上の照明光源は、可視スペクトル及び不可視スペクトル内の電磁エネルギーを放射するように構成され得る。光学スペクトル又は発光スペクトルと呼ばれることもある可視スペクトルは、人間の目に可視の（すなわち、人間の目で検出可能な）電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と呼ばれることがある。典型的な人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ～約７５０ｎｍの波長に反応する。

不可視スペクトル（すなわち、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する電磁スペクトルの一部分である（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長）。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（ＩＲ）、マイクロ波、及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線、及びガンマ線電磁放射線になる。

様々な態様では、撮像装置１２４は、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ（cytoscope）、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。

一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性のある器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像法は、人間の目がその赤色、緑色、及び青色の受容体で捕捉することのできない追加情報の抽出を可能にすることができる。マルチスペクトル撮像法の使用は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、１つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の１つ又は２つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。

いかなる外科手術においても手術室及び外科用器具の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場（surgical theater）」、すなわち手術室又は処置室に必要とされる厳格な衛生及び滅菌条件は、全ての医療装置及び機器の最大級の滅菌性を必要とする。その滅菌プロセスの一部は、撮像装置１２４並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性である。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上などの、微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、又は滅菌野は、外科処置のために準備された患者のすぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。

様々な態様では、可視化システム１０８は、図２に示されるように、滅菌野に対して戦略的に配置された１つ又は２つ以上の撮像センサと、１つ又は２つ以上の画像処理ユニットと、１つ又は２つ以上のストレージアレイと、１つ又は２つ以上のディスプレイと、を含む。一態様では、可視化システム１０８は、ＨＬ７、ＰＡＣＳ、及びＥＭＲのインターフェースを含む。可視化システム１０８の様々な構成要素については、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１２月２８日出願の「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号の「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」の項で説明されている。

図２に示すように、一次ディスプレイ１１９は、手術台１１４に位置する操作者に可視であるように、滅菌野内に配置される。加えて、可視化タワー１１１は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー１１１は、互いに離れる方に面する第１の非滅菌ディスプレイ１０７及び第２の非滅菌ディスプレイ１０９を含む。ハブ１０６によって誘導される可視化システム１０８は、ディスプレイ１０７、１０９、及び１１９を使用して、滅菌野の内側及び外側の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ１０６は、可視化システム１０８に、一次ディスプレイ１１９上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像装置１２４によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。

一態様では、ハブ１０６は、滅菌野内で、可視化タワー１１１に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ１１９に送り、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成される。一実施例では、入力は、ハブ１０６によって一次ディスプレイ１１９に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ１０７又は１０９上に表示されるスナップショットに対する修正の形態とすることができる。

図２を参照すると、外科用器具１１２は、外科処置において外科システム１０２の一部として使用されている。ハブ１０６はまた、外科用器具１１２のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号における。可視化タワー１１１の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ１０６によって外科用器具ディスプレイ１１５に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具１１２の操作者によって見られてもよい。外科システム１０２と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、「外科用器具のハードウェア」の項、及びその開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号で説明されている。

ここで図３を参照すると、ハブ１０６が、可視化システム１０８、ロボットシステム１１０、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具１１２と通信している状態で示されている。ハブ１０６は、ハブディスプレイ１３５、撮像モジュール１３８、発生器モジュール１４０、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、及びストレージアレイ１３４を含む。特定の態様では、図３に示すように、ハブ１０６は、排煙モジュール１２６及び／又は吸引／灌注モジュール１２８を更に含む。

外科処置中、封止及び／又は切断を目的とした組織へのエネルギー印加は、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注を伴う。異なる供給源からの流体、電力、及び／又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。ハブのモジュール式筐体１３６は、電力、データ、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。

本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発成器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ発成器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極ＲＦエネルギー発生器構成要素、及び単極ＲＦエネルギー発生器構成要素のうちの２つ以上を含む。一態様では、組み合わせ発成器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ発成器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも１つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び／又は微粒子を排出するように構成された少なくとも１つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。

一態様では、流体ラインは第１の流体ラインであり、第２の流体ラインは、遠隔手術部位から、ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。

特定の外科処置は、２つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。１つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式筐体１３６が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体１３６の利点の１つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び／又は交換を可能にすることである。

本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用筐体を提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第１のエネルギーを発生させるように構成された第１のエネルギー発生器モジュールと、第１のデータ及び電力接点を含む第１のドッキングポートを備える第１のドッキングステーションと、を含み、第１のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、第１のエネルギー発生器モジュールは、第１の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。

上記に加えて、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第２のエネルギーを発生させるように構成された第２のエネルギー発生器モジュールと、第２のデータ及び電力接点を含む第２のドッキングポートを備える第２のドッキングステーションと、を更に含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第２のエネルギー発生器モジュールは、第２の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。

更に、モジュール式外科用筐体は、第１のエネルギー発生器モジュールと第２のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成された、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを更に含む。

図３～図７を参照すると、発生器モジュール１４０と、排煙モジュール１２６と、吸引／灌注モジュール１２８とのモジュール式統合を可能にするハブのモジュール式筐体１３６に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８間の双方向通信を更に促進する。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット１３９内に支持される、統合された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図５に示すように、発生器モジュール１４０は、単極装置１４６、双極装置１４７、及び超音波装置１４８に接続するように構成され得る。あるいは、発生器モジュール１４０は、ハブのモジュール式筐体１３６を介して相互作用する一連の単極、双極、及び／又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式筐体１３６は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式筐体１３６にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。

一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン１４９を備える。

一態様では、ハブのモジュール式筐体１３６は、モジュール１４０、１２６、１２８を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー１５１を含む。図４は、外科用ハブ筐体１３６、及び外科用ハブ筐体１３６のドッキングステーション１５１に摺動可能に受容可能な組み合わせ発成器モジュール１４５の部分斜視図を示す。組み合わせ発成器モジュール１４５の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート１５２は、組み合わせ発成器モジュール１４５がハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート１５０をハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の電力及びデータ接点と係合するように構成される。一態様では、組み合わせ発成器モジュール１４５は、図５に示すように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一のハウジングユニット１３９と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。

様々な態様では、排煙モジュール１２６は、捕捉／回収された煙及び／又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール１２６へと搬送する流体ライン１５４を含む。排煙モジュール１２６から発生する真空吸引は、煙を手術部位のユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール１２６で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体１３６内に受容される排煙モジュール１２６に向かって延在する流体経路を画定する。

様々な態様では、吸引／灌注モジュール１２８は、吸い込み（aspiration）流体ライン及び吸引（suction）流体ラインを含む外科用ツールに連結される。一実施例では、吸い込み及び吸引流体ラインは、手術部位から吸引／灌注モジュール１２８に向かって延在する可撓管の形態である。１つ又は２つ以上の駆動システムは、手術部位への、及び手術部位からの流体の灌注及び吸い込みを引き起こすように構成され得る。

一態様では、外科用ツールは、その遠位端にエンドエフェクタを有するシャフトと、エンドエフェクタに関連付けられた少なくとも１つのエネルギー処置部と、吸い込み管と、灌注管と、を含む。吸い込み管は、その遠位端に入口ポートを有することができ、吸い込み管はシャフトを通って延在する。同様に、灌注管はシャフトを通って延在することができ、かつ、エネルギー送達器具に近接した入口ポートを有することができる。エネルギー送達器具は、超音波及び／又はＲＦエネルギーを手術部位に送達するように構成され、最初にシャフトを通って延在するケーブルによって発生器モジュール１４０に連結される。

灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８内に収容され得る。一実施例では、流体源及び／又は真空源は、吸引／灌注モジュール１２８とは別にハブ筐体１３６内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引／灌注モジュール１２８を流体源及び／又は真空源に接続するように構成され得る。

一態様では、モジュール１４０、１２６、１２８及び／又はハブのモジュール式筐体１３６上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図４に示すように、組み合わせ発成器モジュール１４５は、ハブのモジュール式筐体１３６の対応するドッキングステーション１５１の対応するブラケット１５６と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット１５５を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ発成器モジュール１４５のドッキングポート接点をハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。

いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体１３６のドロアー１５１はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー１５１内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット１５５及び／又は１５６は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー１５１はサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。

更に、適合しない接点を備えるドロアーにモジュールを挿入することを避けるために、特定のモジュールの接点を、特定のドロアーの接点と係合するように鍵付きにしてもよい。

図４に示されるように、１つのドロアー１５１のドッキングポート１５０は、通信リンク１５７を介して別のドロアー１５１のドッキングポート１５０に連結されて、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の双方向通信を容易にすることができる。あるいは又は更に、ハブのモジュール式筐体１３６のドッキングポート１５０は、ハブのモジュール式筐体１３６内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Ａｉｒ Ｔｉｔａｎ－Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。

図６は、外科用ハブ２０６の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング１６０の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング１６０は、モジュール１６１を横方向に受容して相互接続するように構成される。モジュール１６１は、モジュール１６１を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング１６０のドッキングステーション１６２内に摺動可能に挿入される。図６に示すように、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング１６０内で横方向に配置される。あるいは、モジュール１６１は、横方向モジュール式ハウジング内で垂直方向に配置されてもよい。

図７は、外科用ハブ１０６の複数のモジュール１６５を受容するように構成された垂直モジュール式ハウジング１６４を示す。モジュール１６５は、モジュール１６５を相互接続するためのバックプレーンを含む垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングステーション又はドロアー１６７内に摺動可能に挿入される。垂直モジュール式ハウジング１６４のドロアー１６７は垂直方向に配置されているが、特定の場合では、垂直モジュール式ハウジング１６４は、横方向に配置されたドロアーを含んでもよい。更に、モジュール１６５は、垂直モジュール式ハウジング１６４のドッキングポートを介して互いに相互作用し得る。図７の実施例では、モジュール１６５の動作に関連するデータを表示するためのディスプレイ１７７が提供される。加えて、垂直モジュール式ハウジング１６４は、マスタモジュール１７８内に摺動可能に受容される複数のサブモジュールを収容するマスタモジュール１７８を含む。

様々な態様では、撮像モジュール１３８は、内蔵型のビデオプロセッサ及びモジュール式光源を備え、様々な撮像装置と共に使用するように適合されている。一態様では、撮像装置は、光源モジュール及びカメラモジュールと共に組み立てることが可能なモジュール式ハウジングで構成される。ハウジングは、使い捨て式ハウジングであってもよい。少なくとも１つの実施例では、使い捨て式ハウジングは、再利用可能なコントローラ、光源モジュール、及びカメラモジュールと取り外し可能に連結される。光源モジュール及び／又はカメラモジュールは、外科処置の種類に応じて選択的に選択することができる。一態様では、カメラモジュールはＣＣＤセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールはＣＭＯＳセンサを含む。別の態様では、カメラモジュールは走査されたビームの撮像用に構成される。同様に、光源モジュールは、外科処置に応じて白色光又は異なる光を送達するように構成することができる。

外科処置中に、手術野から外科用装置を除去して異なるカメラ又は異なる光源を含む別の外科用装置と交換することは非効率的であり得る。手術野の視野を一時的に喪失することは、望ましからぬ結果をもたらし得る。本開示のモジュール撮像装置は、手術野から撮像装置を除去する必要なく、外科処置中に光源モジュール又はカメラモジュール中間体（midstream）の交換を可能にするように構成されている。

一態様では、撮像装置は、複数のチャネルを含む管状ハウジングを備える。第１のチャネルは、第１のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得るカメラモジュールを摺動可能に受容するように構成されている。第２のチャネルは、第２のチャネルとスナップ嵌め係合するように構成され得る光源モジュールを摺動可能に受容するように構成されている。別の実施例では、カメラモジュール及び／又は光源モジュールは、これらの対応するチャネル内の最終位置へと回転させることができる。スナップ嵌め係合の代わりにねじ係合が採用されてもよい。

様々な実施例で、複数の撮像装置が、複数の視野を提供するために手術野内の様々な位置に位置決めされる。撮像モジュール１３８は、最適な視野を提供するために撮像装置を切り替えるように構成することができる。様々な態様では、撮像モジュール１３８は、異なる撮像装置からの画像を統合するように構成することができる。

本開示と共に使用するのに好適な様々な画像プロセッサ及び撮像装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＳＢＩ ＡＮＤ ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮＡＬ ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ」と題する２０１１年８月９日発行の米国特許第７，９９５，０４５号に記載されている。更に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＢＩ ＭＯＴＩＯＮ ＡＲＴＩＦＡＣＴ ＲＥＭＯＶＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題する２０１１年７月１９日発行の米国特許第７，９８２，７７６号は、画像データからモーションアーチファクトを除去するための様々なシステムについて記載している。こうしたシステムは、撮像モジュール１３８と一体化され得る。更に、「ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＳＯＵＲＣＥ ＴＯ ＦＩＸＴＵＲＥ ＩＮＴＲＡＣＯＲＰＯＲＥＡＬ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する２０１１年１２月１５日公開の米国特許出願公開第２０１１／０３０６８４０号、及び「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ ＩＮＶＡＳＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ」と題する２０１４年８月２８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２４３５９７号は、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

図８は、医療施設の１つ又は２つ以上の手術室、又は外科処置のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に配置されたモジュール式装置をクラウドベースのシステム（例えば、ストレージ装置２０５に連結されたリモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４）に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ２０３を備える外科用データネットワーク２０１を示す。一態様では、モジュール式通信ハブ２０３は、ネットワークルータと通信するネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９を備える。モジュール式通信ハブ２０３は更に、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供するために、ローカルコンピュータシステム２１０に連結することができる。外科用データネットワーク２０１は、受動的、インテリジェント、又は切替式として構成されてもよい。受動的外科用データネットワークはデータの導管として機能し、データが１つの装置（又はセグメント）から別の装置（又はセグメント）に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェントな外科用データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科用データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ２０７又はネットワークスイッチ２０９内の各ポートを構成する追加の機構を含む。インテリジェントな外科用データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。

手術室に配置されるモジュール式装置１ａ～１ｎは、モジュール式通信ハブ２０３に連結されてもよい。ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、ネットワークルータ２１１に連結されて、装置１ａ～１ｎをクラウド２０４又はローカルコンピュータシステム２１０に接続することができる。装置１ａ～１ｎに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。装置１ａ～１ｎに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式装置２ａ～２ｍもまた、ネットワークスイッチ２０９に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークルータ２１１に連結されて、装置２ａ～２ｍをクラウド２０４に接続することができる。装置２ａ～２ｎに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２１１を介してクラウド２０４に転送されてもよい。装置２ａ～２ｍに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２１０に転送されてもよい。

複数のネットワークハブ２０７及び／又は複数のネットワークスイッチ２０９を複数のネットワークルータ２１１と相互接続することによって、外科用データネットワーク２０１が拡張され得ることが理解されるであろう。モジュール式通信ハブ２０３は、複数の装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム２１０もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、ディスプレイ２１２に接続されて、例えば外科処置中に、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちのいくつかによって取得された画像を表示する。様々な態様では、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍとしては、外科用データネットワーク２０１のモジュール式通信ハブ２０３に接続され得る他のモジュール式装置の中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール１３８、エネルギーベースの外科用装置に連結された発生器モジュール１４０、排煙モジュール１２６、吸引／灌注モジュール１２８、通信モジュール１３０、プロセッサモジュール１３２、ストレージアレイ１３４、ディスプレイに連結された外科用装置、及び／又は非接触センサモジュールなどの様々なモジュールが挙げられ得る。

一態様では、外科用データネットワーク２０１は、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをクラウドに接続する、ネットワークハブ（複数可）、ネットワークスイッチ（複数可）、及びネットワークルータ（複数可）の組み合わせを含んでもよい。ネットワークハブ又はネットワークスイッチに連結された装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのいずれか１つ又は全ては、リアルタイムでデータを収集し、データ処理及び操作のためにデータをクラウドコンピュータに転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナルデバイスを有するのではなく、共有コンピューティングリソースに依存することは理解されるであろう。用語「クラウド」は「インターネット」の隠喩として用いられ得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、用語「クラウドコンピューティング」は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために用いることができ、この場合、サーバ、ストレージ、及びアプリケーションなどの様々なサービスは、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的、又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に、かつインターネットを介してモジュール式通信ハブ２０３及び／又はコンピュータシステム２１０に接続された装置に送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ又は２つ以上の手術室内に位置する装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍの使用及び制御を調整する事業体であり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置によって収集されたデータに基づいて、多数の計算を実行することができる。ハブハードウェアは、複数の装置又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及びストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。

装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科用データネットワークは、外科的成果の改善、コスト低減、及び患者満足度の向上を提供する。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織の試料の画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響などの病状を特定するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。これは、組織及び表現型の位置特定及びマージン確認を含む。撮像装置と一体化された様々なセンサ、及び複数の撮像装置によってキャプチャされた画像をオーバーレイするなどの技術を使用して、身体の解剖学的構造を特定するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウド２０４若しくはローカルコンピュータシステム２１０又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入、及び精密ロボットの適用などの更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析することができる。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に採用してもよく、標準化されたアプローチを使用することは、外科治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。

一実装態様では、手術室装置１ａ～１ｎは、ネットワークハブに対する装置１ａ～１ｎの構成に応じて、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ２０３に接続されてもよい。ネットワークハブ２０７は、一態様では、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャスト装置として実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置する装置１ａ～１ｎに接続性を提供する。ネットワークハブ２０７は、パケット形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信する。ネットワークハブ２０７は、装置データを転送するための任意の媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（ＭＡＣ／ＩＰ）を記憶しない。装置１ａ～１ｎのうちの１つのみが、ネットワークハブ２０７を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ２０７は、情報の送信先に関する経路選択テーブル又はインテリジェンスを有さず、全てのネットワークデータを各コネクション全体、及びクラウド２０４上のリモートサーバ２１３（図９）にブロードキャストする。ネットワークハブ２０７は、コリジョンなどの基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。

別の実装形態では、手術室装置２ａ～２ｍは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ２０９に接続されてもよい。ネットワークスイッチ２０９は、ＯＳＩモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ２０９は、同じ手術室内に位置する装置２ａ～２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャスト装置である。ネットワークスイッチ２０９は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２１１に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置２ａ～２ｍは、ネットワークスイッチ２０９を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ２０９は、データを転送するために装置２ａ～２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。

ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２０９は、クラウド２０４に接続するためにネットワークルータ２１１に連結される。ネットワークルータ２１１は、ＯＳＩモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ２１１は、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのいずれか１つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ２０７及び／又はネットワークスイッチ２１１から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ２１１は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する２つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ２１１は、パケット形態のデータをクラウド２０４に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２１１は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用する。

一実施例では、ネットワークハブ２０７は、複数のＵＳＢ装置をホストコンピュータに接続することを可能にするＵＳＢハブとして実装されてもよい。ＵＳＢハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のＵＳＢポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ２０７は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線ＵＳＢ短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置１ａ～１ｎと装置２ａ～２ｍとの間の通信のために使用されてもよい。

他の実施例では、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し（２．４～２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長ＵＨＦ電波を使用して）、かつパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。他の態様では、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、並びにＥｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ２０３と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。

モジュール式通信ハブ２０３は、手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍの１つ又は全ての中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱う。フレームは、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって生成されたデータを搬送する。フレームがモジュール式通信ハブ２０３によって受信されると、フレームは増幅されてネットワークルータ２１１へ送信され、ネットワークルータ２１１は本明細書に記載される数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってこのデータをクラウドコンピューティングリソースに転送する。

モジュール式通信ハブ２０３は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２０３は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ２０３は手術室装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。

図９は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム１００と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、多くの点で外科システム１０２と類似する１つ又は２つ以上の外科システム２０２を含む。各外科システム２０２は、リモートサーバ２１３を含み得るクラウド２０４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２０６を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム２００は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化された装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー２３６を備える。図１０に示されるように、モジュール式制御タワー２３６は、コンピュータシステム２１０に連結されたモジュール式通信ハブ２０３を備える。図９の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー２３６は、内視鏡２３９に連結された撮像モジュール２３８、エネルギー装置２４１に連結された発生器モジュール２４０、排煙器モジュール２２６、吸引／灌注モジュール２２８、通信モジュール２３０、プロセッサモジュール２３２、ストレージアレイ２３４、任意でディスプレイ２３７に連結されたスマート装置／器具２３５、及び非接触センサモジュール２４２に連結される。手術室装置は、モジュール式制御タワー２３６を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結される。ロボットハブ２２２もまた、モジュール式制御タワー２３６及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、装置／器具２３５、可視化システム２０８が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２３６に連結されてもよい。モジュール式制御タワー２３６は、撮像モジュール、装置／器具ディスプレイ、及び／又は他の可視化システム２０８から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２１５（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されてもよい。ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。

図１０は、モジュール式制御タワー２３６に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ２０６を示す。モジュール式制御タワー２３６は、例えばネットワーク接続装置などのモジュール式通信ハブ２０３と、例えば局所処理、可視化、及び撮像を提供するためのコンピュータシステム２１０と、を備える。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３は、モジュール式通信ハブ２０３に接続できるモジュール（例えば、装置）の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム２１０、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送することができる。図１０に示すように、モジュール式通信ハブ２０３内のネットワークハブ／スイッチのそれぞれは、３つの下流ポート及び１つの上流ポートを含む。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２１７への通信接続を提供するためにプロセッサに接続される。クラウド２０４への通信は、有線又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。

外科用ハブ２０６は、非接触センサモジュール２４２を使用して、手術室の寸法を測定し、また超音波又はレーザ型非接触測定装置のいずれかを使用して手術現場のマップを生成する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号中の「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングの距離限界を調整するように構成される。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整することによって手術室を走査する。

コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２４４とネットワークインターフェース２４５とを備える。プロセッサ２４４は、システムバスを介して、通信モジュール２４７、ストレージ２４８、メモリ２４９、不揮発性メモリ２５０、及び入力／出力インターフェース２５１に連結される。システムバスは、９ビットバス、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、周辺装置相互接続（ＰＣＩ）、ＵＳＢ、アドバンスドグラフィックスポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（ＰＣＭＣＩＡ）、小型計算機システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）、又は任意の他の独自バス（proprietary bus）が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々なバスアーキテクチャを用いる、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造（複数可）のうちのいずれかであっってもよい。

プロセッサ２４４は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及び／又は、１つ若しくは２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ若しくは２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。

一態様では、プロセッサ２４４は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。

システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられる。更に、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、及びダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。

コンピュータシステム２１０はまた、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性コンピュータストレージ媒体、例えばディスクストレージなどを含む。ディスクストレージとしては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ－６０ドライブ、フラッシュメモリカード、又はメモリスティックのようなデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスクストレージは、ストレージ媒体を、独立して、又はコンパクトディスクＲＯＭ装置（ＣＤ－ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能ドライブ（ＣＤ－Ｒドライブ）、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ（ＣＤ－ＲＷドライブ）、若しくはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない他のストレージ媒体との組み合わせで含むことができる。ディスクストレージ装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。

コンピュータシステム２１０は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。

ユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース２５１に連結された入力装置（複数可）を介してコンピュータシステム２１０にコマンド又は情報を入力する。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライト・ディッシュ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート（複数可）を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート（複数可）としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びＵＳＢが挙げられる。出力装置（複数可）は、入力装置（複数可）と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力装置に出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ（複数可）などの他の装置及び／又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。

コンピュータシステム２１０は、クラウドコンピュータ（複数可）などの１つ若しくは２つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ（複数可）は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ（複数可）と共にメモリストレージ装置のみが示される。遠隔コンピュータ（複数可）は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５などが挙げられる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）が挙げられるがこれらに限定されない。

様々な態様では、図１０のコンピュータシステム２１０、図９～図１０の撮像モジュール２３８、及び／又は可視化システム２０８、及び／又はプロセッサモジュール２３２は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むことができる。画像プロセッサは、単一命令複数データ（ＳＩＭＤ）、又は複数命令複数データ（ＭＩＭＤ）技術を用いた並列コンピューティングを使用して速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実行することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。

通信接続（複数可）とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア／ソフトウェアを指す。例示の明瞭さのために通信接続はコンピュータシステム内部に示されているが、通信接続はコンピュータシステム２１０の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア／ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、及びＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ、並びにイーサネットカードなどの内部及び外部技術が挙げられる。

図１１は、本開示の少なくとも１つの態様による、ＵＳＢネットワークハブ３００装置の一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、ＵＳＢネットワークハブ装置３００は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＴＵＳＢ２０３６集積回路ハブを採用する。ＵＳＢネットワークハブ３００は、ＵＳＢ２．０規格に準拠する、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び最大３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８を提供するＣＭＯＳ装置である。上流ＵＳＢ送受信ポート３０２は、差動データプラス（ＤＰ０）入力とペアリングされた差動データマイナス（ＤＭ０）入力を含む差動ルートデータポートである。３つの下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、各ポートが差動データマイナス（ＤＭ１～ＤＭ３）出力とペアリングした差動データプラス（ＤＰ１～ＤＰ３）出力を含む差動データポートである。

ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したＵＳＢ送受信機が、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２及び全ての下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８の回路に統合される。下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８は、ポートに取り付けられた装置の速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理３１２を含む。

ＵＳＢネットワークハブ３００装置は、シリアルインターフェースエンジン３１０（ＳＩＥ）を含む。ＳＩＥ３１０は、ＵＳＢネットワークハブ３００ハードウェアのフロントエンドであり、ＵＳＢ仕様書の第８章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。ＳＩＥ３１０は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、ＳＯＰ、ＥＯＰ、ＲＥＳＥＴ、及びＲＥＳＵＭＥ信号の検出／生成、クロック／データ分離、非ゼロ復帰逆転（ＮＲＺＩ）データ符号化／復号及びビットスタッフィング、ＣＲＣ生成及びチェック（トークン及びデータ）、パケットＩＤ（ＰＩＤ）の生成、及びチェック／復号、並びに／又はシリアル・パラレル／パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。３１０はクロック入力３１４を受信し、ポート論理回路３２０、３２２、３２４を介して上流ＵＳＢ送受信ポート３０２と下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８との間の通信を制御するためにサスペンド／レジューム論理並びにフレームタイマー３１６回路及びハブリピータ回路３１８に連結される。ＳＩＥ３１０は、シリアルＥＥＰＲＯＭインターフェース３３０を介してシリアルＥＥＰＲＯＭのコマンドを制御するためのインターフェース論理を介してコマンドデコーダ３２６に連結される。

様々な態様では、ＵＳＢネットワークハブ３００は、最大６つの論理層（階層）内に構成された１２７個の機能を単一のコンピュータに接続することができる。更に、ＵＳＢネットワークハブ３００は、通信及び電力分配の両方を提供する標準化された４本のワイヤケーブルを使用して全ての周辺機器に接続することができる。電力構成は、バスパワーモード及びセルフパワーモードである。ＵＳＢネットワークハブ３００は、個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるバスパワーハブ、及び個々のポート電力管理又は連動ポート電力管理のいずれかを備えるセルフパワーハブの、電力管理の４つのモードをサポートするように構成されてもよい。一態様では、ＵＳＢケーブル、ＵＳＢネットワークハブ３００を使用して、上流ＵＳＢ送受信ポート３０２はＵＳＢホストコントローラにプラグ接続され、下流ＵＳＢ送受信ポート３０４、３０６、３０８はＵＳＢに互換性のある装置を接続するために露出される、といった具合である。

外科用器具のハードウェア
図１２は、本開示の１つ又は２つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム４７０の論理図を示す。システム４７０は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ４６２及びメモリ４６８を備えるマイクロコントローラ４６１を含む。例えば、センサ４７２、４７４、４７６のうちの１つ又は２つ以上が、プロセッサ４６２にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ４９２によって駆動されるモータ４８２は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Ｉビームナイフ要素を駆動する。追跡システム４８０は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成されている。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びＩビームナイフ要素の位置を判定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ４６２に提供される。追加のモータが、Ｉビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ４７３は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ４７３上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。

一態様では、マイクロコントローラ４６１は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ４６１は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ若しくは２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ若しくは２つ以上のＱＥＩアナログ、及び／又は１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ若しくは２つ以上の１２ビットＡＤＣを含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。

一態様では、マイクロコントローラ４６１は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。

マイクロコントローラ４６１は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ４６１は、プロセッサ４６２及びメモリ４６８を含む。電動モータ４８２は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流（ＤＣ）モータであってもよい。一態様では、モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡ３９４１であってもよい。他のモータ駆動器が、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０において容易に代用されてもよい。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年１０月１９日公開の米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号に記載されている。

マイクロコントローラ４６１は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ４６１は、マイクロコントローラ４６１のソフトウェアにおいて応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質と、測定による応答とのバランスをとる好適な調整された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。

一態様では、モータ４８２は、モータドライバ４９２によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって使用され得る。様々な形態において、モータ４８２は、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ４８２はブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでよい。モータドライバ４９２は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含むＨブリッジドライバを備えてもよい。モータ４８２は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドルアセンブリ又はツールハウジングに解除可能に装着された電源アセンブリによって給電され得る。電源アセンブリは、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を含んでもよい。特定の状況下では、電源アセンブリの電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源アセンブリに連結可能かつ電源アセンブリから分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。

モータドライバ４９２は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ ４９２は、特にブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。ドライバ４９２は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、完全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、レジスタで調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。他のモータ駆動器が、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム４８０において容易に代用されてもよい。

追跡システム４８０は、本開示の一態様による位置センサ４７２を備える制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサ４７２は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。一態様では、変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。他の態様では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る発射部材を表す。更に別の態様では、変位部材は、発射バー又はＩビームを表し、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合及び構成され得る。それに応じて、本明細書で使用する場合、変位部材という用語は、駆動部材、発射部材、発射バー、Ｉビーム、変位され得る任意の要素等、外科用器具又はツールの任意の移動可能な部材を総称して指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びＩビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Ｉビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ４７２に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはＩビーム、又はそれらの組み合わせが、任意の好適な直線変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（linear variable differential transformers、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducers、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

電動モータ４８２は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギアアセンブリと動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ４７２素子の１回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギアアセンブリに動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサ機構を、ラックピニオン機構によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示することができる。変位部材は、ギア減速機アセンブリの対応する駆動ギアと噛合係合するために、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表す。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Ｉビーム、又はそれらの組み合わせを表す。

位置センサ４７２に関連付けられたセンサ素子の１回転は、変位部材の長手方向の直線変位ｄ１に相当し、ｄ１は、変位部材に連結されたセンサ素子が１回転した後で、変位部材が点「ａ」から点「ｂ」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ４７２が変位部材のフルストロークに対して１回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して接続されてもよい。位置センサ４７２は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。

位置センサ４７２の２回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ（ここでｎは１より大きい整数である）が、単独で用いられても、ギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態はマイクロコントローラ４６１にフィードバックされ、マイクロコントローラ４６１は論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ４７２の出力はマイクロコントローラ４６１に提供される。センサ機構の位置センサ４７２は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計などのアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。

位置センサ４７２は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するか否かに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の感知に用いられる技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動（nuclear precession）、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。

一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０の位置センサ４７２は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ４７２は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ４７２は、マイクロコントローラ４６１と連携して絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ４７２は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ４７２の領域に、４つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法（digit-by-digit method）及びボルダーアルゴリズム（Volder's algorithm）としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ４６１に伝送される。位置センサ４７２は、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供する。位置センサ４７２は、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。

絶対位置決めシステムを備える追跡システム４８０は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のＰＷＭが挙げられる。位置センサ４７２によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ（複数可）が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ（複数可）としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１６年５月２４日発行の米国特許第９，３４５，４８１号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１４年９月１８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年６月２０日出願の米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されているものなどのセンサ配置を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。

絶対位置決めシステムは、モータ４８２が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。

例えば歪みゲージ又は微小歪みゲージなどのセンサ４７４は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅などのエンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供される。センサ４７４の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ４７６が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ４７６は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にＩビームに加えられる発射力を測定することができる。Ｉビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム駆動して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Ｉビームはまた、Ｉビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含む。あるいは、モータ４８２による電流引き込みを測定するために、電流センサ４７８を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ４８２によって引き込まれる電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供される。

一形態では、歪みゲージセンサ４７４を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。エンドエフェクタによって治療される組織に加えられる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に印加される力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成された微小歪みゲージなどの歪みゲージセンサ４７４を備える。一態様では、歪みゲージセンサ４７４は、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ４６１のプロセッサ４６２に提供される。負荷センサ４７６は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ４６２に提供され得る。

センサ４７４、４７６によってそれぞれ測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び／又はエンドエフェクタを組織に対して閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び／又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ４６１によって使用することができる。一例では、メモリ４６８は、評価の際にマイクロコントローラ４６１が用いることができる技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶することができる。

外科用器具又はツールの制御システム４７０はまた、図８～図１１に示されるようにモジュール式通信ハブと通信するための有線又は無線通信回路を備えてもよい。

図１３は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された制御回路５００を示す。制御回路５００は、本明細書で説明する様々なプロセスを実装するように構成され得る。制御回路５００は、少なくとも１つのメモリ回路５０４に連結された１つ又は２つ以上のプロセッサ５０２（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ）を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路５０４は、プロセッサ５０２によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するための機械命令をプロセッサ５０２に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ５０２は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうち任意の１つであってもよい。メモリ回路５０４は、揮発性及び不揮発性のストレージ媒体を含んでもよい。プロセッサ５０２は、命令処理ユニット５０６及び演算ユニット５０８を含んでもよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路５０４から命令を受信するように構成されてもよい。

図１４は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された組み合わせ論理回路５１０を示す。組み合わせ論理回路５１０は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成され得る。組み合わせ論理回路５１０は、入力５１４で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５１２によってデータを処理し、出力５１６を提供するように構成された組み合わせ論理５１２を含む有限状態マシンを含み得る。

図１５は、本開示の一態様による、外科用器具又はツールの態様を制御するように構成された順序論理回路５２０を示す。順序論理回路５２０又は組み合わせ論理５２２は、本明細書に記載される様々なプロセスを実装するように構成することができる。順序論理回路５２０は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路５２０は、例えば、組み合わせ論理５２２、少なくとも１つのメモリ回路５２４、及びクロック５２９を含んでもよい。少なくとも１つのメモリ回路５２４は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路５２０は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理５２２は、入力５２６から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理５２２によってデータを処理し、出力５２８を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ（例えば、図１３のプロセッサ５０２）と、本明細書の様々なプロセスを実装する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路（例えば、図１４の組み合わせ論理回路５１０）と順序論理回路５２０の組み合わせを含むことができる。

図１６は、様々な機能を実行するために起動され得る複数のモータを備える外科用器具又はツールを示す。特定の例では、第１のモータを起動させて第１の機能を実行することができ、第２のモータを起動させて第２の機能を実行することができ、第３のモータを起動させて第３の機能を実行することができ、第４のモータを起動させて第４の機能を実行することができる、といった具合である。特定の例では、ロボット外科用器具６００の複数のモータは個々に起動されて、エンドエフェクタにおいて発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動を生じさせることができる。発射運動、閉鎖運動、及び／又は関節運動は、例えばシャフトアセンブリを介してエンドエフェクタに伝達することができる。

特定の例では、外科用器具システム又はツールは発射モータ６０２を含んでもよい。発射モータ６０２は、具体的にはＩビーム要素を変位させるために、モータ６０２によって生成された発射運動をエンドエフェクタに伝達するように構成することができる、発射モータ駆動アセンブリ６０４に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、モータ６０２によって生成される発射運動によって、例えば、ステープルをステープルカートリッジから、エンドエフェクタによって捕捉された組織内へと配備し、及び／又はＩビーム要素の切刃を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Ｉビーム要素は、モータ６０２の方向を逆転させることによって後退させられ得る。

特定の例では、外科用器具又はツールは閉鎖モータ６０３を含んでもよい。閉鎖モータ６０３は、具体的には閉鎖管を変位させてアンビルを閉鎖し、アンビルとステープルカートリッジとの間で組織を圧縮するために、モータ６０３によって生成された閉鎖運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、閉鎖モータ駆動アセンブリ６０５と動作可能に連結されてもよい。閉鎖運動によって、例えば、エンドエフェクタが開放構成から接近構成へと遷移して組織を捕捉することができる。エンドエフェクタは、モータ６０３の方向を逆転させることによって開放位置に遷移され得る。

特定の例では、外科用器具又はツールは、例えば、１つ又は２つ以上の関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを含んでもよい。モータ６０６ａ、６０６ｂは、モータ６０６ａ、６０６ｂによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動アセンブリ６０８ａ、６０８ｂに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動によって、例えば、エンドエフェクタがシャフトに対して関節運動することができる。

上述したように、外科用器具又はツールは、様々な独立した機能を実施するように構成され得る複数のモータを含んでもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、他のモータが停止した状態を維持している間に、独立して又は別個に起動されて、１つ又は２つ以上の機能を実施することができる。例えば、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを起動させて、発射モータ６０２が停止した状態を維持している間に、エンドエフェクタを関節運動させることができる。あるいは、発射モータ６０２を起動させて、関節運動モータ６０６が停止している間に、複数のステープルを発射させ、及び／又は刃先を前進させることができる。更に、閉鎖モータ６０３は、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、閉鎖管及びＩビーム要素を遠位に前進させるために、発射モータ６０２と同時に起動されてもよい。

特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール６１０を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール６１０は、一度に複数のモータのうちの１つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール６１０は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール６１０などの１つ又は２つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール６１０に独立してかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール６１０は、外科用器具又はツールの複数のモータのうち一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。

少なくとも１つの例では、共通の制御モジュール６１０は、関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂとの動作可能な係合と、発射モータ６０２又は閉鎖モータ６０３のいずれかとの動作可能な係合との間で、選択的に切り替えられることができる。少なくとも１つの実施例では、図１６に示すように、スイッチ６１４は、複数の位置及び／又は状態間を移動又は遷移させることができる。例えば、第１の位置６１６では、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を発射モータ６０２に電気的に連結してもよく、第２の位置６１７では、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を閉鎖モータ６０３に電気的に連結してもよく、第３の位置６１８ａでは、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を第１の関節運動モータ６０６ａに電気的に連結してもよく、第４の位置６１８ｂでは、スイッチ６１４は、共通の制御モジュール６１０を第２の関節運動モータ６０６ｂに電気的に連結してもよい。特定の例では、別個の共通の制御モジュール６１０を、発射モータ６０２、閉鎖モータ６０３、及び関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂに同時に電気的に連結してもよい。特定の例では、スイッチ６１４は、機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、固体スイッチ、又は任意の好適な切り替え機構であってもよい。

モータ６０２、６０３、６０６ａ、６０６ｂのそれぞれは、モータのシャフトの出力トルクを測定するためのトルクセンサを備えてもよい。エンドエフェクタに加わる力は、ジョーの外側の力センサによって、又はジョーを作動させるモータのトルクセンサなどによって、任意の従来の方法で感知されてもよい。

様々な例では、図１６に示されるように、共通の制御モジュール６１０は、１つ又は２つ以上のＨブリッジＦＥＴを備え得るモータドライバ６２６を備えてもよい。モータドライバ６２６は、例えば、マイクロコントローラ６２０（「コントローラ」）からの入力に基づいて、電源６２８から共通の制御モジュール６１０に連結されたモータへと伝達された電力を変調してもよい。特定の例では、上述したように、例えば、モータが共通の制御モジュール６１０に連結されている間にマイクロコントローラ６２０を用いて、モータによって引き込まれる電流を判定することができる。

特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、マイクロプロセッサ６２２（「プロセッサ」）と、１つ又は２つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体又はメモリユニット６２４（「メモリ」）と、を含んでもよい。特定の例では、メモリ６２４は、様々なプログラム命令を記憶することができ、プログラム命令は、実行されると、プロセッサ６２２に、本明細書で説明する複数の機能及び／又は計算を実行させてもよい。特定の例では、メモリユニット６２４の１つ又は２つ以上が、例えば、プロセッサ６２２に連結されてもよい。

特定の例では、電源６２８を用いて、例えばマイクロコントローラ６２０に電力を供給してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えばリチウムイオン電池などの電池（又は「電池パック」若しくは「パワーパック」）を含んでもよい。特定の例では、電池パックは、ハンドルに解除可能に装着されて外科用器具６００に電力を供給するように構成されてもよい。直列で接続された多数の電池セルを、電源６２８として使用してもよい。特定の例では、電源６２８は、例えば、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。

様々な例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６を制御して、共通の制御モジュール６１０に連結されたモータの位置、回転方向、及び／又は速度を制御することができる。特定の例では、プロセッサ６２２は、モータドライバ６２６に信号伝達して、共通の制御モジュール６１０に連結されたモータを停止及び／又は使用不能にすることができる。用語「プロセッサ」は、本明細書で使用されるとき、任意の好適なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）の機能を１つの集積回路又は最大で数個の集積回路上で統合したその他の基本コンピューティング装置を含むと理解されるべきである。プロセッサは、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラマブルデバイスである。これは、内部メモリを有するので、逐次的デジタル論理の一例である。プロセッサは、二進数法で表される数字及び記号で動作する。

一例では、プロセッサ６２２は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。特定の例では、マイクロコントローラ６２０は、例えばＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲであってもよい。少なくとも１つの実施例では、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲは、製品データシートで容易に利用可能な特性の中でもとりわけ、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ又は２つ以上のＰＷＭモジュール、１つ又は２つ以上のＱＥＩアナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットＡＤＣを含むＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアである。他のマイクロコントローラを代用として、モジュール４４１０と共に容易に使用することができる。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。

特定の例では、メモリ６２４は、共通の制御モジュール６１０に連結可能な外科用器具６００のモータをそれぞれ制御するためのプログラム命令を含んでもよい。例えば、メモリ６２４は、発射モータ６０２、閉鎖モータ６０３、及び関節運動モータ６０６ａ、６０６ｂを制御するためのプログラム命令を含んでもよい。このようなプログラム命令は、プロセッサ６２２に、外科用器具又はツールのアルゴリズム又は制御プログラムからの入力に従って、発射機能、閉鎖機能、及び関節運動機能を制御させることができる。

特定の例では、例えば、センサ６３０などの１つ又は２つ以上の機構及び／又はセンサを用いて、特定の設定で使用すべきプログラム命令をプロセッサ６２２に警告することができる。例えば、センサ６３０は、エンドエフェクタの発射、閉鎖、及び関節運動に関連するプログラム命令を使用するようにプロセッサ６２２に警告することができる。特定の例では、センサ６３０は、例えば、スイッチ６１４の位置を感知するために用いることができる位置センサを備えてもよい。したがって、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第１の位置６１６にあることを検出すると、エンドエフェクタのＩビームの発射に関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第２の位置６１７にあることを検出すると、アンビルの閉鎖と関連付けられたプログラム命令を使用することができ、プロセッサ６２２は、例えば、センサ６３０を介してスイッチ６１４が第３の位置６１８ａ又は第４の位置６１８ｂにあることを検出すると、エンドエフェクタの関節運動と関連付けられたプログラム命令を使用することができる。

図１７は、本開示の一態様による、本明細書で説明される外科用ツールを操作するように構成されたロボット外科用器具７００の回路図である。ロボット外科用器具７００は、単一又は複数の関節運動駆動連結部のいずれかを用いて、変位部材の遠位／近位並進、閉鎖管の遠位／近位変位、シャフトの回転、及び関節運動を制御するようにプログラム又は構成されてもよい。一態様では、外科用器具７００は、発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、及び／又は１つ若しくは２つ以上の関節運動部材を個別に制御するようにプログラム又は構成されてもよい。外科用器具７００は、モータ駆動式の発射部材、閉鎖部材、シャフト部材、及び／又は１つ若しくは２つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路７１０を備える。

一態様では、ロボット外科用器具７００は、複数のモータ７０４ａ～７０４ｅを介して、エンドエフェクタ７０２のアンビル７１６及びＩビーム７１４（鋭い切刃を含む）部分、取り外し可能なステープルカートリッジ７１８、シャフト７４０、並びに１つ又は２つ以上の関節運動部材７４２ａ、７４２ｂを制御するように構成された制御回路７１０を備える。位置センサ７３４は、Ｉビーム７１４の位置フィードバックを制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。他のセンサ７３８は、制御回路７１０にフィードバックを提供するように構成されてもよい。タイマー／カウンタ７３１は、制御回路７１０にタイミング及びカウント情報を提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅを動作させるためにエネルギー源７１２が設けられてもよく、電流センサ７３６はモータ電流フィードバックを制御回路７１０に提供する。モータ７０４ａ～７０４ｅは、開ループ又は閉ループフィードバック制御において制御回路７１０によって個別に操作することができる。

一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに１つ又は２つ以上のタスクを実施させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７３１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７１０に提供して位置センサ７３４によって判定されたＩビーム７１４の位置をタイマー／カウンタ７３１の出力と相関させ、その結果、制御回路７１０は、Ｉビーム７１４が開始位置に対して特定の位置にあるときの、開始位置又は時間（ｔ）に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７１４の位置を判定することができる。タイマー／カウンタ７３１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。

一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいてエンドエフェクタ７０２の機能を制御するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、本明細書で説明するように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７１０は、組織状態に基づいて発射制御プログラム又は閉鎖制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより低速で、及び／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７１０は、変位部材をより高速で、及び／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。閉鎖制御プログラムが、アンビル７１６によって組織に加えられる閉鎖力を制御してもよい。その他の制御プログラムは、シャフト７４０及び関節運動部材７４２ａ、７４２ｂの回転を制御する。

一態様では、制御回路７１０が、モータ設定値信号を生成してもよい。モータ設定値信号は、様々なモータコントローラ７０８ａ～７０８ｅに提供されてもよい。モータコントローラ７０８ａ～７０８ｅは、本明細書で説明するように、モータ７０４ａ～７０４ｅにモータ駆動信号を提供してモータ７０４ａ～７０４ｅを駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７０４ａ～７０４ｅの速度は、それぞれのモータ駆動信号に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ７０４ａ～７０４ｅはブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、それぞれのモータ駆動信号は、モータ７０４ａ～７０４ｅの１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７０８ａ～７０８ｅは省略されてもよく、制御回路７１０がモータ駆動信号を直接生成してもよい。

一態様では、制御回路７１０は、最初に、モータ７０４ａ～７０４ｅのそれぞれを、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間のロボット外科用器具７００の応答に基づいて、制御回路７１０は、閉ループ構成の発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つに提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後で、制御回路７１０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７１０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つを閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。

一態様では、モータ７０４ａ～７０４ｅは、エネルギー源７１２から電力を受け取ることができる。エネルギー源７１２は、主交流電源、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源によって駆動されるＤＣ電源であってもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅは、それぞれの伝達装置７０６ａ～７０６ｅを介して、Ｉビーム７１４、アンビル７１６、シャフト７４０、関節運動部７４２ａ、及び関節運動部７４２ｂなどの個々の可動機械的要素に機械的に連結されてもよい。伝達装置７０６ａ～７０６ｅは、モータ７０４ａ～７０４ｅを可動機械的要素に連結するための１つ又は２つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７３４が、Ｉビーム７１４の位置を感知してもよい。位置センサ７３４が、Ｉビーム７１４の位置を示す位置データを生成することができる任意のタイプのセンサであるか、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７３４が、Ｉビーム７１４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７１０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７１０が、パルスを追跡してＩビーム７１４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他のタイプの位置センサが、Ｉビーム７１４の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの実施例では、位置センサ７３４は省略されてもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅのいずれかがステッパモータである場合、制御回路７１０は、モータ７０４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７１４の位置を追跡してもよい。位置センサ７３４が、エンドエフェクタ７０２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。モータ７０４ａ～７０４ｅのそれぞれの出力は、力を感知するためのトルクセンサ７４４ａ～７４４ｅを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。

一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のＩビーム７１４部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０はモータ制御部７０８ａにモータ設定値を提供し、モータ制御部７０８ａはモータ７０４ａに駆動信号を提供する。モータ７０４ａの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ａに連結される。トルクセンサ７４４ａは、Ｉビーム７１４に連結された伝達装置７０６ａに連結される。伝達装置７０６ａは、エンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿った遠位方向及び近位方向へのＩビーム７１４の移動を制御するための、回転要素及び発射部材などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ａは、第１のナイフ駆動ギア及び第２のナイフ駆動ギアを含むナイフギア減速セットを含むナイフギアアセンブリに連結されてもよい。トルクセンサ７４４ａは、制御回路７１０に発射力フィードバック信号を提供する。発射力信号は、Ｉビーム７１４を発射又は変位させるために必要な力を表す。位置センサ７３４は、発射ストロークに沿ったＩビーム７１４の位置又は発射部材の位置を、フィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２は、制御回路７１０にフィードバック信号を提供するように構成された追加のセンサ７３８を含んでもよい。使用準備が整ったら、制御回路７１０は、モータ制御部７０８ａに発射信号を提供することができる。発射信号に応答して、モータ７０４ａは、発射部材をエンドエフェクタ７０２の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動することができる。発射部材が遠位に並進すると、遠位端に位置付けられた切断要素を備えるＩビーム７１４は、遠位に前進して、ステープルカートリッジ７１８とアンビル７１６との間に位置する組織を切断する。

一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２のアンビル７１６などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｂに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｂにモータ設定値を提供する。モータ７０４ｂの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｂに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、アンビル７１６に連結された伝達装置７０６ｂに連結される。伝達装置７０６ｂは、開放位置及び閉鎖位置からのアンビル７１６の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ７０４ｂは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギアアセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｂは、制御回路７１０に閉鎖力フィードバック信号を提供する。閉鎖力フィードバック信号は、アンビル７１６に加えられる閉鎖力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。エンドエフェクタ７０２内の追加のセンサ７３８は、閉鎖力フィードバック信号を制御回路７１０に提供することができる。枢動可能なアンビル７１６は、ステープルカートリッジ７１８の反対側に位置付けられる。使用準備が整うと、制御回路７１０が、モータ制御部７０８ｂに閉鎖信号を提供してもよい。閉鎖信号に応答して、モータ７０４ｂは、閉鎖部材を前進させて、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間の組織を把持する。

一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を回転させるためにシャフト７４０などのシャフト部材を回転させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｃに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｃにモータ設定値を提供する。モータ７０４ｃの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｃに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、シャフト７４０に連結された伝達装置７０６ｃに連結される。伝達装置７０６ｃは、シャフト７４０の時計回り又は反時計回りの回転を３６０度まで及びそれを超えて制御するために、回転要素などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ｃは、ツール装着プレート上に動作可能に支持された回転ギアアセンブリによって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された（又はこれに取り付けられた）管状ギアセグメントを含む回転伝達装置アセンブリに連結される。トルクセンサ７４４ｃは、制御回路７１０に回転力フィードバック信号を提供する。回転力フィードバック信号は、シャフト７４０に加えられる回転力を表す。位置センサ７３４は、閉鎖部材の位置をフィードバック信号として制御回路７１０に提供するように構成されてもよい。シャフトエンコーダなどの追加のセンサ７３８が、シャフト７４０の回転位置を制御回路７１０に提供してもよい。

一態様では、制御回路７１０は、エンドエフェクタ７０２を関節運動させるように構成されている。制御回路７１０は、モータ７０４ｄに駆動信号を提供するモータ制御部７０８ｄにモータ設定値を提供する。モータ７０４ｄの出力シャフトは、トルクセンサ７４４ｄに連結される。トルクセンサ７４４ｄは、関節運動部材７４２ａに連結された伝達装置７０６ｄに連結される。伝達装置７０６ｄは、エンドエフェクタ７０２の±６５°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を備える。一態様では、モータ７０４ｄは、関節運動ナットに連結され、関節運動ナットは、遠位スパイン部分の近位端部分上で回転可能に軸支され、遠位スパイン部分の近位端部分上で関節運動ギアアセンブリによって回転可能に駆動される。トルクセンサ７４４ｄは、制御回路７１０に関節運動力フィードバック信号を提供する。関節運動力フィードバック信号は、エンドエフェクタ７０２に適用される関節運動力を表す。関節運動エンコーダなどのセンサ７３８は、エンドエフェクタ７０２の関節運動位置を制御回路７１０に提供してもよい。

別の態様では、ロボット外科システム７００の関節運動機能は、２つの関節運動部材、又は連結部７４２ａ、７４２ｂを含んでもよい。これらの関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、２つのモータ７０８ｄ、７０８ｅによって駆動されるロボットインターフェース（ラック）上の個別のディスクによって駆動される。個別の発射モータ７０４ａが提供されると、ヘッドが運動していないときにヘッドに抵抗保持運動及び負荷を提供するために、かつヘッドが関節運動しているときに関節運動を提供するために、関節運動連結部７４２ａ、７４２ｂのそれぞれは他の連結部に対して拮抗的に駆動され得る。関節運動部材７４２ａ、７４２ｂは、ヘッドが回転するときに固定された半径でヘッドに取り付けられる。したがって、ヘッドが回転すると、プッシュプル連結部の機械効率は変化する。この機械効率の変化は、他の関節運動連結部の駆動システムでより顕著であり得る。

一態様では、１つ又は２つ以上のモータ７０４ａ～７０４ｅは、ギアボックス、及び発射部材、閉鎖部材、又は関節運動部材への機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータを備えてもよい。別の例としては、変位部材、関節運動連結部、閉鎖管、及びシャフトなどの可動機械的要素を動作させる電動モータ７０４ａ～７０４ｅが挙げられる。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電動モータ７０４ａ～７０４ｅの１つに反して作用する障害（drag）と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。

一態様では、位置センサ７３４は、絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。一態様では、位置センサ７３４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備えてもよい。位置センサ７３４は、制御回路７１０と連係して絶対位置決めシステムを提供してもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。

一態様では、制御回路７１０は、１つ又は２つ以上のセンサ７３８と通信してもよい。センサ７３８は、エンドエフェクタ７０２上に位置付けられてもよく、ロボット外科用器具７００と共に動作して間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７３８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、ロードセル、圧力センサ、力センサ、トルクセンサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７０２の１つ又は２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７３８は、１つ又は２つ以上のセンサを含んでもよい。センサ７３８は、分割された電極を使用して組織の位置を判定するために、ステープルカートリッジ７１８のデッキ上に位置してもよい。トルクセンサ７４４ａ～７４４ｅは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び／又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路７１０は、（１）遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、（２）ラックにある発射部材及びその位置、（３）ステープルカートリッジ７１８のどの部分がその上に組織を有しているか、及び（４）両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置、を感知することができる。

一態様では、１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、クランプ留め状態中のアンビル７１６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７３８は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７３８は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。

一態様では、センサ７３８は、とりわけ、１つ又は２つ以上のリミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、磁気抵抗（ＭＲ）装置、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチとして実装されてもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７３８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。

一態様では、センサ７３８は、閉鎖駆動システムによってアンビル７１６に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７３８が、閉鎖管によってアンビル７１６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７１６との間の相互作用点に位置することができる。アンビル７１６に対して及ぼされる力は、アンビル７１６とステープルカートリッジ７１８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７３８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７１６に加えられる閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７３８は、制御回路７１０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７１０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル７１６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。

一態様では、電流センサ７３６を用いて、モータ７０４ａ～７０４ｅのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Ｉビーム７１４などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ７０４ａ～７０４ｅのうちの１つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７１０に提供される。制御回路７１０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７０２内のＩビーム７１４を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、線形二次（ＬＱＲ）、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。ロボット外科用器具７００は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２９日出願の「ＣＬＯＳＥＤ ＬＯＯＰ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＣＯＮＴＲＯＬ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／６３６，８２９号に開示されている。

図１８は、本開示の一態様による、変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた外科用器具７５０のブロック図を示す。一態様では、外科用器具７５０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされている。外科用器具７５０は、アンビル７６６、Ｉビーム７６４（鋭い切刃を含む）、及び取り外し可能なステープルカートリッジ７６８を備え得るエンドエフェクタ７５２を備える。

Ｉビーム７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ構成、及び位置センサ７８４によって測定することができる。Ｉビーム７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Ｉビーム７６４の位置は、位置センサ７８４を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Ｉビーム７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書で説明する位置センサ７８４によって達成することができる。制御回路７６０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、説明する方法で変位部材、例えば、Ｉビーム７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７８１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定されたＩビーム７６４の位置をタイマー／カウンタ７８１の出力と相関させて、制御回路７６０が、開始位置に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７６４の位置を判定することができるようにする。タイマー／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。

制御回路７６０は、モータ設定値信号７７２を生成してもよい。モータ設定値信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書で説明するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。

モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信してもよい。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結されてもよい。伝達装置７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１つ若しくは２つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を感知してもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を示す位置データを生成することができる任意のタイプのセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、パルスを追跡してＩビーム７６４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他のタイプの位置センサが、Ｉビーム７６４の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、一部の実施例では、位置センサ７８４は省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータ７５４が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７６４の位置を追跡してもよい。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７５２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。

制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信してもよい。センサ７８８は、エンドエフェクタ７５２上に位置付けられてもよく、外科用器具７５０と共に動作して間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７５２の１つ若しくは２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含んでもよい。

１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ留め状態中のアンビル７６６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。

センサ７８８は、閉鎖駆動システムによってアンビル７６６に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７６６との間の相互作用点に位置することができる。アンビル７６６に及ぼされる力は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に加えられる閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル７６６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。

モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。Ｉビーム７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。

制御回路７６０は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ７５２内のＩビーム７６４を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、ＰＩＤ、状態フィードバック、ＬＱＲ、及び／又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか１つであってもよい。外科用器具７５０は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、ＰＷＭ電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び／又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。

外科用器具７５０の実際の駆動システムは、ギアボックス、並びに関節運動及び／又はナイフシステムへの機械的連結部を備えるブラシ付きＤＣモータによって、変位部材、切断部材、又はＩビーム７６４を駆動するように構成されている。別の例は、交換式シャフトアセンブリの、例えば変位部材及び関節運動ドライバを動作させる電気モータ７５４である。外部影響とは、組織、周囲体、及び物理系上の摩擦などのものの、測定されていない予測不可能な影響である。こうした外部影響は、電気モータ７５４に反して作用する障害と呼ばれることがある。障害などの外部影響は、物理系の動作を物理系の所望の動作から逸脱させることがある。

様々な例示の態様は、モータ駆動の外科用ステープル留め及び切断手段を有するエンドエフェクタ７５２を備える外科用器具７５０を目的とする。例えば、モータ７５４は、エンドエフェクタ７５２の長手方向軸線に沿って遠位方向及び近位方向に変位部材を駆動してもよい。エンドエフェクタ７５２は、枢動可能なアンビル７６６と、使用のために構成される場合は、アンビル７６６の反対側に位置付けられたステープルカートリッジ７６８とを備えてもよい。臨床医は、本明細書で説明するように、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に組織を把持してもよい。器具７５０を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば器具７５０のトリガを押すことによって発射信号を提供してもよい。発射信号に応答して、モータ７５４は、変位部材をエンドエフェクタ７５２の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動してもよい。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に位置付けられた切断要素を有するＩビーム７６４は、ステープルカートリッジ７６８とアンビル７６６との間の組織を切断してもよい。

様々な実施例では、外科用器具７５０は、１つ又は２つ以上の組織状態に基づいて、例えば、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされた制御回路７６０を備えてもよい。制御回路７６０は、本明細書で説明するように、直接的又は間接的のいずれかで厚さなどの組織状態を感知するようにプログラムされてもよい。制御回路７６０は、組織状態に基づいて発射制御プログラムを選択するようにプログラムされてもよい。発射制御プログラムは、変位部材の遠位運動を記述することができる。様々な組織状態をより良好に処理するために様々な発射制御プログラムを選択することができる。例えば、より厚い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより低速で、かつ／又はより低電力で並進させるようにプログラムされてもよい。より薄い組織が存在する場合、制御回路７６０は、変位部材をより高速で、かつ／又はより高電力で並進させるようにプログラムされてもよい。

いつくかの実施例では、制御回路７６０は、最初に、モータ７５４を、変位部材のストロークの第１の開ループ部分では開ループ構成で動作させてもよい。ストロークの開ループ部分の間の器具７５０の応答に基づいて、制御回路７６０は、発射制御プログラムを選択してもよい。器具の応答としては、開ループ部分の間の変位部材の並進距離、開ループ部分の間に経過する時間、開ループ部分の間にモータ７５４に提供されるエネルギー、モータ駆動信号のパルス幅の合計などが挙げられ得る。開ループ部分の後、制御回路７６０は、変位部材ストロークの第２の部分に対して、選択された発射制御プログラムを実施してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路７６０は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ７５４を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月２９日出願の「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／７２０，８５２号に開示されている。

図１９は、本開示の一態様による、様々な機能を制御するように構成された外科用器具７９０の概略図である。一態様では、外科用器具７９０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の遠位並進を制御するようにプログラムされている。外科用器具７９０は、アンビル７６６、Ｉビーム７６４、及びＲＦカートリッジ７９６（破線で示す）と交換することができる取り外し可能なステープルカートリッジ７６８を備え得るエンドエフェクタ７９２を備える。

一態様では、センサ７８８は、とりわけ、リミットスイッチ、電気機械装置、固体スイッチ、ホール効果装置、ＭＲ装置、ＧＭＲ装置、磁力計として実装されてもよい。他の実装形態では、センサ６３８は、とりわけ光センサ、ＩＲセンサ、紫外線センサなどの光の影響下で動作する固体スイッチであってもよい。更に、スイッチは、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ、接合ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、双極など）などの固体装置であってもよい。他の実装形態では、センサ７８８は、とりわけ、導電体非含有スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、及び慣性センサを含んでもよい。

一態様では、位置センサ７８４は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装される磁気回転絶対位置決めシステムを備える絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ７８４は、制御回路７６０と連係して絶対位置決めシステムを提供することができる。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるＣＯＲＤＩＣプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。

一態様では、Ｉビーム７６４は、上に組織切断刃を動作可能に支持するナイフ本体を備えるナイフ部材として実装されてもよく、アンビル係合タブ又は特徴部及び通路係合特徴部又は足部を更に含んでよい。一態様では、ステープルカートリッジ７６８は、標準的な（機械的）外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、ＲＦカートリッジ７９６は、ＲＦカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ構成は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２０日出願の「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する同一出願人による米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されている。

Ｉビーム７６４などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び／又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ構成、及び位置センサ７８４として表される位置センサにより、測定することができる。Ｉビーム７６４が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Ｉビーム７６４の位置は、位置センサ７８４を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって判定することができる。したがって、以下の説明では、Ｉビーム７６４の位置、変位、及び／又は並進は、本明細書で説明する位置センサ７８４によって達成され得る。制御回路７６０は、Ｉビーム７６４などの変位部材の並進を制御するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施例では、制御回路７６０は、１つ若しくは２つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ若しくは複数のプロセッサに、説明する方法で変位部材、例えばＩビーム７６４を制御させる命令を実行するための他の好適なプロセッサを備えてもよい。一態様では、タイマー／カウンタ７８１は、経過時間又はデジタルカウントなどの出力信号を制御回路７６０に提供して、位置センサ７８４によって判定されたＩビーム７６４の位置をタイマー／カウンタ７８１の出力と相関させて、制御回路７６０が、開始位置に対する特定の時間（ｔ）におけるＩビーム７６４の位置を判定することができるようにする。タイマー／カウンタ７８１は、経過時間を測定するか、外部イベントを計数するか、又は外部イベントの時間を測定するように構成されてよい。

制御回路７６０は、モータ設定値信号７７２を生成してもよい。モータ設定値信号７７２は、モータコントローラ７５８に提供されてもよい。モータコントローラ７５８は、本明細書で説明するように、モータ７５４にモータ駆動信号７７４を提供してモータ７５４を駆動するように構成された１つ又は２つ以上の回路を備えてもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４は、ブラシ付きＤＣ電動モータであってもよい。例えば、モータ７５４の速度は、モータ駆動信号７７４に比例してもよい。いくつかの実施例では、モータ７５４はブラシレスＤＣ電動モータであってもよく、モータ駆動信号７７４は、モータ７５４の１つ又は２つ以上の固定子巻線に提供されるＰＷＭ信号を含んでもよい。また、いくつかの実施例では、モータコントローラ７５８は省略されてもよく、制御回路７６０がモータ駆動信号７７４を直接生成してもよい。

モータ７５４は、エネルギー源７６２から電力を受信してもよい。エネルギー源７６２は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ７５４は、伝達装置７５６を介してＩビーム７６４に機械的に連結されてもよい。伝達装置７５６は、モータ７５４をＩビーム７６４に連結するための１つ若しくは２つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を感知してもよい。位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４の位置を示す位置データを生成することができる任意のタイプのセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの実施例では、位置センサ７８４は、Ｉビーム７６４が遠位及び近位に並進すると一連のパルスを制御回路７６０に提供するように構成されたエンコーダを含んでもよい。制御回路７６０は、パルスを追跡してＩビーム７６４の位置を判定してもよい。例えば、近接センサを含む他の好適な位置センサが使用されてもよい。他のタイプの位置センサが、Ｉビーム７６４の運動を示す他の信号を提供してもよい。また、いくつかの実施例では、位置センサ７８４が省略されてもよい。モータ７５４がステッパモータである場合、制御回路７６０は、モータが実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Ｉビーム７６４の位置を追跡してもよい。位置センサ７８４は、エンドエフェクタ７９２内、又は器具の任意の他の部分に位置してもよい。

制御回路７６０は、１つ又は２つ以上のセンサ７８８と通信してもよい。センサ７８８は、エンドエフェクタ７９２上に位置付けられてもよく、外科用器具７９０と共に動作して間隙距離対時間、組織圧縮対時間、及びアンビル歪み対時間などの様々な導出パラメータを測定するように適合されてもよい。センサ７８８は、磁気センサ、磁界センサ、歪みゲージ、圧力センサ、力センサ、渦電流センサなどの誘導センサ、抵抗センサ、容量センサ、光学センサ、及び／又はエンドエフェクタ７９２の１つ若しくは２つ以上のパラメータを測定するための任意の他の好適なセンサを含んでもよい。センサ７８８は、１つ又は２つ以上のセンサを含み得る。

１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、クランプ留め状態中のアンビル７６６における歪みの大きさを測定するように構成された、微小歪みゲージなどの歪みゲージを備えてもよい。歪みゲージは、歪みの大きさに伴って振幅が変動する電気信号を提供する。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間で圧縮された組織の存在によって生成された圧力を検出するように構成された圧力センサを備えてもよい。センサ７８８は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に位置する組織部分のインピーダンスを検出するように構成されてもよく、このインピーダンスは、それらの間に位置する組織の厚さ及び／又は充満度を示す。

センサ７８８は、閉鎖駆動システムにより、アンビル７６６に及ぼされる力を測定するように構成されてよい。例えば、１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、閉鎖管によってアンビル７６６に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル７６６との間の相互作用点に位置することができる。アンビル７６６に対して及ぼされる力は、アンビル７６６とステープルカートリッジ７６８との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。１つ又は２つ以上のセンサ７８８を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル７６６に加えられる閉鎖力を検出することができる。１つ又は２つ以上のセンサ７８８は、制御回路７６０のプロセッサ部により、クランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路７６０は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、クランプアーム７６６に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。

モータ７５４によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ７８６を用いることができる。Ｉビーム７６４を前進させるのに必要な力は、モータ７５４によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路７６０に提供される。

ＲＦエネルギー源７９４はエンドエフェクタ７９２に連結され、ＲＦカートリッジ７９６が、ステープルカートリッジ７６８の代わりにエンドエフェクタ７９２にロードされるときに、ＲＦカートリッジ７９６に適用される。制御回路７６０は、ＲＦエネルギーのＲＦカートリッジ７９６への送達を制御する。

更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＵＰＬＡＢＬＥ ＷＩＴＨ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＡＮＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＵＳＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１５／６３６，０９６号に開示されている。

発生器ハードウェア
図２０は、他の利点の中でも特に、インダクタなし調整を提供するように構成された発生器８００の簡略ブロック図である。発生器８００の追加の詳細は、２０１５年６月２３日発行の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許第９，０６０，７７５号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。発生器８００は、電力変圧器８０６を介して非絶縁段階８０４と通信する患者絶縁段階８０２を備えてもよい。電力変圧器８０６の二次巻線８０８は、絶縁段階８０２に含まれ、例えば、超音波外科用器具、ＲＦ電気外科用器具、並びに単独又は同時に送達可能な超音波及びＲＦエネルギーモードを含む多機能型外科用器具などの様々な外科用器具に駆動信号を送達するために駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃを規定するためのタップ構成（例えば、センタタップ又は非センタタップ構成）を含んでもよい。具体的には、駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｃは、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均根（ＲＭＳ）駆動信号）を超音波外科用器具に出力してもよく、駆動信号出力部８１０ｂ、８１０ｃは、電力変圧器８０６のセンタタップに対応する駆動出力部８１０ｂにより、ＲＦ電気外科用駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具に出力してもよい。

特定の形態では、超音波及び電気外科用の駆動信号は、別個の外科用器具に、及び／又は超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する多機能外科用器具などの単一の外科用器具に、同時に供給されてもよい。専用の電気外科用器具及び／又は複合多機能超音波／電気外科用器具のどちらかへと供給される電気外科用信号は、治療用又は治療量以下のレベルの信号のどちらかであり、治療量以下の信号は、例えば、組織又は器具状態をモニタして、フィードバックを発生器に提供するために使用され得ることが理解されよう。例えば、超音波及びＲＦ信号は、以下でより詳細に論じられるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に送達され得る。したがって、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用ＲＦエネルギーを組み合わせて、複合エネルギーを多機能超音波／電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のジョーの上に配置することができる。一方のジョーは、同時に働く、電気外科用ＲＦエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用ＲＦエネルギーは血管封止に用いられてもよい。

非絶縁段階８０４は、電力変圧器８０６の一次巻線８１４に接続された出力部を有する電力増幅器８１２を含んでもよい。特定の形態では、電力増幅器８１２は、プッシュプル増幅器を含んでもよい。例えば、非絶縁段階８０４は、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）回路８１８にデジタル出力を供給するための論理デバイス８１６を更に含み、ＤＡＣ回路８１８が、電力増幅器８１２の入力に対応するアナログ信号を供給してもよい。特定の形態では、論理デバイス８１６は、他の論理回路の中でも、例えば、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、ＦＰＧＡ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）を備えてもよい。したがって、論理デバイス８１６は、ＤＡＣ回路８１８を介して電力増幅器８１２の入力を制御することにより、駆動信号出力部８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃで出現する駆動信号の多くのパラメータ（例えば、周波数、波形、波形振幅）のうちのいずれかを制御してもよい。特定の形態では、また以下で説明するように、論理デバイス８１６は、プロセッサ（例えば、以下で説明するＤＳＰ）と共に、多くのＤＳＰベース及び／又は他の制御アルゴリズムを実行して、発生器８００によって出力される駆動信号のパラメータを制御してもよい。

電力は、スイッチモードレギュレータ８２０、例えば、電力変換器によって、電力増幅器８１２の電力レールに供給され得る。特定の形態では、スイッチモードレギュレータ８２０は、例えば、調整可能なバックレギュレータを備えてもよい。非絶縁段階８０４は、第１のプロセッサ８２２を更に備えてもよく、この第１のプロセッサは、一形態では、例えば、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）から入手可能なＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＡＤＳＰ－２１４６９ ＳＨＡＲＣ ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを備えてもよいが、様々な形態において、任意の好適なプロセッサが用いられてもよい。特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ８２２は、ＡＤＣ回路８２４を介してＤＳＰプロセッサ８２２によって電力増幅器８１２から受信した電圧フィードバックデータに応答して、スイッチ－モードレギュレータ８２０の動作を制御してもよい。一形態では、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２は、電力増幅器８１２によって増幅された信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ回路８２４を介して入力として受信してもよい。次いで、ＤＳＰプロセッサ８２２は、電力増幅器８１２に供給されるレール電圧が、増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチ－モードレギュレータ８２０を（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）制御してもよい。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器８１２のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器８１２の効率は、固定レール電圧増幅器スキームに対して顕著に改善され得る。

特定の形態では、論理デバイス８１６は、ＤＳＰプロセッサ８２２と共に、直接デジタルシンセサイザ制御スキームなどのデジタル合成回路を実装して、発生器８００によって出力される駆動信号の波形、周波数、及び／又は振幅を制御してもよい。一形態では、例えば、論理デバイス８１６は、ＦＰＧＡ内に埋め込まれ得るＲＡＭ ＬＵＴなどの、動的に更新されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実装してもよい。この制御アルゴリズムは、超音波変換器などの超音波変換器が、その共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動され得る超音波用途で特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減は、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減することができる。発生器８００よって出力される駆動信号の波形は、出力駆動回路（例えば、電力変圧器８０６、電力増幅器８１２）内に存在する様々な歪み源によって影響されるため、駆動信号に基づく電圧及び電流フィードバックデータは、ＤＳＰプロセッサ８２２によって実装される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力されてもよく、これは動的な、進行に応じたベース（例えば、リアルタイム）で、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを好適に事前に歪ませる又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプル毎に決定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路により処理される場合、超音波変換器を最適に駆動するために、所望の波形形状（例えば、正弦波）を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。そのような形態では、ＬＵＴ波形サンプルは、したがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。

非絶縁段階８０４は、発生器８００によって出力される駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、各絶縁変圧器８３０、８３２を介して電力変圧器８０６の出力部に連結された第１のＡＤＣ回路８２６及び第２のＡＤＣ回路８２８を更に備えてもよい。特定の形態では、ＡＤＣ回路８２６、８２８は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために、高速（例えば、毎秒８０メガサンプル（mega samples per second、ＭＳＰＳ））でサンプリングするように構成され得る。一形態では、例えば、ＡＤＣ回路８２６、８２８のサンプリング速度は、駆動信号のおよそ２００ｘ（周波数による）のオーバーサンプリングを可能にしてもよい。特定の形態では、ＡＤＣ回路８２６、８２８のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介して、入力電圧及び電流信号を受信する単一のＡＤＣ回路によって実施され得る。発生器８００の形態での高速サンプリングの使用は、とりわけ、動作ブランチを通って流れる複素電流の計算（これは、上述のＤＤＳベースの波形制御を実装するために、特定の形態で使用され得る）、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング、及び高精度での実電力消費の計算を可能にしてもよい。ＡＤＣ回路８２６、８２８によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、論理デバイス８１６によって受信かつ処理され得（例えば、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）バッファ、マルチプレクサ）、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２による以後の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の形態では、これは、電圧及び電流のフィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス８１６によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、記憶された各電圧及び電流のフィードバックデータ対にインデックスを付けることを必要とし得る。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。

特定の形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス位相を決定するために使用されてもよい。続いて、駆動信号の周波数を制御して、判定されたインピーダンス位相とインピーダンス位相設定値（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減し、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、それに対応してインピーダンス位相の測定精度を向上させることができる。位相インピーダンス及び周波数制御信号の決定は、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス８１６によって実装されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。

別の形態では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定値で維持するために監視されてもよい。電流振幅設定値は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電力設定値に基づいて間接的に判定されてもよい。特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２内の比例－積分－微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実装され得る。駆動信号の電流振幅を好適に制御するための制御アルゴリズムにより制御される変数には、例えば、論理デバイス８１６に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング、及び／又はＤＡＣ回路８３４を介した（電力増幅器８１２に入力を供給する）ＤＡＣ回路８１８のフルスケール出力電圧が挙げられ得る。

非絶縁段階８０４は、とりわけユーザインターフェース（ＵＩ）機能を提供するために、第２のプロセッサ８３６を更に備えてもよい。一形態では、ＵＩプロセッサ８３６は、例えば、Ａｔｍｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能な、ＡＲＭ ９２６ＥＪ－Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ＳＡＭ９２６３プロセッサを備えてもよい。ＵＩプロセッサ８３６によってサポートされるＵＩ機能の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザフィードバック、（例えば、ＵＳＢインターフェースを介した）周辺装置との通信、フットスイッチとの通信、入力装置（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）との通信、並びに出力装置（例えば、スピーカ）との通信が挙げられ得る。ＵＩプロセッサ８３６は、（例えば、ＳＰＩバスを介して）ＤＳＰプロセッサ８２２及び論理デバイス８１６と通信してもよい。ＵＩプロセッサ８３６は、ＵＩ機能を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ８２２と協調して、危険の緩和を実装してもよい。例えば、プロセッサ８３６は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力、フットスイッチ入力、温度サンサ入力）の様々な態様を監視するようにプログラミングされてもよく、誤った状態が検出される場合に、発生器８００の駆動出力を無効にしてもよい。

特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ８２２及びＵＩプロセッサ８３６の両方は、例えば、発生器８００の動作状態を判定しかつ監視してもよい。ＤＳＰプロセッサ８２２に関し、発生器８００の動作状態は、例えば、どの制御及び／又は診断プロセスがＤＳＰプロセッサ８２２によって実行されるかを決定してもよい。ＵＩプロセッサ８３６に関し、発生器８００の動作状態は、例えば、ＵＩ（例えば、ディスプレイスクリーン、音）のどの要素がユーザに提示されるかを決定してもよい。ＤＳＰプロセッサ８２２及びＵＩプロセッサ８３６はそれぞれ、発生器８００の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を、認識しかつ評価してもよい。ＤＳＰプロセッサ８２２は、この関係におけるマスターとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを判定してもよい。ＵＩプロセッサ８３６は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、ＤＳＰプロセッサ８２２が、ＵＩプロセッサ８３６に特定の状態へと遷移するように命令するときに、ＵＩプロセッサ８３６は、要求される遷移が有効であることを確認してもよい。要求される状態間の遷移がＵＩプロセッサ８３６によって無効であると判定される場合、ＵＩプロセッサ８３６は、発生器８００を故障モードにしてもよい。

非絶縁段階８０４は、入力装置（例えば、発生器８００をオン及びオフするために使用される静電容量式タッチセンサ、静電容量式タッチスクリーン）を監視するためのコントローラ８３８を更に含んでもよい。特定の形態では、コントローラ８３８は、少なくとも１つのプロセッサ及び／又はＵＩプロセッサ８３６と通信する他のコントローラ装置を備えてもよい。一形態では、例えば、コントローラ８３８は、１つ又は２つ以上の容量性タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＭｅｇ１６８ ８ビットコントローラ）を備えてもよい。一形態では、コントローラ８３８は、容量性タッチスクリーンからのタッチデータの獲得を制御及び管理するためのタッチスクリーンコントローラ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＱＴ５４８０タッチスクリーンコントローラ）を含んでもよい。

特定の形態では、発生器８００が「電力オフ」状態にあるときに、コントローラ８３８は、（例えば、後述の電源８５４などの、発生器８００の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ８３８は、発生器８００をオンオフするための入力装置（例えば、発生器８００の前側パネルに位置する容量タッチセンサ）を監視し続けてもよい。発生器８００が電源オフ状態にあるとき、コントローラ８３８は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置の起動が検出されれば、電源を起動することができる（例えば、電源８５４の１つ又は２つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変圧器８５６の動作を有効にする）。その結果、コントローラ８３８は、発生器８００を「電源オン」状態に移行させるためのシーケンスを開始してもよい。逆に、発生器８００が電源オン状態にあるときに「オン／オフ」入力装置の起動が検出される場合、コントローラ８３８は発生器８００を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始してもよい。例えば、特定の形態では、コントローラ８３８は、「オン／オフ」入力装置の起動をＵＩプロセッサ８３６に報告してもよく、ＵＩプロセッサ８３６が、発生器８００の電源オフ状態への遷移のために必要なプロセスシーケンスを実行する。この形態では、コントローラ８３８は、発生器８００の電源オン状態が確立された後に、発生器８００から電力を除去するための独立した能力を有しないことがある。

特定の形態では、コントローラ８３８は、ユーザに電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器８００に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させてもよい。そのような警告は、電源オン又は電源オフシーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。

特定の形態では、絶縁段階８０２は、例えば、外科用器具の制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを備える制御回路）と、例えば論理デバイス８１６、ＤＳＰプロセッサ８２２、及び／又はＵＩプロセッサ８３６などの非絶縁段階８０４の構成要素との間の通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路８４０を含んでもよい。器具インターフェース回路８４０は、例えば、ＩＲベースの通信リンクなどの、絶縁段階８０２と非絶縁段階８０４との間の好適な電気的絶縁の程度を維持する通信リンクを介して、非絶縁段階８０４の構成要素と情報を交換してもよい。例えば、非絶縁段階８０４から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路８４０に電力を供給してもよい。

一形態では、器具インターフェース回路８４０は、信号調整回路８４４と通信している論理回路８４２（例えば、論理回路、プログラマブル論理回路、ＰＧＡ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ）を備えてもよい。信号調整回路８４４は、同一の周波数を有する双極呼掛け信号を生成するために、論理デバイス８４２から周期信号（例えば、２ｋＨｚ方形波）を受信するように構成されてもよい。呼掛け信号は、例えば、差動増幅器によって供給される双極電流源を使用して発生させることができる。呼掛け信号は、（例えば、発生器８００を外科用器具に接続するケーブル内の導電ペアを使用して）外科用器具制御回路に通信され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視されてもよい。制御回路は、多数のスイッチ、抵抗器、及び／又はダイオードを備えて、制御回路の状態又は構成が１つ又は２つ以上の特性に基づいて一意に識別可能であるように、呼掛け信号の１つ又は２つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正してもよい。例えば、一形態では、信号調整回路８４４は、呼掛け信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するためのＡＤＣ回路を備えてもよい。論理回路８４２（又は、非絶縁段階８０４の構成要素）は、次いでＡＤＣ回路サンプルに基づく制御回路の状態又は構成を判定してもよい。

一形態では、器具インターフェース回路８４０は、第１のデータ回路インターフェース８４６を含んで、論理回路８４２（又は器具インターフェース回路８４０のその他の要素）と、外科用器具内に配置されるか又は別の方法で関連付けられた第１のデータ回路との間の情報交換を可能にしてもよい。特定の形態では、例えば、第１のデータ回路は、特定の外科用器具タイプ又はモデルと発生器８００とをインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配設されてもよい。第１のデータ回路は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第１のデータ回路関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って、発生器と通信してもよい。特定の形態では、第１のデータ回路は、ＥＥＰＲＯＭデバイスなどの、不揮発性ストレージ装置を含み得る。特定の形態では、第１のデータ回路インターフェース８４６は、論理回路８４２とは別個に実装され、論理回路８４２と第１のデータ回路との間の通信を可能にする好適な回路（例えば、別個の論理デバイス、プロセッサ）を含んでもよい。他の形態では、第１のデータ回路インターフェース８４６は、論理回路８４２と一体であり得る。

特定の形態では、第１のデータ回路は、関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報としては、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他のタイプの情報を挙げることができる。この情報は、器具インターフェース回路８４０によって（例えば、論理デバイス８４２によって）読み出され、出力デバイスを介したユーザへの提示のため、及び／又は発生器８００の機能又は動作の制御のために、非絶縁段階８０４の構成要素（例えば、論理デバイス８１６、ＤＳＰプロセッサ８２２、及び／又はＵＩプロセッサ８３６）に伝達され得る。加えて、任意のタイプの情報が、第１のデータ回路インターフェース８４６を介して内部に記憶させるために（例えば、論理回路８４２を使用して）第１のデータ回路に通信され得る。そのような情報は、例えば、外科用器具が使用された最新の手術数並びに／又はその使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。

上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び／又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であり得る（例えば、多機能外科用器具は、ハンドピースから取り外し可能であり得る）。そのような場合、従来の発生器の能力は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに応じて制御及び診断プロセスを最適化することに限定されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性、及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの互換性を維持するための設計変更を最小限にすることによって、これらの懸念に対処する。

加えて、発生器８００の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器８００は、器具（例えば、多機能外科用器具）内に収容されている第２のデータ回路と通信するように構成され得る。いくつかの形態では、第２のデータ回路は、本明細書で説明する第１のデータ回路のものと類似した多くのものに実装される。器具インターフェース回路８４０は、この通信を可能にする第２のデータ回路インターフェース８４８を備えてもよい。一形態では、第２のデータ回路インターフェース８４８は、トライステートデジタルインターフェースを備えてもよいが、他のインターフェースが使用されてもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、一般にデータを送信及び／又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第２のデータ回路は、第２のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。そのような情報としては、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他のタイプの情報を挙げることができる。

いくつかの形態では、第２のデータ回路は、関連する超音波トランスデューサ、エンドエフェクタ、又は超音波駆動システムの電気的及び／又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第１のデータ回路は、本明細書で説明するように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。追加的に又は代替的に、第２のデータ回路インターフェース８４８を介して内部に記憶させるために、第２のデータ回路に任意の種類の情報を通信してもよい（例えば、論理回路８４２を使用して）。そのような情報は、例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、１つ又は２つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを送信してもよい。特定の形態では、第２のデータ回路は、発生器８００からデータを受信し、その受信したデータに基づいてユーザに指標（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）指標又は他の可視指標）を提供してもよい。

特定の形態では、第２のデータ回路及び第２のデータ回路インターフェース８４８は、論理回路８４２と第２のデータ回路との間の通信が、この目的のための追加的な導体（例えば、ハンドピースを発生器８００に接続するケーブルの専用導体）の提供を必要とせずにもたらされ得るように、構成され得る。一態様では、例えば、使用される導体のうちの１つが、信号調整回路８４４からハンドピース内の制御回路に呼掛け信号を送信するなど、既存のケーブル配線上に実装されたワンワイヤバス通信方式を使用して、第２のデータ回路との間で情報を通信してもよい。このようにして、元来必要とされる場合がある外科用器具への設計変更又は修正は、最小化されるか又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信を周波数帯域分離することができるため、第２のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有しない発生器にとって「不可視」であり、したがって、外科用器具の後方互換性を可能にする。

特定の形態では、絶縁段階８０２は、直流電流が患者を流れるのを防ぐために、駆動信号出力部８１０ｂに接続された少なくとも１つのブロッキングコンデンサ８５０－１を備えてもよい。単一のブロッキングコンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障は比較的稀であるが、それでもなおそのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一形態では、第２のブロッキングコンデンサ８５０－２は、阻止コンデンサ８５０－１と直列で提供され得、ブロッキングコンデンサ８５０－１と８５０－２との間の点からの電流漏洩が、漏洩電流により誘発される電圧をサンプリングするためのＡＤＣ回路８５２によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路８４２によって受信されてもよい。発生器８００は、（電圧サンプルによって示されるような）漏洩電流の変化に基づいて、ブロッキングコンデンサ８５０－１，８５０－２のうちの少なくとも１つが故障したときを判定して、単一の故障点を有する単一コンデンサ設計に勝る利益を提供してもよい。

特定の形態では、非絶縁段階８０４は、好適な電圧及び電流でＤＣ電力を送達するための電源８５４を備えてもよい。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を送達するための４００Ｗ電源を含み得る。電源８５４は、電源の出力を受信して発生器８００の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流でＤＣ出力を生成するための１つ又は２つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６を更に備えてもよい。コントローラ８３８と関連して上述したように、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６のうちの１つ又は２つ以上は、ユーザによる「オン／オフ」入力装置の起動がコントローラ８３８によって検出されたときにコントローラ８３８から入力を受信し、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器８５６の動作又は起動を可能にしてもよい。

図２１は、発生器８００（図２０）の一形態である発生器９００の例を示す。発生器９００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器９００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を単独で又は同時にのいずれかで提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で、又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述したように、少なくとも１つの発生器出力部は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために個別に又は同時にエンドエフェクタに送達することができる。

発生器９００は、波形発生器９０４に連結されたプロセッサ９０２を備える。プロセッサ９０２及び波形発生器９０４は、プロセッサ９０２に連結されたメモリに記憶された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、デジタル入力をアナログ出力に変換するために１つ又は２つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器９０４に提供される。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器１１０６に供給される。増幅器９０６の調節され増幅された出力は、電力変圧器９０８に連結される。信号は、電力変圧器９０８を横断して、患者絶縁側にある二次側に連結される。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ９１０にわたって連結され、外科用器具のＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを表示するために使用することができ、このｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。

第１の電圧感知回路９１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路９２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路９１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示される電力変圧器９０８の二次側のＲＥＴＵＲＮレグと直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターンレグに提供されねばならない。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力が対応の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１８に提供される。電力変圧器９０８の一次側（非患者絶縁側）上における絶縁変圧器９１６、９２８、９２２の出力は、１つ又は２つ以上のＡＤＣ回路９２６に提供される。ＡＤＣ回路９２６のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ９０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中でも出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ９０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路９２０を通して提供される。センサもまた、インターフェース回路９２０を介してプロセッサ９０２と電気通信してもよい。

一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路９１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路９２４のいずれかの出力を、電力変圧器９０８の二次側のリターンレグと直列に配設された電流感知回路９１４の出力で割ることによって、プロセッサ９０２により決定されてもよい。第１の電圧感知回路９１２及び第２の電圧感知回路９２４の出力は、個別の絶縁変圧器９１６、９２２に提供され、電流感知回路９１４の出力は、別の絶縁変圧器９１６に提供される。ＡＤＣ回路９２６からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ９０２に提供される。一実施例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は、超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２は、ＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極又は単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図２１に示される実施例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第１の電圧感知回路９１２の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路９２４の出力を電流感知回路９１４で割ることによって測定されてもよい。

図２１に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器９００は、実施される組織の処置の種類に応じて、電力を、例えば、とりわけ、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法、並びに／又はマイクロ波エネルギーなどの１つ又は２つ以上のエネルギーモダリティの形態でエンドエフェクタに提供するために単一の出力部を有し、かつ複数のタップを有する、電力変圧器９０８を含むことができる。例えば、発生器９００は、単極又は双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いて、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、ＲＦ電極を駆動して組織を封止するために低電圧かつ高電流で、又はスポット凝固のために凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器９００からの出力波形は、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供するために、誘導、切り替え、又はフィルタリングされ得る。発生器９００の出力部に対する超音波トランスデューサの接続部は、好ましくは、図２１に示したＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置することになる。一実施例では、発生器９００の出力部に対するＲＦ双極電極の接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置することになる。単極出力の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）となろう。

更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」と題する２０１７年３月３０日公開の米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号に開示されている。

本説明全体で使用される用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を介して変調電磁放射線の使用を通じてデータを通信し得る回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用されてもよい。この用語は、関連する装置がいかなる有線も含まないことを意味するものではないが、一部の態様では、含まない場合がある。通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリー）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリー）、ＩＥＥＥ８０２．２０、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、これらのイーサネット派生物、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない多数の無線又は有線通信規格又はプロトコルのうちのいずれかを実装してもよい。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯなどの長距離無線通信専用であってもよい。

本明細書で使用するとき、プロセッサ又は処理ユニットは、いくつかの外部データソース、通常はメモリ又は何らかの他のデータストリーム上で動作を実行する電子回路である。この用語は、本明細書では、多くの専用「プロセッサ」を組み合わせたシステム又はコンピュータシステム（特にシステムオンチップ（ＳｏＣ））内の中央プロセッサ（中央処理ユニット）を指すために使用される。

本明細書で使用するとき、チップ上のシステム又はシステムオンチップ（ＳｏＣ又はＳＯＣ）は、コンピュータ又は他の電子システムの全ての構成要素を統合する集積回路（「ＩＣ」又は「チップ」としても知られる）である。これは、デジタル、アナログ、混合信号、及び多くの場合は高周波数機能を、全て単一の基材上に含むことができる。ＳｏＣは、マイクロコントローラ（又はマイクロプロセッサ）を、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、又はコプロセッサなどの最新の周辺装置と統合する。ＳｏＣは、内蔵メモリを含んでもよく、含まなくてもよい。

本明細書で使用するとき、マイクロコントローラ又はコントローラは、マイクロプロセッサを周辺回路及びメモリと統合するシステムである。マイクロコントローラ（又はマイクロコントローラユニットのＭＣＵ）は、単一の集積回路上の小型コンピュータとして実装されてもよい。これはＳｏＣと同様であってもよく、ＳｏＣは、その構成要素の１つとしてマイクロコントローラを含み得る。マイクロコントローラは、１つ又は２つ以上のコア処理ユニット（ＣＰＵ）と共にメモリ及びプログラム可能な入力／出力周辺機器を収容することができる。強誘電性のＲＡＭ、ＮＯＲフラッシュ、又はＯＴＰ ＲＯＭの形態のプログラムメモリ、及び少量のＲＡＭもまた、チップ上にしばしば含まれる。マイクロコントローラは、パーソナルコンピュータ又は様々な個別のチップからなる他の汎用用途で使用されるマイクロプロセッサとは対照的に、組み込み型用途用に採用され得る。

本明細書で使用するとき、コントローラ又はマイクロコントローラという用語は、周辺装置とインターフェースするスタンドアロンＩＣ又はチップ装置であってもよい。これは、その装置の動作（及び装置との接続）を管理する外部装置上のコンピュータ又はコントローラの２つの部分間の連結部であってもよい。

本明細書で説明されるプロセッサ又はマイクロコントローラはいずれも、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサによって具現化されてもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。

一態様では、プロセッサは、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。

モジュール式装置は、外科用ハブ内に受容可能な（例えば図３及び図９に関連して説明される）モジュールと、対応する外科用ハブと接続又はペアリングするために様々なモジュールに接続され得る外科用装置又は器具と、を含む。モジュール式装置としては、例えば、インテリジェント外科用器具、医療用撮像装置、吸引／灌注装置、排煙器、エネルギー発生器、ベンチレータ、気腹装置、及びディスプレイが挙げられる。本明細書に記載されるモジュール式装置は、制御アルゴリズムによって制御することができる。制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体上で、特定のモジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ上で、又はモジュール式装置及び外科用ハブの両方の上で（例えば、分散コンピューティングアーキテクチャを介して）実行され得る。いくつかの例示では、モジュール式装置の制御アルゴリズムは、モジュール式装置自体によって（すなわち、モジュール式装置内の、モジュール式装置上の、又はモジュール式装置に接続されたセンサによって）感知されたデータに基づいて装置を制御する。このデータは、手術中の患者（例えば、組織特性又は送気圧）又はモジュール式装置自体（例えば、前進するナイフの速度、モータ電流、又はエネルギーレベル）に関連し得る。例えば、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムは、ナイフが前進する際にナイフが遭遇する抵抗に基づき、器具のモータが組織を貫いてそのナイフを駆動させる速度を制御することができる。

外科用ハブの状況認識
感知されたデータに応答する制御アルゴリズムを含む「インテリジェント」装置は、感知されたデータを考慮することなく動作する「データ処理能力のない（dumb）」装置に改善を加えたものであり得るが、いくつかの感知されたデータは、単独で考慮される場合、すなわち、実行される外科処置のタイプ又は手術されている組織のタイプのコンテキストなしでは、不完全又は決定的ではない可能性がある。処置コンテキストを知る（例えば、手術される組織のタイプ又は行われている処置のタイプを知る）ことがなければ、制御アルゴリズムは、特定のコンテキストを含まない感知データが与えられると、モジュール式装置を不正確に又は準最適に制御することがある。例えば、特定の感知されたパラメータに応答して外科用器具を制御するための制御アルゴリズムの最適な方法は、手術されている特定の組織のタイプに従って変化する可能性がある。これは、異なる組織のタイプが異なる特性（例えば、引き裂きに対する抵抗）を有し、これにより外科用器具によってとられた動作に対して異なって応答するという事実に起因する。したがって、特定のパラメータについて同じ測定値が感知された場合であっても、外科用器具が異なる動作をとることが望ましいことがある。１つの具体的な例として、器具がそのエンドエフェクタを閉鎖するために予想外に高い力を感知することに応答して外科用ステープル及び切断器具を制御する最適な方法は、組織のタイプが引き裂きの影響を受けやすいか、又はこれに耐性があるかによって異なる。肺組織などの引き裂きの影響を受けやすい組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、組織の引き裂きを回避するために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプダウンさせる。胃組織などの引き裂きに耐性がある組織の場合、器具の制御アルゴリズムは、エンドエフェクタが組織に適切にクランプされることを確実にするために、閉鎖するための予想外に高い力に応答してモータを最適にランプアップさせる。肺組織がクランプされているのか、胃組織がクランプされているのかを知らなければ、制御アルゴリズムは、準最適な決定を行うことがある。

１つの解決策は、様々なデータソースから受信したデータに基づいて行われる外科処置に関する情報を導出し、次いで、ペアリングされるモジュール式装置を適宜制御するように構成されたシステムを含む、外科用ハブを利用する。換言すれば、外科用ハブは、受信したデータから外科処置に関する情報を推定し、次いで、外科処置の推定されたコンテキストに基づいて、外科用ハブとペアリングされるモジュール式装置を制御するように構成される。図２２は、本開示の少なくとも１つの態様による、状況認識外科システム５１００の図を示す。いくつかの例示では、データソース５１２６は、例えば、モジュール式装置５１０２（患者及び／又はモジュール式装置自体に関連付けられたパラメータを検出するように構成されたセンサを含むことができる）、データベース５１２２（例えば、患者記録を含むＥＭＲデータベース）、及び患者監視装置５１２４（例えば、血圧（ＢＰ）モニタ及び心電図（ＥＫＧ）モニタ）を含む。外科用ハブ５１０４は、例えば、受信したデータの特定の組み合わせ又はデータソース５１２６からデータが受信される特定の順序に基づいて、データから外科処置に関するコンテキスト情報を導出するように構成され得る。受信したデータから推定されるコンテキスト情報は、例えば、行われる外科処置のタイプ、外科医が行っている外科処置の特定の工程、手術されている組織のタイプ、又は処置の対象である体腔を含むことができる。受信したデータから外科処置に関連する情報を導出又は推定するための外科用ハブ５１０４のいくつかの態様によるこの能力は、「状況認識」と称され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、受信したデータから外科処置に関連するコンテキスト情報を導出する外科用ハブ５１０４に関連付けられたハードウェア及び／又はプログラミングである状況認識システムを組み込むことができる。

外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、様々な異なる方法でデータソース５１２６から受信したデータからコンテキスト情報を導出するように構成され得る。一例示では、状況認識システムは、様々な入力（例えば、データベース５１２２、患者監視装置５１２４、及び／又はモジュール式装置５１０２からのデータ）を、外科処置に関する対応するコンテキスト情報と相関させるために、訓練データで訓練されたパターン認識システム、又は機械学習システム（例えば、人工ニューラルネットワーク）を含む。換言すれば、機械学習システムは、提供された入力から外科処置に関するコンテキスト情報を正確に導出するように訓練され得る。別の例示的な例では、状況認識システムは、外科処置に関する事前に特徴付けされたコンテキスト情報を、コンテキスト情報に対応する１つ又は２つ以上の入力（又は入力の範囲）と対応させて記憶する、ルックアップテーブルを含むことができる。１つ又は２つ以上の入力による問い合わせに応答して、ルックアップテーブルは、モジュール式装置５１０２を制御するために状況認識システムの対応するコンテキスト情報を返すことができる。１つの例示では、外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信されたコンテキスト情報は、１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２の特定の制御調整又は制御調整のセットに関連付けられる。別の例示では、状況認識システムは、コンテキスト情報を入力として提供されたときに１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２の１つ又は２つ以上の制御調整を生成又は取得する、更なる機械学習システム、ルックアップテーブル、又は他のそのようなシステムを含む。

状況認識システムを組み込む外科用ハブ５１０４は、外科用システム５１００に多くの利益を提供する。１つの利益は、感知及び収集されたデータの解釈を改善することを含み、これは、外科処置の過程中の処理精度及び／又はデータの使用を改善する。以前の例に戻るために、状況認識外科用ハブ５１０４は、どのタイプの組織が手術されているかを判定することができ、したがって、外科用器具のエンドエフェクタを閉じるために予想外に高い力が検出されると、状況認識外科用ハブ５１０４は、組織のタイプに合わせて外科用器具のモータを正しくランプアップ又はランプダウンすることができる。

別の実施例として、手術されている組織のタイプは、特定の組織間隙測定のための外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値になされる調整に影響を及ぼすことができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置が胸部処置であるのか又は腹部処置であるのかを推定することができ、これにより状況認識外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具のエンドエフェクタによってクランプされている組織が肺であるのか（胸部手術の場合）又は胃であるのか（腹部手術の場合）を判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度及び負荷閾値を、組織のタイプに合わせて適切に調整することができる。

更に別の実施例として、送気処置中に手術されている体腔の種類は、排煙器の機能に影響を及ぼし得る。状況認識手術ハブ５１０４は、手術部位が（外科処置が送気を利用していると判定することによって）圧力下にあるかどうかを判定し、処置タイプを判定することができる。処置タイプが一般的に特定の体腔内で実行されるため、外科用ハブ５１０４は、手術されている体腔に合わせて適切に排煙器のモータ速度を制御することができる。したがって、状況認識手術ハブ５１０４は、胸部手術及び腹部手術の両方のために一定量の煙排出を提供することができる。

更に別の実施例として、行われている処置のタイプは、超音波外科用器具又は高周波（ＲＦ）電気外科用器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。関節鏡処置は、例えば、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエンドエフェクタが流体中に浸漬されるため、より高いエネルギーレベルを必要とする。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置が関節鏡処置であるかどうかを判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、流体充填環境を補償するために、発生器のＲＦ電力レベル又は超音波振幅（すなわち、「エネルギーレベル」）を調整することができる。関連して、手術されている組織のタイプは、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具が作動するのに最適なエネルギーレベルに影響を及ぼし得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の予想される組織プロファイルに従って、どのタイプの外科処置が行われているかを判定し、次いで、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルをそれぞれカスタマイズすることができる。更に、状況認識外科用ハブ５１０４は、処置ベースでのみではなく、外科処置の過程にわたって、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを調整するように構成され得る。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に行われるかを判定し、次いで発生器及び／又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具の制御アルゴリズムを更新して、外科処置の工程に従って予想される組織タイプに適切な値にエネルギーレベルを設定することができる。

更に別の例として、外科用ハブ５１０４が１つのデータソース５１２６から引き出す結論を改善するために、追加のデータソース５１２６からデータが引き出されることができる。状況認識外科用ハブ５１０４は、モジュール式装置５１０２から受信したデータを、他のデータソース５１２６からの外科処置に関して構築したコンテキスト情報で増強することができる。例えば、状況認識外科用手術ハブ５１０４は、医療用撮像装置から受信したビデオ又は画像データに従って、止血が発生したかどうか（すなわち、手術部位での出血が止まっているかどうか）を判定するように構成され得る。しかしながら、場合によっては、ビデオ又は画像データは、決定的でない可能性がある。したがって、１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、生理学的測定（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたＢＰモニタによって感知された血圧）を、（例えば、外科用ハブ５１０４に通信可能に連結された医療用撮像装置１２４（図２）からの）止血の視覚データ又は画像データと比較して、ステープルライン又は組織溶接の完全性についての判定を行うように更に構成され得る。換言すれば、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、生理学的測定データを考慮して、可視化データを分析する際に追加のコンテキストを提供することができる。追加のコンテキストは、可視化データがそれ自体では決定的ではないか、又は不完全であり得る場合に有用であり得る。

別の利益としては、外科処置の過程中に医療従事者が外科用システム５１００と相互作用するか又はこれを制御するために必要とされる回数を低減するために、行われている外科処置の特定の工程に従って、ペアリングされるモジュール式装置５１０２を積極的かつ自動的に制御することを含む。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、処置の後続の工程が器具の使用を必要とすると判定した場合に、ＲＦ電気外科用器具が接続されている発生器を積極的に起動させることができる。エネルギー源を積極的に起動することにより、処置の先行する工程が完了するとすぐに器具を使用準備完了にすることができる。

別の実施例として、状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在又は後続の工程が、ディスプレイ上の異なる視界又は拡大の度合いを必要とするかどうかを、外科医が見る必要があると予想される手術部位における特徴（複数可）に従って判定することができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、（例えば、可視化システム１０８のために医療用撮像装置によって供給される）表示された視界を、それに応じて積極的に変化させることができ、ディスプレイが外科処置にわたって自動的に調整するようにする。

更に別の例として、状況認識手術ハブ５１０４は、外科処置のどの工程が行われているか、又はその後に実行されるか、及び特定のデータ又はデータ間の比較が外科処置のその工程に必要とされるかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、外科医が特定の情報を尋ねるのを待つことなく、行われている外科処置の工程に基づいて、自動的にデータスクリーンを呼び出すように構成され得る。

別の利益は、外科処置のセットアップ中又は外科処置の過程中にエラーをチェックすることを含む。例えば、状況認識外科用ハブ５１０４は、手術室が、行われる外科処置のために適切に又は最適にセットアップされているかどうかを判定することができる。外科用ハブ５１０４は、行われている外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）対応するチェックリスト、製品位置、又はセットアップニーズを取得し、次いで、現在の手術室のレイアウトを、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの標準レイアウトと比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、（例えば、図２６Ｂに示されるスキャナ５１３２によってスキャンされる）処置のためのアイテムのリスト及び／又は、外科用ハブ５１０４とペアリングされる装置のリストを、所与の外科処置のためのアイテム及び／又は装置の推奨又は予想されるマニフェストと比較するように構成され得る。リスト間に任意の不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、特定のモジュール式装置５１０２、患者監視装置５１２４、及び／又は他の外科用アイテムが欠落していることを示す警告を提供するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、例えば、近接センサによってモジュール式装置５１０２及び患者監視装置５１２４の相対距離又は位置を判定するように構成され得る。外科用ハブ５１０４は、装置の相対位置を、特定の外科処置のための推奨又は予想されるレイアウトと比較することができる。レイアウト間に不連続性が存在する場合、外科用ハブ５１０４は、外科処置の現在のレイアウトが推奨されるレイアウトから逸脱していることを示す警告を提供するように構成され得る。

別の例として、状況認識外科用ハブ５１０４は、外科医（又は他の医療従事者）が誤りを犯しているか、又は別の方法で外科処置の過程中に期待される一連の行動から逸脱しているかどうかを判定することができる。例えば、外科用ハブ５１０４は、実施される外科処置のタイプを判定し、（例えば、メモリから）機器使用の工程又は順序の対応するリストを取り出し、次いで、外科処置の過程中に行われている工程、又は使用されている機器を、外科用ハブ５１０４が行われていると判定した外科処置のタイプの予想された工程又は機器と比較するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、外科処理における特定の工程で、予期せぬアクションが行われているか、又は予期せぬ装置が利用されていることを示す警告を提供するように構成され得る。

全体的に、外科用ハブ５１０４のための状況認識システムは、各外科処置の特定のコンテキストのために外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）を調整し（例えば異なる組織タイプに適応させるなど）、手術処置中のアクションを検証することによって、外科処置の結果を改善する。状況認識システムはまた、処置の特定のコンテキストに従って、次の工程を自動的に示唆すること、データを提供すること、及び手術現場内のディスプレイ及び他のモジュール式装置５１０２を調整することによって、外科処置を実行する際の外科医の効率を改善する。

図２３Ａは、本開示の少なくとも１つの態様による、受信したデータから導出されたコンテキスト情報に従ってモジュール式装置５１０２を制御するためのプロセス５０００ａの論理フロー図を示す。換言すれば、状況認識外科用ハブ５１０４は、プロセス５０００ａを実行して、外科処置のコンテキストに従って、外科処置の前、最中、又は後に、外科用ハブ５１０４とペアリングされるモジュール式装置５１０２の適切な制御調整を判定することができる。以下のプロセス５０００ａの説明では、図２２も参照されたい。１つの例示では、プロセス５０００ａは、図１０に示されるように、外科用ハブ５１０４の制御回路（プロセッサ２４４）によって実行され得る。別の例示では、プロセス５０００ａは、図１に示されるように、クラウドコンピューティングシステム１０４によって実行され得る。更に別の例示では、プロセス５０００ａは、図１２に示される外科用器具のマイクロコントローラ４６１、図１６に示される外科用器具のマイクロコントローラ６２０、図１７に示されるロボット外科用器具７００の制御回路７１０、図１８及び図１９に示される外科用器具７５０，７９０の制御回路７６０、又は図２０に示される発生器８００のコントローラ８３８等のモジュール式装置の制御回路と組み合わせて、前述のクラウドコンピューティングシステム１０４及び／又は外科用ハブ５１０４の制御回路のうちの少なくとも１つを含む、分散コンピューティングシステムによって実行され得る。経済性のために、プロセス５０００ａの以下の説明は、外科用ハブ５１０４の制御回路によって実行されるものとして説明される。しかしながら、プロセス５０００ａの説明は、前述の例示の全てを包含することを理解されたい。

プロセス５０００ａを実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、外科用ハブ５１０４が通信可能に接続される１つ又は２つ以上のデータソース５１２６からデータを受信（５００４ａ）する。データソース５１２６は、例えば、データベース５１２２、患者監視装置５１２４、及びモジュール式装置５１０２を含む。１つの例示では、データベース５１２２は、外科処置が行われている医療施設に関連付けられた患者ＥＭＲデータベースを含むことができる。データソース５１２６から受信（５００４ａ）したデータは、所与の外科処置に関連付けられた術前データ、術中データ、及び／又は術後データを含む、手術前後データを含むことができる。データベース５１２２から受信（５００４ａ）したデータは、行われている外科処置のタイプ、又は患者の病歴（例えば、本外科処置の対象であってもなくてもよい医療条件）を含むことができる。図２４Ａに示される１つの例示では、制御回路は、患者ＥＭＲデータベースを患者に関連付けられた一意の識別子で照会することによって、患者又は外科処置データを受信（５００４ａ）することができる。外科用ハブ５１０４は、例えば、図２６Ａに示されるように、患者が手術室に入るときに患者に関連付けられた一意の識別子をコードする患者のリストバンド５１３０をスキャンするためのスキャナ５１２８から、一意の識別子を受信することができる。１つの例示では、患者監視装置５１２４は、ＢＰモニタ、ＥＫＧモニタ、及び患者に関連付けられた１つ又は２つ以上のパラメータを監視するように構成された他のそのような装置を含む。モジュール式装置５１０２と同様に、患者監視装置５１２４は、外科用ハブ５１０４がそこからデータを受信（５００４ａ）するように、外科用ハブ５１０４とペアリングされ得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４とペアリングされる（すなわち、通信可能に連結された）モジュール式装置５１０２から受信（５００４ａ）するデータは、例えば、作動データ（すなわち、装置が電源オンであるか又は使用中であるか）、モジュール式装置５１０２の内部状態のデータ（例えば、外科用切断及びステープル留め装置の発射する力若しくは閉鎖する力、気腹器若しくは排煙器の圧力差、又はＲＦ若しくは超音波外科用器具のエネルギーレベル）、又は患者データ（例えば、組織のタイプ、組織の厚さ、組織の機械的特性、呼吸速度、又は気道容積）を含む。

プロセス５０００ａが継続すると、外科用ハブ５１０４の制御回路は、データソース５１２６から受信（５００４ａ）したデータからコンテキスト情報を導出（５００６ａ）することができる。コンテキスト情報は、例えば、行われている処置のタイプ、外科処置において行われている特定の工程、患者の状態（例えば、患者が麻酔下であるか、患者が手術室にいるかどうか）、又は手術されている組織のタイプを含むことができる。制御回路は、個々のデータソース５１２６又はデータソース５１２６の組み合わせからのデータに従って、コンテキスト情報を導出（５００６ａ）することができる。更に、制御回路は、例えば、受信するデータのタイプ、データが受信される順序、又はデータに関連付けられた特定の測定値若しくは値に従って、コンテキスト情報を導出（５００６ａ）することができる。例えば、ＲＦ発生器が起動されたことを示すデータをＲＦ発生器から制御回路が受信する場合、制御回路は、ＲＦ電気外科用器具が使用中であり、外科医が特定の器具を利用する外科処置の工程を行うか、又は行うことになることを推定することができる。別の実施例として、制御回路が、腹腔鏡撮像装置が起動され、続いて超音波発生器が起動されたことを示すデータを受信する場合、制御回路は、イベントが発生した順序に起因して、外科医が外科処置の腹腔鏡切開工程にあることを推定することができる。更に別の例として、制御回路が、患者の呼吸が特定の速度未満であることを示すデータをベンチレータから受信する場合、制御回路は、患者が麻酔下にあることを判定することができる。

次に、制御回路は、導出（５００６ａ）されたコンテキスト情報に従って、１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２に対してどのような制御調整が必要であるか（もしあれば）を判定（５００８ａ）することができることができる。制御調整を判定（５００８ａ）した後、外科用ハブ５１０４の制御回路は、次いで、制御調整に従ってモジュール式装置を制御（５０１０ａ）することができる（任意のものが必要であったと制御回路が判定（５００８ａ）した場合）。例えば、制御回路が関節鏡処置が行われていると判定し、処置の次の工程が、ＲＦ又は超音波外科用器具を液体環境で利用すると判定した場合、制御回路は、器具のエネルギー出力を事前に増加させるために、ＲＦ又は超音波外科用器具の発生器の制御調整が必要であると判定（５００８ａ）することができる（そのような器具は、それらの有効性を維持するために液体環境におけるエネルギーの増加を必要とするため）。次いで、制御回路は、発生器にその出力を増加させること、及び／又はＲＦ若しくは超音波外科用器具に発生器から引き出されるエネルギーを増加させることによって、発生器及び／又はＲＦ若しくは超音波外科用器具を制御（５０１０ａ）することができる。制御回路は、例えば、モジュール式装置５１０２のプログラミングを更新するために、特定のモジュール式装置に制御調整を送信することによって、判定（５００８ａ）された制御調整に従ってモジュール式装置５１０２を制御（５０１０ａ）することができることができる。モジュール式装置（複数可）５１０２及び外科用ハブ５１０４が分散コンピューティングアーキテクチャを実行している別の例示では、制御回路は、分散プログラムを更新することによって、判定（５００８ａ）された制御調整に従ってモジュール式装置５１０２を制御（５０１０ａ）することができる。

図２３Ｂ～Ｄは、図２３Ａに示されるプロセス５０００ａの代表的な実装を示す。図２３Ａに示すプロセス５０００ａと同様に、図２３Ｂ～図２３Ｄに示されるプロセスは、１つの例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路によって実行され得る。図２３Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、第１のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って第２のモジュール式装置を制御するためのプロセス５０００ｂの論理フロー図を示す。図示の例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路は、第１のモジュール式装置から手術前後データを受信（５００４ｂ）する。手術前後データは、例えば、モジュール式装置５１０２自体に関するデータ（例えば、圧力差、モータ電流、内部力、又はモータトルク）、又はモジュール式装置５１０２が利用されている患者に関するデータ（例えば、組織特性、呼吸速度、気道容積、又は腹腔鏡画像データ）を含むことができる。手術前後データを受信（５００４ｂ）した後、外科用ハブ５１０４の制御回路は、手術前後データからコンテキスト情報を導出（５００６ｂ）する。コンテキスト情報は、例えば、処置タイプ、行われている処置の工程、又は患者の状態を含むことができる。次いで、外科用ハブ５１０４の制御回路は、導出（５００６ｂ）されたコンテキスト情報に基づいて第２のモジュール式装置の制御調整を判定（５００８ｂ）し、次いで、第２のモジュール式装置を適宜制御（５０１０ｂ）する。例えば、外科用ハブ５１０４は、患者の肺が収縮したことを示す手術前後データをベンチレータから受信（５００４ｂ）することができ、それから、特定の処置タイプの後続の工程が医療用撮像装置（例えば、スコープ）を利用するというコンテキスト情報を導出（５００６ｂ）し、医療用撮像装置が起動され、特定の倍率に設定されるべきであると判定（５００８ｂ）し、次いで、医療用撮像装置を適宜制御（５０１０ｂ）する。

図２３Ｃは、第１のモジュール式装置及び第２のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って、第２のモジュール式装置を制御するためのプロセス５０００ｃの論理フロー図を示す。図示の例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路は、第１のモジュール式装置から手術前後データを受信（５００２ｃ）し、第２のモジュール式装置から手術前後データ（５００４ｃ）を受信する。手術前後データを受信（５００２ｃ、５００４ｃ）した後、外科用ハブ５１０４の制御回路は、手術前後データからコンテキスト情報を導出（５００６ｃ）する。次いで、外科用ハブ５１０４の制御回路は、導出（５００６ｃ）されたコンテキスト情報に基づいて第２のモジュール式装置の制御調整を判定（５００８ｃ）し、次いで、第２のモジュール式装置を適宜制御（５０１０ｃ）する。例えば、外科用ハブ５１０４は、器具が発射されたことを示す手術前後データをＲＦ電気外科用器具から受信（５００２ｃ）し、器具が発射されたことを示す手術前後データを外科用ステープル留め器具から受信（５００４ｃ）し、それから、特定の処置タイプにおける後続の工程では、外科用ステープル留め器具が特定の力で発射されることを必要とする（発射の最適な力が、手術されている組織タイプに従って変化し得るため）というコンテキスト情報を導出（５００６ｃ）し、外科用ステープル留め器具に適用されるべき特定の力閾値を決定（５００８ｃ）し、次いで、外科用ステープル留め器具を適宜制御（５０１０ｃ）することができる。

図２３Ｄは、第１のモジュール式装置及び第２のモジュール式装置から受信した手術前後データから導出されるコンテキスト情報に従って第３のモジュール式装置を制御するためのプロセス５０００ｄの論理フロー図を示す。図示の例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路は、第１のモジュール式装置から手術前後データを受信（５００２ｄ）し、第２のモジュール式装置から手術前後データ（５００４ｄ）を受信する。手術前後データを受信（５００２ｄ，５００４ｄ）した後、外科用ハブ５１０４の制御回路は、手術前後データからコンテキスト情報を導出（５００６ｄ）する。次いで、外科用ハブ５１０４の制御回路は、導出（５００６ｄ）されたコンテキスト情報に基づいて第３のモジュール式装置の制御調整を判定（５００８ｄ）し、次いで、第３のモジュール式装置を適宜制御する（５０１０ｄ）。例えば、外科用ハブ５１０４は、両方の装置が起動され、外科用ハブ５１０４にペアリングされたことを示す手術前後データを気腹器及び医療用撮像装置から受信（５００２ｄ、５００４ｄ）し、それから、ビデオ支援胸腔鏡手術（ＶＡＴＳ）処置が行われているというコンテキスト情報を導出（５００６ｄ）し、外科用ハブ５１０４に接続されたディスプレイが、処置タイプに関連付けられた特定のビュー又は情報を表示するように設定されるべきであると判定（５００８ｄ）し、次いで、ディスプレイを適宜制御する（５０１０ｄ）。

図２４Ａは、データソース５１２６の特定のセットに通信可能に連結された外科用ハブ５１０４を含む外科用システム５１００の図を示す。状況認識システムを含む外科用ハブ５１０４は、データソース５１２６から受信したデータを利用して、外科用ハブ５１０４と、外科用ハブ５１０４とペアリングされるモジュール式装置５１０２と、外科用ハブ５１０４とペアリングされる患者監視装置５１２４とが関連して利用されている外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。状況認識システムの１つの例示がデータソース５１２６の特定のセットから導出され得るという推論（すなわち、コンテキスト情報）は、それらが導出されるデータソース５１２６から延在する破線ボックスに示されている。データソース５１２６から導出されるコンテキスト情報は、例えば、外科処理のどの工程が行われているのか、特定のモジュール式装置５１０２が使用されているかどうか、及びどのように特定のモジュール式装置５１０２が使用されているかどうか、及び患者の状態を含むことができる。

図２４Ａに示す例では、データソース５１２６は、データベース５１２２、様々なモジュール式装置５１０２、及び様々な患者監視装置５１２４を含む。外科用ハブ５１０４は、様々なデータベース５１２２に接続されて、そこから、行われているか、又は行われるべき外科処置に関するデータを検索することができる。外科用システム５１００の１つの例示では、データベース５１２２は、病院のＥＭＲデータベースを含む。データベース５１２２から外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信され得るデータは、例えば、処置（例えば、胸腔の右上部分の区域切除術）に関する開始（又は設定）時間又は動作情報を含むことができる。外科用ハブ５１０４は、このデータのみから、又はこのデータと他のデータソース５１２６からのデータとの組み合わせから外科処理に関するコンテキスト情報を導出することができる。

外科用ハブ５１０４はまた、様々な患者監視装置５１２４に接続され得る（すなわち、ペアリングされ得る）。外科用システム５１００の１つの例示では、外科用ハブ５１０４とペアリングされ得る患者監視装置５１２４は、パルスオキシメータ（ＳｐＯ_２モニタ）５１１４、ＢＰモニタ５１１６、及びＥＫＧモニタ５１２０を含むことができる。患者監視装置５１２４から外科用ハブ５１０４の状況認識システムによって受信され得る手術前後データは、例えば、患者の酸素飽和度、血圧、心拍数、及び他の生理的パラメータを含むことができる。患者監視装置５１２４によって送信される手術前後データから外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、患者が手術室に位置しているか又は麻酔下にあるどうかを含むことができる。外科用ハブ５１０４は、患者監視装置５１２４からのデータのみから、又は他のデータソース５１２６（例えば、ベンチレータ５１１８）からのデータと組み合わせて、これらの推論を導出することができる。

外科用ハブ５１０４はまた、様々なモジュール式装置５１０２に接続され得る（すなわち、ペアリングされ得る）。外科用システム５１００の１つの例示では、外科用ハブ５１０４とペアリングされ得るモジュール式装置５１０２は、排煙器５１０６、医療用撮像装置５１０８、気腹器５１１０、（超音波外科用器具及び／又はＲＦ電気外科器具に電力を供給するための）複合エネルギー発生器５１１２、及びベンチレータ５１１８を含むことができる。

医療用撮像装置５１０８は、光学構成要素と、画像データを生成する画像センサとを含む。光学構成要素は、例えば、レンズ又は光源を含む。画像センサは、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を含む。様々な例示では、医療用撮像装置５１０８は、内視鏡、腹腔鏡、胸腔鏡、及び他のそのような撮像装置を含む。医療用撮像装置５１０８の様々な追加の構成要素が上述されている。医療用撮像装置５１０８から外科用ハブ５１０４によって受信され得る手術前後データは、例えば、医療用撮像装置５１０８が起動されているか否か、及びビデオ又は画像フィードを含むことができる。医療用撮像装置５１０８によって送信された手術前後データから外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、（医療用撮像装置５１０８が処置の開始時に、又は処置の過程中に起動されているか、又は外科用ハブ５１０４とペアリングされているかどうかに基づいて）処置がＶＡＴＳ手術であるかどうかを含むことができる。更に、医療用撮像装置５１０８からの画像又はビデオデータ（又はデジタル医療用撮像装置５１０８のビデオを表すデータストリーム）は、例えば、医療用撮像装置５１０８の視野（ＦＯＶ）内の特徴（例えば、臓器又は組織のタイプ）を認識するために、パターン認識システム又は機械学習システムによって処理することができる。認識された特徴から外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報としては、例えば、どの種類の外科処置（又はそれのどの工程）が行われているか、どの臓器が手術されているか、又はどの体腔内で手術されているかを含むことができる。

図２４Ｂに示す１つの例示では、排煙器５１０６は、手術室内の周囲圧力を検出するように構成された第１の圧力センサＰ_１と、内部下流圧力（すなわち、入口から下流の圧力）を検出するように構成された第２の圧力センサＰ_２と、内部上流圧力を検出するように構成された第３の圧力センサＰ_３と、を含む。１つの例示では、第１の圧力センサＰ_１は、排煙器５１０６と別個の構成要素であるか、又は別の方法で、排煙器５１０６の外部に位置することができる。外科用ハブ５１０４によって排煙器５１０６から受信することができる手術前後データは、例えば、排煙器５１０６が起動されているかどうか、センサＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の各々からの圧力読み取り値、センサＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の対の間の圧力差を含むことができる。手術前後データはまた、例えば、（排気されている煙の化学組成に基づいて）手術されている組織のタイプ、及び切断されている組織の量も含むことができる。排煙器５１０６によって送信される手術前後データから外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、行われている処置が送気を利用しているかどうかを含むことができる。排煙器５１０６の手術前後データは、Ｐ_３とＰ_１との間の圧力差に従って処置が送気を利用しているかどうかを示すことができる。Ｐ_３によって感知された圧力がＰ_１によって感知された圧力よりも大きい（すなわち、Ｐ_３－Ｐ_１＞０）場合、排煙器５１０６が接続されている体腔は送気されている。Ｐ_３によって感知された圧力がＰ_１によって感知された圧力に等しい（すなわち、Ｐ_３－Ｐ_１＝０）場合、体腔は送気されていない。体腔が送気されていない場合、処置は、開放型の処置であってもよい。

気腹器５１１０は、例えば、気腹器５１１０の内部パラメータを検出するように構成された圧力センサ及び電流センサを含むことができる。外科用ハブ５１０４によって気腹器から受信することができる手術前後データは、例えば、気腹器５１１０が起動されているかどうか、気腹器５１１０のポンプによって引き込まれる電流を含むことができる。外科用ハブ５１０４は、例えば、装置が電源オンされているかどうかを直接検出すること、周囲圧力センサと、手術部位の内部の圧力センサとの間に圧力差があるかどうかを検出すること、又は気腹器５１１０の圧力弁が加圧されている（起動されている）か、又は加圧されていない（起動されていない）かを検出することにより、気腹器５１１０が起動されているかどうかを判定することができる。気腹器５１１０によって送信される手術前後データから外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、行われている処置のタイプ（例えば、送気は、腹腔鏡手術で利用されるが、関節鏡手術では利用されない）、及びどの体腔内で手術されているのか（例えば、送気は、腹腔内では利用されるが、胸腔内では利用されない）を含むことができる。いくつかの例示では、異なるモジュール式装置５１０２から受信した手術前後データから導出された推論を利用して、先行推論の信頼性を確認及び／又は増加させることができる。例えば、気腹器５１１０が起動されているため、処置が送気を利用していると手術ハブ５１０４が判定した場合、外科用ハブ５１０４は、次いで、排煙器５１０６からの手術前後データが同様に体腔に送気されていることを示すかどうか検出することによって、推論を確認することができる。

複合エネルギー発生器５１１２は、１つ又は２つ以上の超音波外科用器具又はそれに接続されたＲＦ電気外科用器具にエネルギーを供給する。複合エネルギー発生器５１１２から外科用ハブ５１０４によって受信され得る手術前後データは、例えば、複合エネルギー発生器５１１２が設定されるモード（例えば、血管封止モード又は切断／凝固モード）を含むことができる。複合エネルギー発生器５１１２によって送信される手術前後データから、外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、（エネルギー発生器５１１２に接続されている外科用器具の数及びタイプに基づいた）外科処置タイプ、及び行われている処置工程（利用されている特定の外科用器具、又は外科用器具が利用される特定の順序が外科処置の異なる工程に対応するため）を含むことができる。更に、外科用ハブ５１０４によって導出される推論は、外科用ハブ５１０４によって以前に受信された推論及び／又は手術前後データに依存し得る。外科用ハブ５１０４が、行われている外科処置の一般的なカテゴリ又は特定のタイプを判定した後、外科用ハブ５１０４は、外科処置の予想される一連の工程を判定又は検索し、次いで、外科用器具が利用される検出されたシーケンスを予想されるシーケンスに対して比較することによって、外科処置を通して外科医の進行を追跡することができる。

ベンチレータ５１１８から外科用ハブ５１０４によって受信され得る手術前後データは、例えば、患者の呼吸速度及び気道容積を含むことができる。ベンチレータ５１１８によって送信される手術前後データから外科用ハブ５１０４によって導出され得るコンテキスト情報は、例えば、患者が麻酔下にあるかどうか、患者の肺が収縮しているかどうかを含むことができる。いくつかの例示では、特定のコンテキスト情報は、複数のデータソース５１２６からの手術前後データの組み合わせに基づいて、外科用ハブ５１０４によって推定されることができる。例えば、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、ベンチレータ５１１８によって検出された呼吸速度、ＢＰモニタ５１１６によって検出された血圧、及びＥＫＧモニタ５１２０によって検出された心拍数が特定の閾値を下回る場合、患者が麻酔下にあることを推定するように構成され得る。特定のコンテキスト情報に関して、外科用ハブ５１０４は、特定の数又は全ての関連データソース５１２６からの手術前後データが推論のための条件を満たすときにのみ、特定の推論を導出するように構成され得る。

特定の例示された外科用システム５１００から分かるように、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、データソース５１２６から行われている外科処置に関する様々なコンテキスト情報を導出することができる。外科用ハブ５１０４は、導出されたコンテキスト情報を利用してモジュール式装置５１０２を制御し、他のデータソース５１２６からのデータと組み合わせて外科処置に関する更なる推論を行うことができる。図２４Ａに示され、図示された外科用システム５１００と関連して説明される推論は単なる例示であり、いかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。更に、外科用ハブ５１０４は、同じ（又は異なる）モジュール式装置５１０２及び／又は患者監視装置５１２４から様々な他の推論を導出するように構成され得る。他の例示では、様々な他のモジュール式装置５１０２及び／又は患者監視装置５１２４は、手術室内の外科用ハブ５１０４にペアリングされ得、これらの追加のモジュール式装置５１０２及び／又は患者監視装置５１２４から受信されるデータは、外科用ハブ５１０４によって利用されて、行われている特定の外科処置に関する同じ又は異なるコンテキスト情報を導出することができる。

図２５Ａ～図２５Ｊは、図２３Ａ～図２３Ｄに図示されるプロセス５０００ａ、５０００ｂ、５０００ｃ、５０００ｄに関して上述したような、様々なモジュール式装置からコンテキスト情報を導出（５００８ａ、５００８ｂ、５００８ｃ、５００８ｄ）するためのプロセスの論理フロー図を示す。図２５Ａ～図２５Ｃにおいて導出されたコンテキスト情報は、処置タイプである。処置タイプは、外科処置中に利用される技術（例えば、区域切除術）、外科処置のカテゴリ（例えば、腹腔鏡手術）、臓器、組織、又は手術される他の構造、及び特定の外科処置を特定する他の特性（例えば、処置が送気を利用する）に対応し得る。図２５Ｄ～図２５Ｇにおいて導出されるコンテキスト情報は、行われている外科処置の特定の工程である。図２５Ｈ～図２５Ｊにおいて導出されるコンテキスト情報は、患者の状態である。患者の状態はまた、行われている外科処置の特定の工程に対応し得る（例えば、患者の状態が麻酔下ではないから麻酔下であることに変化したと判定することは、患者を麻酔下に置く外科処置の工程が手術スタッフによって実行されたことを示し得る）ことに留意することができる。図２３Ａに示すプロセス５０００ａと同様に、図２５Ａ～図２５Ｊに示すプロセスは、１つの例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路によって実行され得る。図２５Ａ～図２５Ｊに図示されるプロセスの以下の説明では、図２４Ａも参照されたい。

図２５Ａは、排煙器５１０６の手術前後データに従って処置タイプを判定するためのプロセス５１１１の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１１１を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、排煙器５１０６から手術前後データを受信（５１１３）し、次いで、排煙器５１０６がそれに基づいて起動されているかどうかを判定（５１１５）する。排煙器５１０６が起動されていない場合、プロセス５１１１は、いいえの分岐に沿って続き、外科用ハブ５１０４の制御回路は、排煙器５１０６の手術前後データの受信を監視し続ける。排煙器５１０６が起動されている場合、プロセス５１１１は、はいの分岐に沿って続き、外科用ハブ５１０４の制御回路は、内部上流圧力センサＰ_３（図２４Ｂ）と外部又は周囲圧力センサＰ_１（図２４Ｂ）との間に圧力差があるかどうかを判定（５１１７）する。圧力差がある場合（すなわち、排煙器５１０６の内部上流圧は、作動劇場の周囲圧力よりも大きい）場合、プロセス５１１１は、はいの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置が送気を利用する処置であると判定（５１１９）する。圧力差がない場合、プロセス５１１１は、いいえの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置が送気を利用する処置ではないと判定（５１２１）する。

図２５Ｂは、排煙器５１０６、気腹器５１１０、及び医療用撮像装置５１０８の手術前後データに従って、処置タイプを判定するためのプロセス５１２３の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１２３を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、排煙器５１０６、気腹器５１１０、及び医療用撮像装置５１０８から手術前後データを受信（５１２５、５１２７、５１２９）し、次いで、装置の全てが起動されているか、又は外科用ハブ５１０４とペアリングされているかどうかを判定（５１３１）する。これらの装置の全てが作動されないか、又は外科用ハブ５１０４とペアリングされていない場合、プロセス５１２３は、いいえの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置がＶＡＴＳ手術ではないと判定（５１３３）する。前述の装置の全てが起動されているか、又は外科用ハブ５１０４とペアリングされている場合、プロセス５１２３は、はいの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定（５１３５）する。制御回路は、これらの装置の全てがＶＡＴＳ手術に必要とされるという事実に基づいて、この判定を行うことができる。したがって、これらの装置の全てが外科処置で利用されていない場合、ＶＡＴＳ手術とすることができない。

図２５Ｃは、医療用撮像装置５１０８の手術前後データに従って処置タイプを判定するためのプロセス５１３７の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１３７を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、医療用撮像装置５１０８から手術前後データを受信（５１３９）し、次いで、医療用撮像装置５１０８が画像又はビデオフィードを送信しているかどうかを判定する（５１４１）。医療用撮像装置５１０８が画像又はビデオフィードを送信していない場合、プロセス５１３７は、いいえの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置がＶＡＴＳ手術ではないと判定（５１４３）する。医療用撮像装置５１０８が画像又はビデオフィードを送信していない場合、プロセス５１３７は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定（５１４５）する。１つの例示では、外科用ハブ５１０４の制御回路は、両方のプロセス５１２３、５１３７によって導出されたコンテキスト情報の信頼性を確認又は増大させるために、図２５Ｂに示されるプロセス５１２３と組み合わせて図２５Ｃに示されるプロセス５１３７を実行することができる。プロセス５１２３、５１３７の判定の間に不連続性が存在する場合（例えば、医療用撮像装置５１０８は、フィードを送信しているが、必要な装置の全てが外科用ハブ５１０４とペアリングされているわけではない）、次いで、外科用ハブ５１０４は、プロセス５１２３、５１３７間の不連続性を解消する最終的な判定に至る追加のプロセスを実行するか、又は不連続性に関して手術スタッフに警告又はフィードバックを表示することができる。

図２５Ｄは、気腹器５１１０の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセス５１４７の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１４７を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、気腹器５１１０から手術前後データを受信（５１４９）し、次いで、手術部位と手術室の周囲環境との間に圧力差があるかどうかを判定（５１５１）する。１つの例示では、気腹器５１１０の手術前後データは、周囲圧力を検出するように構成された第２の圧力センサによって感知された圧力と比較することができる、気腹器５１１０に関連付けられた第１の圧力センサによって感知された手術部位圧力（例えば、腹腔内圧）を含むことができる。第１の圧力センサは、例えば、０～１０ｍｍＨｇ間の腹腔内圧を検出するように構成され得る。圧力差がある場合、プロセス５１４７は、はいの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置の送気利用工程が行われていると判定（５１５３）する。圧力差がない場合、プロセス５１４７は、いいえの分岐に沿って続き、制御回路は、外科処置の送気利用工程が行われていないと判定（５１５５）する。

図２５Ｅは、エネルギー発生器５１１２の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセス５１５７の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１５７を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、エネルギー発生器５１１２から手術前後データを受信（５１５９）し、次いで、エネルギー発生器５１１２が封止モードにあるかどうかを判定（５１６１）する。様々な例示において、エネルギー発生器５１１２は、第１のエネルギーレベルに対応する封止モード、及び第２のエネルギーレベルに対応する切断／凝固モードの２つのモードを含むことができる。エネルギー発生器５１１２が封止モードにない場合、プロセス５１５７は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、外科処置の切開工程が行われていると判定（５１６３）する。エネルギー発生器５１１２が封止モードにない場合、２つの動作モードを有するエネルギー発生器５１１２の切断／凝固モードになければならないため、制御回路はこの判定（５１６３）を行うことができる。エネルギー発生器５１１２の切断／凝固モードは、組織を切開するために超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具に適切な程度のエネルギーを提供するため、切開手順の工程に対応する。エネルギー発生器５１１２が封止モードにある場合、プロセス５１５７は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、外科処置の結紮工程が行われていると判定（５１６５）する。エネルギー発生器５１１２の封止モードは、血管を結紮するために超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具に適切な程度のエネルギーを提供するため、結紮処置工程に対応する。

図２５Ｆは、エネルギー発生器５１１２の手術前後データに従って処置工程を判定するためのプロセス５１６７の論理フロー図を示す。様々な態様では、以前に受信した手術前後データ及び／又は以前に導出されたコンテキスト情報はまた、後続のコンテキスト情報を導出するプロセスでも考慮され得る。これにより、外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、処置が行われる際に、外科処置に関する更なる及び／又はより詳細なコンテキスト情報を導出することが可能になる。この例示では、プロセス５１６７は、区域切除術が行われていると判定（５１６９）する。このコンテキスト情報は、このプロセス５１６７又は他の受信した手術前後データに基づく他のプロセスによって導出され得る、及び／又はメモリから検索され得る。続いて、制御回路は、外科用器具が発射されていることを示す手術前後データをエネルギー発生器５１１２から受信（５１７１）し、次いで、エネルギー発生器５１１２が外科用器具を発射する処置の前の工程で利用されたかどうかを判定（５１７３）する。制御回路は、例えば、メモリから現在の外科処置において行われた工程のリストを検索することによって、エネルギー発生器５１１２が以前に処置の前工程おいて利用されたかどうかを判定（５１７３）することができる。このような例示では、外科用ハブ５１０４が外科処置の工程が手術スタッフによって行われた又は完了されたと判定すると、外科用ハブ５１０４は、行われた処置工程のリストを更新することができ、このリストは後に、外科用ハブ５１０４の制御回路によって検索され得る。１つの例示では、外科用ハブ５１０４は、発射のシーケンス間の時間遅延、手術スタッフによって任意の介在行為がとられたかどうか若しくはモジュール式装置５１０２が利用されたかどうか、又は状況認識システムが検出できる他の要因に従って、外科処置の別個の工程に対応して、外科用器具の発射のシーケンスを区別することができる。エネルギー発生器５１１２が区域切除術の過程中で以前に利用されていなかった場合、プロセス５１６７は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、患者の肺を分離するために組織を切開する工程が外科スタッフによって行われていると判定（５１７５）する。エネルギー発生器５１１２が区域切除術の過程中に以前に利用されている場合、プロセス５１６７は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、結節を切開する工程が外科スタッフによって行われていると判定（５１７７）する。超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具は、区域切除術の実施例の過程で２回利用され（例えば、図２７）、したがって、プロセス５１６７を実行する外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、エネルギー発生器５１１２が以前に利用されたかどうかに基づいて、エネルギー発生器５１１２の利用が示すどのステップが現在行われているかを識別することができる。

図２５Ｇは、ステープラの手術前後データに従って、処置工程を判定するためのプロセス５１７９の論理フロー図を示す。図２５Ｆに示されるプロセス５１６７に関して上述したように、プロセス５１７９は、後続のコンテキスト情報を導出する際に、以前に受信した手術前後データ及び／又は以前に導出したコンテキスト情報を利用する。この例示では、プロセス５１７９は、区域切除術が実施されていると判定（５１８１）する。このコンテキスト情報は、このプロセス５１７９又は他の受信した手術前後データに基づく他のプロセスによって導出され得る、及び／又はメモリから検索され得る。続いて、制御回路は、外科用ステープル留め器具が発射されていることを示す手術前後データを外科用ステープル留め器具（すなわち、ステープラ）からの受信（５１８３）し、次いで外科用ステープル留め器具が外科処置の以前工程で利用されたかどうかを判定（５１８５）する。上述のように、制御回路は、例えば、メモリから現在の外科処置において行われた工程のリストを検索することによって、外科用ステープル留め器具が処置の前の工程で以前に利用されたかどうかを判定（５１８５）することができる。外科用ステープル留め器具が以前に利用されていない場合、プロセス５１７９は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、動脈及び静脈を結紮する工程が外科スタッフによって行われていることを判定（５１８７）する。外科用ステープル留め器具が、区域切除術の過程で以前に利用されている場合、プロセス５１７９は、はい分岐に沿って進み、制御回路は、実質組織を切断する工程が外科スタッフによって行われていることを判定（５１８９）する。外科用ステープル留め器具は、区域切除術（例えば、図２７）の実施例の過程中で２回利用され、したがって、プロセス５１７９を実行する外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、外科用ステープル留め器具が以前に利用されたかどうかに基づいて、外科用ステープル留め器具の利用が示すどの工程が現在行われているかを識別することができる。

図２５Ｈは、ベンチレータ５１１０、パルスオキシメータ５１１４、ＢＰモニタ５１１６、及び／又はＥＫＧモニタ５１２０の手術前後データに従って、患者の状態を判定するためのプロセス５１９１の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５１９１を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、ベンチレータ５１１０、パルスオキシメータ５１１４、ＢＰモニタ５１１６、及び／又はＥＫＧモニタ５１２０の各々から、手術前後データを受信（５１９３、５１９５、５１９７、５１９９）し、次いで、装置のそれぞれによって感知された生理的パラメータの１つ又は２つ以上の値が、生理的パラメータの各々に対して閾値を下回っているかどうかを判定する。各生理学的パラメータの閾値は、麻酔下にある患者に対応する値に対応することができる。換言すれば、制御回路は、患者の呼吸速度、酸素飽和度、血圧、及び／又は心拍数が、それぞれのモジュール式装置５１０２及び／又は患者監視装置５１２４によって感知されたデータに従って患者が麻酔下にあることを示すかどうかを判定（５２０１）する。１つの例示では、手術前後データからの全ての値がそれぞれの閾値を下回る場合、プロセス５１９１は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、患者が麻酔下にあると判定（５２０３）する。別の例示では、制御回路は、監視された生理学的パラメータの特定の数又は比率が、患者が麻酔下にあることを示す場合、患者は麻酔下にあると判定（５２０３）することができる。そうでない場合には、プロセス５１９１は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、患者は麻酔下にないと判定（５２０５）する。

図２５Ｉは、パルスオキシメータ５１１４、ＢＰモニタ５１１６、及び／又はＥＫＧモニタ５１２０の手術前後データに従って、患者の状態を判定するためのプロセス５２０７の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５２０７を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、パルスオキシメータ５１１４、ＢＰモニタ５１１６、及び／又はＥＫＧモニタ５１２０から手術前後データを受信（５２０９、５２１１、５２１３）し（又は受信しようと試み）、次いで、装置のうちの少なくとも１つが外科用ハブ５１０４とペアリングされているか、又は別の方法で外科用ハブ５１０４がそこからデータを受信しているかどうかを判定（５２１５）する。制御回路が、これらの患者監視装置５１２４のうちの少なくとも１つからデータを受信している場合、プロセス５２０７は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、患者が手術室にいると判定（５２１７）する。制御回路は、外科用ハブ５１０４に接続された患者監視装置５２１４が手術室に存在しなければならず、したがって患者も同様に手術室にいなければならないため、この判定を行うことができる。制御回路が、これらの患者監視装置５１２４のうちの少なくとも１つからデータを受信していない場合、プロセス５２０７は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、患者が手術室にいないと判定（５２１９）する。

図２５Ｊは、ベンチレータ５１１０の手術前後データに従って患者の状態を判定するためのプロセス５２２１の論理フロー図を示す。この例示では、プロセス５２２１を実行する外科用ハブ５１０４の制御回路は、ベンチレータ５１１０から手術前後データを受信（５２２３）し、次いで、患者の気道容積が減少したか又は減少しているかどうかを判定（５２２５）する。１つの例示では、制御回路は、患者の気道容積が、肺が虚脱又は収縮されたことを示す特定の閾値を下回るかどうかを判定（５２２５）する。別の例示では、制御回路は、患者の気道容積が閾値量だけ平均又はベースラインレベルを下回るかどうかを判定（５２２５）する。患者の気道容積が十分に減少していない場合、プロセス５２２１は、いいえの分岐に沿って進み、制御回路は、患者の肺が収縮していないと判定（５２２７）する。患者の気道容積が十分に減少した場合、プロセス５２２１は、はいの分岐に沿って進み、制御回路は、患者の肺が収縮していないと判定（５２２９）する。

１つの例示では、外科用システム５１００は、手術室に出入りする物体及び個人を検出及び記録するために、外科用ハブ５１０４とペアリングされ得る様々なスキャナを更に含むことができる。図２６Ａは、患者リストバンド５１３０をスキャンするように構成された、外科用ハブ５１０４とペアリングされるスキャナ５１２８を示す。一態様では、スキャナ５１２８は、例えば、患者リストバンド５１３０から患者情報を読み取ることができ、次いでその情報を外科用ハブ５１０４に送信することができるバーコードリーダ又は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）リーダを含む。患者情報は、例えば、実施される外科処置、及び、外科用ハブ５１０４によって病院のＥＭＲデータベース５１２２と相互参照され得る識別情報を含むことができる。図２６Ｂは、外科処置のために製品リスト５１３４をスキャンするように構成された、外科用ハブ５１０４とペアリングされるスキャナ５１３２を示す。外科用ハブ５１０４は、外科処置で使用されるアイテムの数、タイプ、及び混合に関するスキャナ５１３２からのデータを利用して、実施される外科処置のタイプを識別することができる。１つの例示では、スキャナ５１３２は、製品が手術室に持ち込まれるときに、製品自体又は製品のパッケージから製品情報（例えば、名前及び数量）を読み取り、次いでその情報を外科用ハブ５１０４に送信することができる製品スキャナ（例えば、バーコードリーダ又はＲＦＩＤリーダ）を含む。別の例示では、スキャナ５１３２は、カメラ（又は他の可視化装置）、及び製品リスト５１３４から製品情報を読み取ることができる関連する光学文字認識ソフトウェアを含む。外科用ハブ５１０４は、行われる（又は行われた）特定の外科処置を推定するために、様々なタイプの外科処置に利用されるアイテムのルックアップテーブル又はデータベースと、受信したデータによって示されるアイテムのリストを相互参照するように構成され得る。図２６Ｂに示すように、例示的な製品リスト５１３４は、リング鉗子、開胸器、電動血管ステープラ（ＰＶＳ）、及び胸部創プロテクタ（thoracic wound protector）を含む。この実施例では、外科用ハブ５１０４は、これらの製品が胸部手術でのみ利用されるため、外科処置がこのデータから胸部手術であると推定することができる。要約すれば、スキャナ（複数可）５１２８、５１３２は、外科用ハブ５１０４にシリアル番号、製品リスト、及び患者情報を提供することができる。どの装置及び器具が利用されているかに関するこのデータ及び患者の医療情報に基づいて、外科用ハブ５１０４は、外科処置に関する追加のコンテキスト情報を判定することができる。

図２３Ａに示されるプロセス５０００ａ及び上述した他の概念の理解を支援するために、図２７は、例示的な外科処置の時間線５２００、及び外科処置における各工程においてデータソース５１２６から受信したデータから外科用ハブ５１０４が導出することができるコンテキスト情報を示す。図２７に示される時間線５２００の以下の説明では、図２２も参照されたい。時間線５２００は、手術室を設置することから開始し、患者を術後回復室に移送することで終了する、肺区域切除手術の過程で、看護師、外科医、及び他の医療関係者によってとられるであろう典型的な工程を示す。状況認識外科用ハブ５１０４は、外科処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ５１０４とペアリングされたモジュール式装置５１０２を使用するたびに生成されるデータを含むデータを、データソース５１２６から受信する。外科用ハブ５１０４は、ペアリングされたモジュール式装置５１０２及び他のデータソース５１２６からこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が行われているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推定（すなわち、コンテキスト情報）を継続的に導出することができる。外科用ハブ５１０４の状況認識システムは、例えば、報告を生成するために処置に関するデータを記録すること（例えば、図３１～図４２参照）、医療関係者によってとられている工程を検証すること、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを（例えば、ディスプレイスクリーンを介して）提供すること、コンテキストに基づいてモジュール式装置５１０２を調整する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置のＦＯＶを調整する、又は超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを変更する）こと、及び上記の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。

この例示的な処置における第１の工程５２０２として、病院職員は、病院のＥＭＲデータベースから患者のＥＭＲを読み出す。ＥＭＲにおいて選択された患者データに基づいて、外科用ハブ５１０４は、実施される処置が胸部手術であることを判定する。第２５２０４では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ５１０４は、スキャンされた用品を、様々な種類の処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせが胸部手術に対応することを確認する（例えば、図２６Ｂに示すように）。更に、外科用ハブ５１０４はまた、処置が楔形切除術ではないと判定することができる（入来する用品が、胸部楔形切除術に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸部楔形切除術に対応していないかのいずれかであるため）。第３５２０６では、医療従事者は、外科用ハブ５１０４に通信可能に接続されたスキャナ５１２８によって（例えば、図２６Ａに示すように）患者バンドをスキャンする。次いで、外科用ハブ５１０４は、スキャンされたデータに基づいて患者の身元を確認することができる。第４５２０８では、医療職員が補助装置をオンにする。利用される補助装置は、外科処置の種類及び外科医によって使用される技術によって異なり得るが、この例示的な場合では、これらとしては、排煙器、気腹器、及び医療用撮像装置が挙げられる。起動されると、モジュール式装置５１０２である補助装置は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式装置５１０２の特定の近傍内に位置する外科用ハブ５１０４と自動的にペアリングすることができる。次いで、外科用ハブ５１０４は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式装置５１０２の種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ５１０４は、ペアリングされたモジュール式装置５１０２のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がＶＡＴＳ手術であると判定する。患者のＥＭＲからのデータの組み合わせ、処置に用いられる医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式装置５１０２の種類に基づいて、外科用ハブ５１０４は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推定することができる。外科用ハブ５１０４が、何の特定の処置が行われているかを知ると、次いで外科用ハブ５１０４は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出し、次いで接続されたデータソース５１２６（例えば、モジュール式装置５１０２及び患者監視装置５１２４）からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推定することができる。第５５２１０では、職員は、ＥＫＧ電極及び他の患者監視装置５１２４を患者に取り付ける。ＥＫＧ電極及び他の患者監視装置５１２４は、外科用ハブ５１０４とペアリングすることができる。外科用ハブ５１０４が患者監視装置５１２４からデータの受信を開始すると、外科用ハブ５１０４は、例えば、図２５Ｉに示されるプロセス５２０７で説明するように、患者が手術室にいることを確認する。第６５２１２では、医療関係者は患者において麻酔を誘発する。外科用ハブ５１０４は、例えば、図２５Ｈに示されるプロセス５１９１で説明するように、ＥＫＧデータ、血圧データ、ベンチレータデータ、又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式装置５１０２及び／又は患者監視装置５１２４からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推定することができる。第６の工程５２１２が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部分が開始する。

第７５２１４では、手術されている患者の肺が虚脱される（換気が対側肺に切り替えられる間に）。外科用ハブ５１０４は、例えば、図２５Ｊに示されるプロセス５２２１で説明するように、患者の肺が虚脱されたことをベンチレータデータから推定することができる。外科用ハブ５１０４は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程（事前にアクセス又は読み出すことができる）と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第１の手術工程であると判定することができる。第８５２１６では、医療用撮像装置５１０８（例えば、スコープ）が挿入され、医療用撮像装置からのビデオ映像が開始される。外科用ハブ５１０４は、医療用撮像装置への接続を通じて医療用撮像装置データ（すなわち、ビデオ又は画像データ）を受信する。医療用撮像装置データを受信すると、外科用ハブ５１０４は、外科処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ５１０４は、行われている特定の処置が、肺葉切除術とは対照的に区域切除術であると判定することができる（処置の第２の工程５２０４で受信したデータに基づいて、楔形切除術は外科用ハブ５１０４によって既に考慮に入れられていないことに留意されたい）。医療用撮像装置１２４（図２）からのデータを利用して、様々な方法で、例えば、患者の解剖学的構造の可視化に対して向けれている医療用撮像装置の角度を判定することによって、利用されている（すなわち、起動されており、外科用ハブ５１０４とペアリングされている）数又は医療用撮像装置を監視することによって、及び利用されている可視化装置の種類を監視することによって、行われている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定することができる。例えば、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置するが、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、カメラを、区域裂に対して前肋間位置に配置する。例えば、パターン認識又は機械学習技術を使用して、状況認識システムは、患者の解剖学的構造の可視化に基づいて、医療用撮像装置の位置を認識するように訓練され得る。別の例として、ＶＡＴＳ肺葉切除術を実施するための１つの技術は単一の医療用撮像装置を利用するが、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための別の技術は複数のカメラを利用する。更に別の例として、ＶＡＴＳ区域切除術を実施するための１つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源（可視化システムの一部として外科用ハブに通信可能に連結され得る）を使用し、これはＶＡＴＳ肺葉切除術では使用されない。医療用撮像装置５１０８からのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ５１０４は、行われている特定の種類の外科処置、及び／又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。

第９の工程５２１８では、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ５１０４は、エネルギー器具が発射されていることを示すＲＦ又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ５１０４は、受信したデータを外科処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点（すなわち、上述された処置の工程が完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。第１０の工程５２２０では、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ５１０４は、器具が発射されていることを示すデータを外科用ステープル留め及び切断器具から受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前工程と同様に、外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。第１１の工程５２２２では、処置の区域切除術の部分が行われる。外科用ハブ５１０４は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータ（そのカートリッジからのデータを含む）に基づいて、外科医が実質組織を横切開していると推定することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されるステープルのサイズ又は種類に対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されているため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができる。この場合、発射されているステープルの種類は実質組織（又は他の同様の組織種）に利用され、これにより、外科用ハブ５１０４は、処置の区域切除術の部分が行われていると推定することができる。続いて第１２の工程５２２４で、結節切開工程が行われる。外科用ハブ５１０４は、ＲＦ又は超音波器具が発射されていることを示す、発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を行っていると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に利用されるＲＦ又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、これにより外科用ハブ５１０４がこの推定を行うことができる。異なる器具が特定の作業に対してより良好に適合するため、外科医は、処置中の特定の工程に応じて、定期的に外科用ステープル留め／切断器具と外科用エネルギー（すなわち、ＲＦ又は超音波）器具とを交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め／切断器具及び外科用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実施中であるかを示すことができる。第１２の工程５２２４が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。

第１３の工程５２２６では、患者の麻酔を解く。外科用ハブ５１０４は、例えば、ベンチレータデータに基づいて（すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める）、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。最後に、第１４の工程５２２８は、医療関係者が患者から様々な患者監視装置５１２４を除去する工程である。したがって、外科用ハブ５１０４は、ハブがＥＫＧ、ＢＰ、及び患者監視装置５１２４からの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推定することができる。この例示的な処置の説明から分かるように、外科用ハブ５１０４と通信可能に連結された各種データソース５１２６から受信したデータに従って、外科用ハブ５１０４は、所与の外科処置の各工程が発生しているときを判定又は推定することができる。

図２７に示される時間線５２００の第１の工程５２０２に示されるように、ＥＭＲデータベース（複数可）からの患者データを利用して、行われる外科処置の種類を推定することに加えて、患者データはまた、状況認識手術ハブ５１０４によって利用されて、ペアリングされたモジュール式装置５１０２の制御調整を生成することができる。図２８Ａは、本開示の少なくとも１つの態様による、ＥＭＲデータベース５２５０に記憶された患者データをインポートし、そこから推論５２５６を導出するプロセス５２４０を示すフロー図を示す。更に、図２８Ｂは、本開示の少なくとも１つの態様による、図２８Ａから導出された推論５２５６に対応する制御調整５２６４を判定するプロセス５２４２を示すフロー図である。プロセス５２４０、５２４２の以下の説明では、図２２も参照されたい。

図２８Ａに示すように、外科用ハブ５１０４は、外科用ハブ５１０４が通信可能に接続されているデータベース５２５０に記憶された患者情報（例えば、ＥＭＲ）を読み出す。患者データの未編成部分は、外科用ハブ５１０４から除去（５２５２）され、患者の状態及び／又は行われる外科処置に関連する、匿名化されたストリッピングされた患者データ５２５４を残す。未編成の患者データは、データの処理のために患者の匿名を維持するために除去（５２５２）される（データが報告のための処理及び／又はデータ追跡のためにクラウドにアップロードされる場合を含む）。ストリッピングされた患者データ５２５４は、患者が羅患している疾患、患者の病歴（以前の治療又は処置を含む）、患者が服用している薬剤、及び他のそのような医学関連の詳細を含むことができる。次いで、外科用ハブ５１０４の制御回路は、ストリッピングされた患者データ５２５４から様々な推論５２５６を導出することができ、その様々な推論５２５６は、外科用ハブ５１０４によって利用されて、ペアリングされたモジュール式装置５１０２の様々な制御調整を導出することができる。導出された推論５２５６は、データの個々の断片又はデータの断片の組み合わせに基づくことができる。更に、導出された推論５２５６は、場合によっては、いくつかのデータが同じ推論をもたらし得るため、互いに冗長であってもよい。各患者のストリッピングされた患者データ５２５４を状況認識システムに統合することによって、外科用ハブ５１０４は、各個々の患者に関連付けられた一意の状況に基づいてモジュール式装置５１０２のそれぞれを最適に制御するために、事前処置調整を生成することができる。図示された実施例では、ストリッピングされた患者データ５２５４は、（ｉ）患者が気腫に罹患しており、（ｉｉ）高血圧を有し、（ｉｉｉ）小細胞肺癌に罹患しており、（ｉｖ）ワルファリン（又は別の抗凝血剤）を服用しており、及び／又は（ｖ）放射線前処理を受けている、ことを含む。図示された実施例では、ストリッピングされた患者データ５２５４から導出された推論５２５６は、（ｉ）肺組織が正常な肺組織よりも脆弱であること、（ｉｉ）止血問題がより起こりやすいこと、（ｉｉｉ）患者が比較的侵襲性の強い癌に罹患していること、（ｉｖ）止血問題がより起こりやすいこと、及び（ｖ）肺組織がより硬く、より破損しやすいこと、を含む。

外科用ハブ５１０４の制御回路が、匿名化された患者データから導出される含意５２５６を受信又は識別した後、外科用ハブ５１０４の制御回路は、導出された含意５２５６と一致する方法でモジュール式装置５１０２を制御するプロセス５２４２を実行するように構成されている。図２８Ｂに示される実施例では、外科用ハブ５１０４の制御回路は、導出された含意５２５６がモジュール式装置５１０２にどのように影響するかを解釈し、次いで対応する制御調整をモジュール式装置５１０２のそれぞれに通信する。図２８Ｂに示される実施例では、制御調整は、（ｉ）外科用ステープル留め及び切断器具の圧縮速度閾値パラメータを調整することと、（ｉｉ）可視化システム１０８を介して出血を定量化するために、外科用ハブ５１０４の可視化閾値を調整すること（図２）（この調整は、可視化システム１０８自体に、又は外科用ハブ５１０４の内部パラメータとして適用することができる）と、（ｉｉｉ）肺組織及び血管組織の種類の組み合わせ発成器モジュール１４０（図３）の電力及び制御アルゴリズムを調整することと、（ｉｖ）侵襲性の強い癌種を考慮して医療用撮像装置１２４（図２）のマージン範囲を調整することと、（ｖ）必要とされるマージンパラメータ調整を外科用ステープル留め及び切断器具に通知すること（マージンパラメータは、切除される癌の周囲の組織の距離又は量に対応する）と、（ｖｉ）組織が潜在的に脆弱であることを外科用ステープル留め及び切断器具に通知し、外科用ステープル留め及び切断器具の制御アルゴリズムに適宜調整させることと、を含む。更に、匿名化された患者データ５２５４から導出された含意５２５６に関するデータは、行われている外科処置に関するコンテキスト情報５２６０を推定するために、状況認識システムによって考慮される。図２８Ｂに示される実施例では、状況認識システムは、処置が胸部肺切除５２６２（例えば、区域切除術）であることを更に推定する。

医療従事者が外科処置を完了する際の効率、ポジティブな患者の転帰を、ある種類の外科処理を行う際の特定の手術チーム又は特定の技術と相関させること、及び他の性能測定は、レガシーシステムを使用して容易に定量化されないため、医療施設の医療業務に非効率性又は無効性が存在し得るかを判定することは困難であり得る。１つの解決策として、外科用ハブを用いて、外科用ハブが関連して利用されている外科処置に関するデータを追跡及び記憶し、追跡されたデータに関連した報告又は推奨を生成することができる。追跡されたデータは、例えば、特定の処置中に費やされた時間の長さ、特定の処置の特定の工程に費やされた時間の長さ、処置の間の休止時間の長さ、処置の過程中に利用されたモジュール式装置（複数可）（例えば、外科用器具）、及び処置（又はその工程）中に消費された外科用アイテムの数及び種類を含むことができる。更に、追跡されたデータは、例えば、外科用ハブが位置する手術室、特定のイベントに関連付けられた医療従事者（例えば、外科処置を行う外科医又は外科チーム）、特定のイベントが発生した日付及び時間、並びに患者の転帰を含むことができる。このデータは、性能メトリックを作成するために利用することができ、性能メトリックは、医療施設の医療業務における非効率性又は無効性を検出し、最終的に対処するために利用され得る。１つの例示では、外科用ハブは、外科用ハブに接続されたデータソース（例えば、ペアリングされたモジュール式装置）から受信したデータに基づいて、特定のイベントに関する情報（例えば、いつ外科処置の特定の工程が行われているか、及び／又はどのくらい工程が完了するまでにかかるか）を推定又は判定するように構成された、上述のような状況認識システムを含む。次いで、外科用ハブは、ユーザに報告又は推奨を提供するために、この追跡されたデータを記憶することができる。

外科用ハブデータの集約及びリポート
図２９は、本開示の少なくとも１つの態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム５７００のブロック図を示す。システム５７００は、上述したように、外科用ハブ５７０６（及び外科用ハブ５７０６にペアリングされたモジュール式装置）が関連して利用される外科処置に関するデータを検出及び追跡することができるいくつかの外科用ハブ５７０６を含む。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、外科用ハブ５７０６によって追跡されているデータがネットワーク全体にわたって一緒に集約されるように、ローカルネットワークを形成するように接続される。外科用ハブ５７０６のネットワークは、例えば、医療施設と関連付けることができる。外科用ハブ５７０６のネットワークから集約されたデータを分析して、データ傾向又は推奨に関する報告を提供することができる。例えば、第１の医療施設５７０４ａの外科用ハブ５７０６は、第１のローカルデータベース５７０８ａに通信可能に接続され、第２の医療施設５７０４ｂの外科用ハブ５７０６は、第２のローカルデータベース５７０８ｂに通信可能に接続されている。第１の医療施設５７０４ａに関連付けられた外科用ハブ５７０６のネットワークは、第２の医療施設５７０４ｂに関連付けられた外科用ハブ５７０６のネットワークとは別個とすることができ、外科用ハブ５７０６の各ネットワークからの集約データは、各医療施設５７０４ａ、５７０４ｂに個別に対応する。データベース５７０８ａ、５７０８ｂに通信可能に接続された外科用ハブ５７０６又は別のコンピュータ端末は、それぞれの医療施設５７０４ａ、５７０４ｂに関連付けられた集約されたデータに基づいて報告又は推奨を提供するように構成することができる。この例示では、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを利用して、例えば、外科処置の特定の発生率が、特定の処置タイプを完了するための平均的なネットワーク内時間から逸脱したかどうかを報告することができる。

別の例示では、各外科用ハブ５７０６は、追跡されたデータをクラウド５７０２にアップロードし、次いで、このクラウドが、クラウド５７０２に接続された複数の外科用ハブ５７０６、外科用ハブ５７０６のネットワーク、及び／又は医療施設５７０４ａ、５７０４にわたって追跡されたデータを処理及び集約するように構成されている。次いで、各外科用ハブ５７０６を利用して、集約データに基づいて報告又は推奨を提供することができる。この例示では、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを利用して、例えば、外科処置の特定の発生率が、特定の処置タイプを完了するための平均グローバル時間から逸脱したかどうかを報告することができる。

別の例示では、各外科用ハブ５７０６は、クラウド５７０２にアクセスして、ローカルに追跡されたデータを、クラウド５７０２に通信可能に接続された全ての外科用ハブ５７０６から集約されたグローバルデータと比較するように更に構成することができる。各外科用ハブ５７０６は、追跡されたローカルデータとローカル（すなわち、ネットワーク内）又はグローバルノルムとの比較に基づいて報告又は推奨を提供するように構成することができる。この例示では、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを利用して、例えば、外科処置の特定の発生率が、特定の処置タイプを完了するための平均的なネットワーク内時間又は平均的なグローバル時間のいずれかから逸脱したかどうかを報告することができる。

１つの例示では、各外科用ハブ５７０６又は外科用ハブ５７０６に対してローカルな別のコンピュータシステムは、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータをローカルで集約し、追跡されたデータを記憶し、問い合わせに応答して追跡されたデータに従って、報告及び／又は推奨を生成するように構成されている。外科用ハブ５７０６が医療施設ネットワーク（追加の外科用ハブ５７０６を含み得る）に接続される場合、外科用ハブ５７０６は、追跡されたデータをバルク医療施設データと比較するように構成することができる。バルク医療施設データは、ＥＭＲデータと、外科用ハブ５７０６のローカルネットワークからの集約データとを含むことができる。別の例示では、クラウド５７０２は、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを集約し、追跡されたデータを記憶し、問い合わせに応答して追跡されたデータに従って、報告及び／又は推奨を生成するように構成されている。

各外科用ハブ５７０６は、データの傾向に関する報告を提供することができ、及び／又は行われている外科処置の効率性又は有効性を改善することについての推奨を提供することができる。様々な例示では、データの傾向及び推奨は、外科用ハブ５７０６自体によって追跡されたデータ、複数の外科用ハブ５７０６を含むローカル医療施設ネットワークにわたって追跡されたデータ、又はクラウド５７０２に通信可能に接続された多数の外科用ハブ５７０６にわたって追跡されたデータに基づくことができる。外科用ハブ５７０６によって提供される推奨は、例えば、外科用器具／製品組み合わせと患者の転帰及び手術効率性との間の相関に基づいて、特定の外科処置に利用するための特定の外科用器具又は製品組み合わせを説明することができる。外科用ハブ５７０６によって提供される報告は、例えば、特定の外科処置がローカル又はグローバルノルムに対して効率的に行われたかどうか、医療施設で行われている特定の種類の外科処置が、グローバルノルムに対して効率的に行われているかどうか、及び特定の外科チームについての特定の外科処置又は外科処置の工程を完了するのにかかった平均時間を説明することができる。

１つの例示では、各外科用ハブ５７０６は、（例えば、状況認識システムを介して）手術室のイベントが発生したときを判定し、次いで、各イベントに費やされた時間の長さを追跡するように構成されている。手術室のイベントは、外科用ハブ５７０６がその発生を検出又は推定することができるイベントである。手術室のイベントは、例えば、特定の外科処置、外科処置の工程若しくは部分、又は外科処置間の休止時間を含み得る。手術室のイベントは、行われている外科処置の種類などのイベント種類に従って分類することができ、個々の手順からのデータを集約して、検索可能なデータセットを形成することができるようにする。図３１は、（更に図３２～図３６示すように）例示のデータセットに対する外科処置又は外科用ハブ５７０６の使用に関連するより詳細なメトリックを提供するために構文解析されている、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを示す図５４００の一例を示す。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、外科処置が行われているかどうかを判定し、次いで、処置と処置のとの間に費やされた時間の長さ（すなわち、休止時間）と処置自体で費やされた時間との両方を追跡するように構成されている。外科用ハブ５７０６は、更に、外科処置と外科処置との間又は外科処置中のいずれかに医療従事者（例えば、外科医、看護師、又は用務係）によって行われた個別の工程の各々に費やされた時間を判定し、追跡するように更に構成され得る。外科用ハブは、手術処置又は外科処置の異なる工程が行われているときを、状況認識システムを介して判定することができ、これは、上記で更に詳細に説明されている。

図３０は、手術室のイベントに関連付けられたデータを追跡するためのプロセス５３００の論理フロー図を示す。以下の説明、つまりプロセス５３００の説明においては、図２９も参照されたい。１つの例示では、プロセス５３００は、図１０に示されるような外科用ハブ２０６の制御回路（プロセッサ２４４）によって実行され得る。更に別の例示では、プロセス５３００は、図１２示される外科用器具のマイクロコントローラ４６１、図１６に示される外科用器具のマイクロコントローラ６２０、図１７に示されるロボット外科用器具７００の制御回路７１０、図１８及び図１９に示される外科用器具７５０、７９０の制御回路７６０、図２０に示される発生器８００のコントローラ８３８等、外科用ハブ２０６の制御回路をモジュール式装置の制御回路と組み合わせて含む分散コンピューティングシステムによって実行され得る。経済性のために、プロセス５３００の以下の説明は、外科用ハブ５７０６の制御回路によって実行されているものとして説明される。しかしながら、プロセス５３００の説明は、前述の例示の全てを包含することを理解されたい。

プロセス５３００を実行する外科用ハブ５７０６の制御回路は、外科用ハブ５７０６に通信可能に連結されたモジュール式装置及び他のデータソース（例えば、データベース及び患者監視装置）から手術前後データを受信（５３０２）する。次いで、制御回路は、例えば、受信（５３０２）したデータからコンテキスト情報を導出する状況認識システムを介してイベントが発生したかどうかを判定（５３０４）する。イベントは、外科用ハブ５７０６が使用されている手術室に関連付けられ得る。イベントは、例えば、外科処置、外科処置の工程若しくは部分、又は外科処置若しくは外科処置の工程間の休止時間を含み得る。更に、制御回路は、イベントの時間長、イベントの経過中に利用される外科用器具及び／又は他の医療製品、並びにイベントに関連付けられた医療従事者等、特定のイベントに関連付けられたデータを追跡する。外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムを介して、イベントに関するこの情報を更に判定することができる。

例えば、状況認識外科用ハブ５７０６の制御回路は、１つ又は２つ以上のモジュール式装置５１０２（図２２）及び／又は患者監視装置５１２４（図２２）から受信したデータによって、患者において麻酔が誘発されていることを判定することができる。次いで、制御回路は、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具が起動されたことを検出すると、外科処置の手術部分が開始したと判定することができる。したがって、制御回路は、その特定の工程の開始と外科処置の手術部分における第１の工程の開始との間の時間差に基づいて、麻酔誘導工程の時間の長さを判定することができる。同様に、制御回路は、処置における後続の工程の開始を制御回路がいつ検出したのかに基づいて、外科処置における特定の手術工程がどのくらい長くかかったかを判定することができる。更に、制御回路は、処置における最終手術工程の終了を制御回路がいつ検出したのかに基づいて、外科処置の全体的な手術部分がどのくらい長くかかったかを判定することができる。制御回路はまた、各工程中の器具の起動及び／又は使用を追跡することによって、外科処置における各工程の過程中にどの外科用器具（及び他のモジュール式装置５１０２）が利用されているかを判定することができる。制御回路はまた、例えば、患者監視装置５１２４がいつ患者から取り外されたのかを（図２７の第１４の工程５２２８のように）検出することによって、外科処置の完了を検出することができる。制御回路は、次いで後続の外科処置が開始したことを制御回路がいつ推定したのかに基づいて、処置間の休止時間を追跡することができる。

プロセス５３００を実行する制御回路は、次いでイベントタイプに基づいて、イベントに関連付けられたデータを集約（５３０６）する。１つの例示では、集約（５３０６）されたデータは、外科用ハブ５７０６のメモリ２４９（図１０）に記憶され得る。別の例示では、制御回路は、イベントに関連付けられたデータをクラウド５７０２にアップロードするように構成され、そうすると、データは、クラウド５７０２に接続された外科用ハブ５７０６の各々によってアップロードされた全てのデータに対して、イベントタイプに従って集約（５０３６）される。更に別の例示では、制御回路は、イベントに関連付けられたデータを外科用ハブ５７０６のローカルネットワークに関連付けられたデータベースにアップロードするように構成され、そうすると、データは、外科用ハブ５７０６のローカルネットワークにわたってアップロードされた全てのデータに対して、イベント種類に従って集計（５３０６）される。

１つの例示では、制御回路は、イベント種類に関連付けられたデータを、イベント種類に関連付けられたベースラインデータと比較するように更に構成されている。ベースラインデータは、例えば、特定の病院の、病院のネットワークの、又はクラウド５７０２の全体にわたる特定のイベント種類に関連付けられた平均値に対応することができる。ベースラインデータは、手術ハブ５７０６上に記憶され得るか、又は手術前後データがそれによって受信（５３０２）されるときに、外科用５７０６によって読み出され得る。

イベント種類に従ってイベントの各々からのデータを集約（５０３６）することにより、イベント種類の個々の発生率をその後履歴又は集約されたデータと比較して、イベント種類に対するノルムからの逸脱が発生したときを判定することができる。制御回路は、問い合わせを受信したかどうかを更に判定する（５３０８）。制御回路が問い合わせを受信しない場合、プロセス５３００は、いいえの分岐に沿って続き、ループバックしてデータソースからデータを受信（５３０２）し続ける。制御回路が特定のイベント種類についての問い合わせを受信した場合、プロセス５３００は、はいの分岐に沿って続き、制御回路は、次に、特定のイベント種類についての集約されたデータを読み出し、問い合わせに対応する適切な集約されたデータを表示する（５３１０）。様々な例示では、制御回路は、外科用ハブ５７０６のメモリ、クラウド５７０２、又はローカルデータベース５７０８ａ、５７０８ｂから適切な集約されたデータを読み出すことができる。

一実施例では、外科用ハブ５７０６は、外科処置の実施中に利用される１つ又は２つ以上のモジュール式装置（及び他のデータソース）から受信したデータに従って、前述の状況認識システムを介して特定の処置のための時間の長さを判定するように構成されている。外科処置が完了するたびに、外科用ハブ５７０６は、特定の種類の外科処置を完了するのに必要な時間の長さをアップロード又は記憶し、この時間の長さは、次いで、処置の種類の他の全てのインスタンスからのデータと集約される。一部の態様では、外科用ハブ５７０６、クラウド５７０２、及び／又はローカルデータベース５７０８ａ、５７０８ｂは、次いで、集約されたデータから、特定の種類の処置についての平均又は予想される処理長さを判定することができる。その後、外科用ハブ５７０６が特定の種類の処置に関する問い合わせを受信するときに、外科用ハブ５７０６は、平均（又は予想される）処置長さに関するフィードバックを提供するか、又は処置タイプの個々の発生率を平均処置長さと比較して、特定の発生率がそこから逸脱しているかどうかを判定することができる。

いくつかの態様では、外科用ハブ５７０６は、イベント種類の各発生率をイベント種類の平均又は予想されるノルムと自動的に比較し、次いで、イベント種類の特定の発生率がノルムから逸脱したときにフィードバックを提供する（例えば、報告を表示する）ように構成され得る。例えば、外科用ハブ５７０６は、外科処置（又は外科処置の工程）が、外科処置（又は外科処置の工程）を完了するのに予想される時間の長さから設定量を超えて逸脱するときはいつでも、フィードバックを提供するように構成され得る。

図３１に戻って参照すると、外科用ハブ５７０６は、例えば、手術室毎に１日当たりに手術された（処置が完了した）患者の数に関するデータ（図３２に更に示される棒グラフ５４０２）を追跡、記憶、及び表示するように構成され得る。外科用ハブ５７０６は、手術室毎に１日当たりに手術される（又は処置が完了した）患者の数を更に構文解析するように構成することができ、所与の日の処置間の休止時間（図３３に更に示される棒グラフ５４０４）又は所与の日の平均処置長さ（図３５に更に示される棒グラフ５４０８）に従って更に構文解析され得る。外科用ハブ５７０６は、例えば、休止時間期間の数及び長さ、及び各期間中の動作又は工程のサブカテゴリ（図３４に更に示される棒グラフ５４０６）に従って、処置間の休止時間の詳細な内訳を提供するように更に構成され得る。外科用ハブ５７０６は、各個別の処置、及び各処置中の動作又は工程のサブカテゴリ（図３６に更に示される棒グラフ５４１０）に従って、所与の日の平均処置長さの詳細な内訳を提供するように更に構成され得る。図３１～図３６に示された様々なグラフは、外科用ハブ５７０６によって追跡されたデータを表すことができ、ユーザによって提出された問い合わせに応答して、外科用ハブ５７０６によって自動的に更に生成又は表示され得る。

図３２は、異なる手術室５４２４、５４２６について、曜日５４２２に対して手術された患者の数５４２０を示す棒グラフ５４０２の例を示す。外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムによって又は病院のＥＭＲデータベースにアクセスすることによって追跡され得る、各外科用ハブ５７０６と関連して手術された又は処置が完了した患者の数５４２０を（例えば、ディスプレイを介して）提供するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、通信可能に接続された医療施設内の異なる外科用ハブ５７０６からこのデータを照合するように更に構成することができ、これにより、各個々の外科用ハブが、ハブ毎又は手術室毎に医療施設の集約データを提示することができる。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、１つ又は２つ以上の追跡されたメトリックを閾値（各追跡されたメトリックに一意であり得る）と比較するように構成され得る。追跡されたメトリックのうちの少なくとも１つが閾値を超える（すなわち、特定の追跡されたメトリックに適切な閾値を超えて増加するか又は下回るかのいずれか）ときに、外科用ハブ５７０６は、可視、可聴、又は触覚警告を提供して、そのことをユーザに通知する。例えば、外科用ハブ５７０６は、患者又は処置の数が予想値、平均値、又は閾値から逸脱したときを示すように構成され得る。例えば、図３２は、第１の手術室５４２４が期待値を下回っているために強調表示されている火曜日５４２８及び木曜日５４３０の患者の数を示す。逆に、この特定の週の第２の手術室５４２６についてはどの曜日も強調されておらず、これは、この文脈において、各曜日の患者の数が予想内であることを意味する。

図３３は、特定の手術室について、曜日５４３４に対する処置間の総休止時間５４３２を示す棒グラフ５４０４を示す。外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムを介して外科処置間の休止時間の長さを追跡するように構成され得る。状況認識システムは、各特定の休止時間のインスタンスが発生しているときを検出又は推定することができ、次いで、休止時間の各インスタンスについての時間の長さを追跡することができる。それにより、外科用ハブ５７０６は、各特定の日の休止時間インスタンスを合計することによって、各曜日５４３４に対する総休止時間５４３２を判定することができる。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、所与の日（又は別の時間単位）の総休止時間の長さが予想値、平均値、又は閾値から逸脱したときに警告を提供するように構成され得る。例えば、図３３は、予想される時間の長さから逸脱しているために強調表示されている火曜日５４３６及び金曜日５４３８の総休止時間５４３２を示す。

図３４は、各個別の休止時間インスタンスに従って分解された、図３３に示される曜日５４３４毎の総休止時間５４３２を示す棒グラフ５４０６を示す。休止時間インスタンスの数及び各休止時間インスタンスの時間の長さは、各日の総休止時間内に表すことができる。例えば、第１の手術室（ＯＲ１）内の火曜日には、処置間に４つの休止時間インスタンスが存在し、第１の休止時間インスタンスの大きさは、それが他の３つのインスタンスよりも長かったことを示す。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、選択された休止時間インスタンス中に取られた特定の動作又は工程を更に示すように構成されている。例えば、図３４では、木曜日の第２の休止時間インスタンス５４４０が選択され、次いで、この特定の休止時間インスタンスが、手術室の初期設定を実行することと、麻酔を投与することと、患者をプレッピングすることからなることを示すコールアウト５４４２を表示させる。休止時間インスタンス自体と同様に、コールアウト５４４２内の動作又は工程の相対的なサイズ又は長さは、各特定の動作又は工程の時間の長さに対応することができる。休止時間インスタンスの詳細図は、例えば、ユーザが特定のインスタンスを選択するときに表示され得る。

図３５は、特定の手術室のための、曜日５４４６に対する平均処置長さ５４４４を示す棒グラフ５４０８を示す。外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムを介して平均処置長さを追跡するように構成され得る。状況認識システムは、外科処置の各特定の工程が発生したとき（例えば、図２７を参照）、次いで、各工程の時間の長さを追跡することができる。これにより、外科用ハブ５７０６は、特定の日の休止時間インスタンスの長さを合計することによって、各曜日５４３４の総休止時間５４３２を決定することができる。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、平均処置長さが予想値から逸脱したときを示すように構成され得る。例えば、図３５は、予想される時間の長さから逸脱しているために強調表示されている第１の手術室（ＯＲ１）の木曜日の平均処置長さ５４４８を示す。

図３６は、処置タイプ５４５２に対する処置長さ５４５０を示す棒グラフ５４１０を示す。示された処置長さ５４５０は、所与の手術室で所定の日に行われた特定の種類の処置の平均処置長さ又は各個別の処置の処置長さのいずれかを表すことができる。次いで、異なる処置タイプ５４５２の処置長さ５４５０を比較することができる。更に、処置タイプ５４５２における工程の平均長さ、又は特定の処置における各特定の工程の長さは、処置が選択されたときに表示され得る。更に、処置タイプ５４５２は、異なるデータセットを構文解析及び比較するために様々な識別子でタグ付けされ得る。例えば、図３６では、第１の処置５４５４は、腹部癒着の術前の特定が存在した結腸直腸処置（具体的には、低前方切除）に対応する。第２の処置５４５６は、胸部手術（具体的には、区域切除術）に対応する。図３６に示される処置は、個々の処置のための時間の長さ、又は所与の処置タイプの処置の全てについての平均時間長さを表すことができることに再度留意されたい。処置の各々は、処置における各工程の時間の長さに従って更に分解することができる。例えば、図３６は、外科処置の血管切開、結紮（血管）、結節切開、及びの閉鎖工程に費やされた時間の長さのアイコン又はグラフィック表現５４５８を含むものとして、第２の処置５４５６（胸部区域切除術）を示す。処置の長さ自体と同様に、グラフ表示５４４２内の工程の相対的な大きさ又は長さは、外科処置の各特定の工程の時間の長さに対応することができる。外科処置の工程の詳細図は、例えば、ユーザが特定の処置を選択するときに表示され得る。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、処置における所与の工程を完了するための時間の長さが予想される時間の長さから逸脱したときを特定するように構成され得る。例えば、図３６は、予想される時間の長さから逸脱しているために強調表示されている結節切開工程を示す。

１つの例示では、外科用ハブ５７０６の分析パッケージは、外科処置（又は処置間の休止時間）と関連している使用データと結果との相関をユーザに提供するように構成され得る。例えば、外科用ハブ５７０６は、外科処置の効率又は有効性を改善するための方法又は提案を表示するように構成され得る。別の例として、外科用ハブ５７０６は、コスト割り当てを改善するための方法を表示するように構成され得る。図３７～４２は、外科用ハブ５７０６によって追跡することができる様々なメトリックの例を示しており、これを利用して、在庫利用又は技術結果のための医療施設の人員提案を提供することができる。例えば、外科用ハブ５７０６は、外科用ハブ５７０６によって追跡されたメトリックに基づいて、外科処置の前又は開始時に特定の技術結果に関する提案を外科医に提供することができる。

図３７は、異なる種類の胸部手術のための特定の処置工程５４６４の平均完了時間５４６２を示す棒グラフ５４６０を示す。外科用ハブ５７０６は、様々な種類の処置の履歴データを追跡及び記憶し、処置（又はその個々の工程）を完了するための平均時間を計算するように構成され得る。例えば、図３７は、胸部区域切除術５４６６、楔形切除術５４６８、及び肺葉切除術５４７０の処置の平均完了時間５４６２を示す。各種類の処置に対して、外科用ハブ５７０６は、その各工程を完了するための平均時間を追跡することができる。この特定の実施例では、切開、血管横切開、及び結節切開工程は、各種類の処置に対して示される。処置タイプの工程のための平均時間を追跡し、提供することに加えて、外科用ハブ５７０６は、他のメトリック又は履歴データ、例えば、各処置タイプの合併症率（すなわち、外科用ハブ５７０６又は外科医によって定義される少なくとも１つの合併症を有する処置の割合）を追跡することができる。合併症率などの、各処置タイプについての更なる追跡されたメトリックもまた、異なる処置タイプ間の比較のために示され得る。

図３８は、処置タイプ５４７６に対する処置時間５４７４を示す棒グラフ５４７２を示す。外科用ハブ５７０６は、複数のサブタイプの処置を包含し得る、異なる処置タイプ５４７６又はクラスについての履歴データ又はメトリックを追跡及び記憶するように構成され得る。例えば、図３８は、胸部手術５４７８、肥満手術５４８０、又は結腸直腸手術５４８２として分類される外科処置の処置時間５４７４を示す。様々な例示では、外科用ハブ５７０６は、所与の処置タイプ５４７６で費やされた合計時間又は平均時間のいずれかで表される処置分類の処置時間５４７４を出力することができる。外科用ハブ５７０６の分析パッケージは、例えば、このデータを外科医、病院の職員、又は医療職員に提供して、問い合わせされた処置の効率を追跡することができる。例えば、図３８は、肥満手術５４８０を、胸部手術５４７８又は結腸直腸手術５４８２のいずれかよりも平均時間が短い（すなわち、より時間効率が高い）として示している。

図３９は、時刻５４８８に対する手術室休止時間５４８６を示す棒グラフ５４８４を示す。関連して、図４０は、曜日５４９８対する手術室休止時間５４９６を示す棒グラフ５４９４を示す。手術室休止時間５４８６、５４９６は、例えば、単位時間の長さ又は相対利用率（すなわち、手術室が使用中である時間の割合）で表すことができる。手術室休止時間データは、医療施設における個々の手術室又は複数の手術室の集約を包含することができる。上述したように、外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムを利用して、外科用ハブ５７０６に関連付けられた手術室内で外科処置が行われているかどうか（外科処置が行われている時間又は行われていない時間の長さを含む）を追跡するように構成され得る。図３９及び図４０に示されるように、外科用ハブ５７０６は、手術室が利用されているとき（すなわち、外科処置が行われているとき）及び／又は処置の間に休止時間があるときに関連する追跡されたデータを示す出力（例えば、棒グラフ５４８４、５４９４又はデータの他のグラフ表示）を提供することができる。このようなデータを利用して、外科処置の実施、外科用手術室の洗浄又は準備、スケジューリング、及び手術室の使用に関連付けられる他のメトリックにおける非有効性又は非効率性を特定することができる。例えば、図３９は、１１：００ａ．ｍ．～１２：００ｐ．ｍ．の第１のインスタンス５４９０及び３：００～４：００ｐ．ｍ．の第２のインスタンス５４９２において手術室休止時間５４８６が比較的増加することを示す。別の例として、図４０は、月曜日５５００及び金曜日５５０２において手術室休止時間５４９６が比較的増加することを示す。様々な例示では、外科用ハブ５７０６は、特定のインスタンス（すなわち、特定の時間、日、週など）に対する手術室休止時間データ、又はインスタンスのカテゴリに対する平均手術室休止時間データ（すなわち、日、時間、週などについての集約データ）を提供することができる。したがって、病院の職員又は他の医療従事者は、このデータを使用して、非効率性が生じた可能性のある特定のインスタンスを特定するか、非効率性が存在する可能性のある特定の日付及び／又は曜日の傾向を特定することができる。このようなデータから、病院の職員又は他の医療従事者は、次いでこれらの増加した休止時間の具体的な理由を特定し、特定された理由に対処するために是正措置を講じることができる。

様々な例示では、外科用ハブ５７０６は、様々な異なるフォーマット（例えば、棒グラフ、円グラフ、インフォグラフィック）内の問い合わせに応答してデータを表示するように構成され得る。図４１は、手術室が利用される時間の割合を示す、一対の円グラフを示す。手術室利用率は、個々の手術室又は複数の手術室の集約（例えば、医療施設の手術室、又はクラウド５７０２に接続された外科用ハブ５７０６を有する全ての医療施設についての全ての手術室）を包含することができる。上述のように、外科用ハブ５７０６は、例えば、状況認識システムを使用して、いつ外科処置が行われているか、又はいつ行われていないか（すなわち、外科用ハブ５７０６に関連付けられた手術室が利用されているかどうか）を判定するように構成され得る。異なる時間期間の平均又は絶対量の観点から手術室の利用を表すことに加えて（図３９～図４０に示されるように）、外科用ハブ５７０６は、最大の可能な利用率と比較したパーセンテージ又は相対量の観点から手術室の利用を更に表すことができる。上述のように、特定の手術室（又は手術室群）の総利用率（すなわち、総履歴使用時間の割合）、又は特定の期間の範囲にわたる利用率を含む手術室利用率を、特定の期間について構文解析することができる。図４１に示すように、第１の円グラフ５５０４は、総手術室利用率５５０８（８５％）を示し、第２円グラフ５５０６は、前の週５５１０（７５％）の手術室利用率を示す。病院の職員及び他の医療従事者は、このデータを使用して、特定の手術室（又は手術室群）が履歴平均と比較して低い効率性で利用される原因となった、前の週に生じた何らかの非効率性が存在し得ることを特定することができ、これにより、更なる調査を行って、この低下した利用率についての特定の理由を特定することができる。

いくつかの例示では、外科用ハブ５７０６は、外科処置の過程中に利用される外科用アイテムの数を追跡検出し、追跡するように構成されている。次いで、このデータは、例えば、特定の期間（例えば、１日又は１週間毎）に従って、又は特定の外科処置タイプ（例えば、胸部手術又は腹部手術）に従って、（自動的に又は問い合わせに応答してのいずれかで）集約され、表示され得る。図４２は、処置タイプ５５１６に対する消費された外科用アイテム及び未使用の外科用アイテム５５１４を示す棒グラフ５５１２を示す。外科用ハブ５７０６は、状況認識システムを介して各外科処置の過程中にどの外科用アイテムが消費されているかを判定又は推定するように構成され得る。状況認識システムは、処置で使用される外科用アイテムのリスト（例えば、図２６Ｂを参照）を判定又は受信し、いつ各処置（及びその工程）が開始及び終了するかを判定又は推定し、行われている処置工程に従って、いつ特定の外科用アイテムが利用されているかを判定することができる。外科処置の過程中に消費された外科用アイテム又は未使用である外科用アイテムの在庫は、例えば、処置タイプ５５１６当たりの外科用アイテムの総数又は外科用アイテムの平均数の観点から表すことができる。消費された外科用アイテムは、外科処置の過程中に利用される再利用不可能なアイテムを含むことができる。使用されていない外科用アイテムは、処置中に利用されない追加のアイテム又は廃棄アイテムを含むことができる。処置タイプは、処置の広範な分類、又は特定の処置タイプ、又は処置タイプを行うための技術に対応することができる。例えば、図４２では、比較されている処置タイプ５５１６は、胸部手術、結腸直腸手術、及び肥満手術である。これらの処置タイプ５５１６の各々について、消費された外科用アイテム５５１４の平均数及び未使用の外科用アイテム５５１４の平均数の両方が提供される。一態様では、外科用ハブ５７０６は、特定のアイテムタイプによって、消費された外科用アイテム５５１４及び／又は未使用の外科用アイテム５５１４を更に構文解析するように構成され得る。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、各外科処置タイプ５５１６に対する各アイテムカテゴリを構成し、異なるカテゴリの外科用アイテム５５１４をグラフで表す、外科用アイテム５５１４の詳細な内訳を提供することができる。例えば、図４２では、未使用の外科用アイテムは破線で示され、消費された外科用アイテムは実線で示されている。１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、特定の処置タイプ５５１６のカテゴリ内の詳細を更に示すように構成されている。例えば、図３４では、胸部手術タイプの消費されたアイテムカテゴリが選択され、次いで、コールアウト５５２０に、そのカテゴリにおける特定の外科用アイテム、すなわち、ステープラカートリッジ、スポンジ、生理食塩水、フィブリンシーラント、外科用縫合糸、及びステープラバットレス材料をリストにして表示させる。更に、コールアウト５５２０は、カテゴリ内の列挙されたアイテムの量を提供するように構成することができ、これは、特定の処置タイプについてのアイテム（消費された又は未使用のいずれか）の平均又は絶対量であり得る。

１つの例示では、外科用ハブ５７０６は、追跡されたデータを編成済みのフォーマットで（すなわち、任意の患者識別情報が取り除かれた状態で）集約するように構成され得る。このようなバルクデータは、学術的又はビジネス的分析目的のために利用され得る。更に、外科用ハブ５７０６は、外科用ハブ５７０６が位置する医療施設のローカルデータベース、外部データベースシステム、又はクラウド５７０２に、編成済みデータ又は匿名データをアップロードするように構成することができ、その後すぐに、匿名データは、ユーザ／クライアントアプリケーションによってオン・デマンドでアクセスされることができる。匿名データは、例えば、病院内又は地理的領域間の結果及び効率を比較するために利用することができる。

図３０に示されるプロセス５３００は、特定の日、特定の種類の処置、特定の病院スタッフのメンバー、及び他のそのようなメトリックに従って、様々な処置に必要とされる時間の長さの間の相関についての詳細を、外科用ハブ５７０６が自動的に記憶及び提供することを可能にすることによって、スケジューリング効率を改善する。このプロセス５３００はまた、消費されている外科用アイテムの量が、処置当たりベースで又はカテゴリとして、予想される量から逸脱しているときに、外科用ハブ５７０６が警告を提供できるようにすることによって、外科用アイテム廃棄物を低減する。そのような警告は、自動的に、又は問い合わせを受信することに応答して提供され得る。

図４３は、比較のためにモジュール式装置及び患者情報データベースからデータを記憶するためのプロセス５３５０の論理フロー図を示す。以下の説明、つまりプロセス５３５０の説明においては、図２９も参照されたい。１つの例示では、プロセス５３５０は、図１０に示されるように、外科用ハブ２０６の制御回路（プロセッサ２４４）によって実行され得る。更に別の例示では、プロセス５３５０は、外科用ハブ２０６の制御回路を、図１２に示される外科用器具のマイクロコントローラ４６１、図１６に示される外科用器具のマイクロコントローラ６２０、図１７に示されるロボット外科用器具７００の制御回路７１０、図１８及び図１９に示される外科用器具７５０、７９０の制御回路７６０、又は図２０に示す発生器８００のコントローラ８３８等のモジュール式装置の制御回路と組み合わせて含む分散コンピューティングシステムによって実行することができる。経済性のために、プロセス５３５０の以下の説明は、外科用ハブ５７０６の制御回路によって実行されるものとして説明される。しかしながら、プロセス５３５０の説明は、前述の例示の全てを包含することを理解されたい。

プロセス５３５０を実行する制御回路は、外科用ハブ５７０６に通信可能に連結されたモジュール式装置（複数可）及び患者情報データベース（複数可）（例えば、ＥＭＲデータベース）などのデータソースから、データを受信する。モジュール式装置からのデータは、例えば、使用データ（例えば、どのくらいの頻度でモジュール式装置が使用されているかに関するデータ、どの処置に関連してモジュール式装置が使用されているかに関するデータ、及び誰がモジュール式装置を使用したかに関するデータ）及び性能データ（例えば、モジュール式装置の内部状態及び手術されている組織に関するデータ）を含むことができる。患者情報データベースからのデータは、例えば、患者データ（例えば、患者の年齢、性別、及び医療履歴に関するデータ）及び患者転帰データ（例えば、外科処置からの結果に関するデータ）を含むことができる。いくつかの例示では、制御回路は、外科処置の前、最中、又は後に、データソースからデータを連続的に受信（５３５２）することができる。

データが受信されると５３５２、制御回路は、データの種類の比較群にデータを集約（５３５４）する。換言すれば、制御回路は、第１の種類のデータを第２の種類のデータに関連付けて記憶させる。しかしながら、２つを超える異なる種類のデータが、一緒に比較群に集約（５３５４）され得る。例えば、制御回路は、特定の種類のモジュール式装置に対する特定の種類の性能データ（例えば、外科用切断及びステープル留め器具のための発射する力、又はＲＦ若しくは超音波外科用器具によって消費されるエネルギーの特性）を、患者と関連付けられた性別、年齢（又は年齢範囲）、状態（例えば、気腫）などの患者データに関連付けて記憶することができる。１つの例示では、データが比較群に集約（５３５４）されるとき、データは、全ての患者識別情報がデータから除去されるように匿名化される。これにより、比較群に集約（５３５４）されたデータを、機密患者情報を損なうことなく、研究に利用することができる。様々な種類のデータを集約（５３５４）し、ルックアップテーブル、アレイ、及び他のそのようなフォーマットで互いに関連付けて記憶することができる。１つの例示では、受信（５３５２）したデータは、比較群に自動的に集約（５３５４）される。データを自動的に集約（５３５４）し、記憶することにより、外科用ハブ５７０６は、問い合わせに対して結果を迅速に返すことができ、データのグループは、具体的に所望されるデータタイプに従って分析のためにエクスポートされることができる。

制御回路が、追跡されたデータタイプのうちの２つ又は３つ以上の間の比較のための問い合わせを受信（５３５６）すると、プロセス５３５０は、はいの分岐に沿って進む。次いで、制御回路は、互いに関連付けて記憶されたデータタイプの特定の組み合わせを読み出し、次いで、被験者のデータタイプ間の比較（例えば、データのグラフ又は他のグラフ表示）を表示（５３５８）する。制御回路が問い合わせを受信（５３５６）しない場合、プロセス５３５０は、いいえの分岐に沿って続き、制御回路は、データソースからデータを受信（５３５２）し続ける。

１つの例示では、制御回路は、受信（５３５２）したデータタイプ間の相関を自動的に定量化するように構成され得る。このような態様では、制御回路は、データタイプの対の間の相関係数（例えば、ピアソン係数）を計算することができる。一態様では、制御回路は、定量化された相関が特定の閾値を超える場合、推薦又は他のフィードバックを提供する報告を自動的に表示するように構成され得る。一態様では、外科用ハブ５７０６の制御回路は、ユーザから問い合わせ又は要求を受信すると、特定の閾値を超える定量化された相関上の報告を表示するように構成され得る。

一例示では、外科用ハブ５７０６は、実施される際に外科用ハブ５７０６が利用された処置に関する情報をコンパイルし、そのネットワーク（例えば、医療施設のローカルネットワーク、又はクラウド５７０２によって接続されたいくつかの外科用ハブ５７０６）内で他の外科用ハブ５７０６と通信し、外科処置のタイプ、又は特定の手術室、医師、又は部署の間の結果を比較する。各外科用ハブ５７０６は、（病院ネットワーク、領域などにわたる全ての外科用ハブ５７０６に対して）利用率、効率、及び比較結果を計算及び分析することができる。例えば、外科用ハブ５７０６は、効率及び比較データを表示することができ、このデータは、手術室休止時間、手術室の洗浄及び再利用時間、処置のための工程毎の完了タイミング（例えば、どの処置工程が最も長くかかるかを強調表示することを含む）、外科医が処置を完了するための平均時間（処置毎ベースで完了時間を構文解析することを含む）、（例えば、処置のクラス、特定の処置、又は処置内の特定の工程を完了するための）完了時間の履歴、及び／又は手術室利用効率（すなわち、処置から後続の処置までの時間効率）を含む。外科用ハブ５７０６によってネットワークを介してアクセス及び共有されるデータは、上述のように、比較群に集約される匿名データを含むことができる。

例えば、外科用ハブ５７０６は、様々な処置のために、器具タイプ又はカートリッジタイプによる性能の試験を実行するために利用され得る。別の実施例として、外科用ハブ５７０６を利用して、個々の外科医のパフォーマンスに関する研究を行うことができる。更に別の実施例として、外科用ハブ５７０６を利用して、患者の特性又は疾病状態に従って、異なる外科処置の有効性に関する研究を行うことができる。

別の例示では、外科用ハブ５７０６は、追跡されたデータに基づいて合理化プロセスについての提案を提供することができる。例えば、外科用ハブ５７０６は、処置内の特定の処理又は工程の長さに従って、異なる製品の組み合わせを提案する（例えば、長い処置工程によりより適している特定のアイテムを提案する）、アイテムの利用率に基づいて、より費用効率の高い製品の組み合わせを提案する、及び／又は特定のアイテムをより短いセットアップ時間にキット化又は事前分類することを提案することができる。別の例示では、外科用ハブ５７０６は、より高いフレキシブルな処理能力を有する外科用グループと大量に処理する外科用グループとをより良好にバランスさせるために、異なる外科用グループにわたって手術室の利用率を比較することができる。更に別の態様では、外科用ハブ５７０６は、外科用ハブ５７０６が次の処置準備及びスケジューリングを監視して、次のボトルネックを管理者又は部署に通知できるようにする、又はそれらの人が拡張可能なスタッフ配置を計画できるようにする、予測モードにおかれてもよい。予測モードは、例えば、状況認識システムによって判定され得る、外科用ハブ５７０６を使用して実施されている現在の外科処置の予測される将来の工程に基づいてもよい。

別の例示では、手術ハブ５７０６をトレーニングツールとして利用して、ユーザがその処置タイミングを、同じ部署内の他のタイプの個人又は特定の個人と比較することを可能にする（例えば、研修医は、自身のタイミングを、病院内の特定の専門家又は専門家の平均時間と比較することができる）。例えば、ユーザは、外科処置のどの工程について過度の時間量を費やしているか、すなわち、外科処置のどの工程について改善する必要があるかを特定することができる。

１つの例示では、記憶されたデータの全ての処理は、各外科用ハブ５７０６上でローカルに実行される。別の例示では、各外科用ハブ５７０６は分散コンピューティングネットワークの一部であり、各個々の外科用ハブ５７０６は、その記憶されたデータをコンパイル及び分析し、次いで、データを要求側の外科用ハブ５７０６に通信する。分散コンピューティングネットワークは、高速並列処理を許容することができる。別の例示では、各外科用ハブ５７０６は、クラウド５７０２に通信可能に接続され、クラウド５７０２は、各外科用ハブ５７０６からデータを受信し、次いでデータに対して必要な処理（データ集約、計算など）を実行するように構成され得る。

図４３に示されるプロセス５３５０は、処置毎のベースで、又はカテゴリとしてのいずれかで、特定の処置が処置を完了するために予想される時間から逸脱しているときに、外科用ハブ５７０６が警告を提供することを可能にすることによって、処置が非効率的に実施されているかを判定する能力を改善する。そのような警告は、自動的に、又は問い合わせを受信することに応答して提供され得る。このプロセス５３５０はまた、そのようなデータを容易に読み出し可能かつ報告可能な形式で自動的に追跡及びインデックス付けすることによって、どの外科用器具及び外科処置技術が最良の患者転帰を提供するかについての研究を行う能力を改善する。

本明細書で説明されるいくつかのシステムは、モジュール式装置自体から外部コンピューティングシステム（例えば、外科用ハブ）及び／又はクラウドまでモジュール式装置（例えば、外科用器具）を制御するデータ処理をアンロードする。しかしながら、いくつかの例示では、いくつかのモジュール式装置は、データが外科用ハブに送信され、これによって処理され得る速度よりも速い速度で、データを（例えば、外科用器具のセンサから）サンプリングすることができる。１つの解決策として、外科用ハブ及び外科用器具（又は他のモジュール式装置）は、分散コンピューティングシステムを利用することができ、データ処理の少なくとも一部は、外科用器具上でローカルに行われる。これは、データを外科用ハブに送信することができる速度をデータサンプリング速度が超えるときに、データ処理のうちの少なくともいくつかを処理することを外科用器具のオンボードのプロセッサが可能にすることによって、器具と外科用ハブとの間のデータ又は通信ボトルネックを回避することができる。いくつかの例示では、分散コンピューティングシステムは、外科用ハブと外科用器具との間の処理の分散を停止し、代わりに、外科用器具のオンボードのみで処理を実行させることができる。処理は、例えば、外科用ハブが、その処理能力を他のタスクに割り当てる必要があるか、又は外科用器具が非常に高速でデータをサンプリングし、データ処理の全てをそれ自体で実行する能力がある状況で、外科用器具によってのみ実行され得る。

同様に、外科用器具などのモジュール式装置を制御するためのデータ処理は、個々の外科用ハブが実行するには負担が大きすぎる可能性がある。モジュール式装置の制御アルゴリズムの外科用ハブの処理がモジュール式装置の使用によりペースを維持することができない場合、モジュール式装置は、それらの制御アルゴリズムが必要に応じて更新されないか、又は制御アルゴリズムに対する更新が器具の実際の使用に遅れをとるため、モジュール式装置は適切に機能しない。1つの解決策として、外科用ハブは、処理の少なくとも一部が複数の別個の外科用ハブにわたって実行される分散コンピューティングシステムを利用するように構成され得る。これは、各外科用ハブが複数の外科用ハブのネットワーク化された処理電力を利用することを可能にすることによって、モジュール式装置と外科用ハブとの間のデータ又は通信ボトルネックを回避することができ、これにより、データが処理される速度、すなわち制御アルゴリズム調整が外科用ハブによってペアリングされたモジュール式装置に送信され得る速度を増加させることができる。外科用ハブに接続された様々なモジュール式装置を制御することに関連付けられたコンピューティングを分散することに加えて、分散コンピューティングシステムはまた、ユーザからの問い合わせに応答して追跡されたデータを分析し、他のそのような機能を実行するために、複数の外科用ハブ間のコンピューティングリソースを動的にシフトさせることもできる。外科用ハブのための分散コンピューティングシステムは、任意の特定の外科用ハブに過度に負担がかかるときに、外科用ハブ間のデータ処理リソースを動的にシフトさせるように更に構成することができる。

外科用ハブに通信可能に接続可能なモジュール式装置は、メモリに連結され、センサによって感知されたデータを受信及び分析するように構成されたセンサ、メモリ、及びプロセッサを含むことができる。外科用ハブは、モジュール式装置のセンサによって感知されたデータを（モジュール式装置と外科用ハブとの間の接続を介して）受信し、分析するように構成された、メモリに連結されたプロセッサを更に含むことができる。１つの例示では、モジュール式装置によって感知されたデータは、モジュール式装置に通信可能に連結されたコンピュータによってモジュール式装置の外部（例えば、外科用器具のハンドルアセンブリの外部）で処理される。例えば、外科用器具の動作を制御するための高度なエネルギーアルゴリズムは、外科用器具に埋め込まれたコントローラ（Advanced RISC Machine（ＡＲＭ）プロセッサを使用する器具など）ではなく、外部コンピューティングシステムによって処理することができる。モジュール式装置によって感知されたデータを処理する外部コンピュータシステムは、モジュール式装置がペアリングされる外科用ハブ、及び／又はクラウドコンピューティングシステムを含むことができる。１つの例示では、特定の速度（例えば、２０Ｍｓ／秒）でサンプリングされたデータ、及び外科用器具による特定の解像度（例えば、１２ビット解像度）が間引かれて、次いで、外科用器具がペアリングされた外科用ハブへのリンクを介して送信される。この受信したデータに基づいて、外科用ハブの制御回路は、次いで、超音波外科用器具又はＲＦ電気外科用器具の電力を制御する、モータ駆動外科用器具のモータ終端点を設定するなど、外科用器具の適切な制御調整を判定する。制御調整は、次いで、外科用器具に送信されて適用される。

分散処理
図４４は、分散コンピューティングシステム５６００の図を示す。分散コンピューティングシステム５６００は、分散されたマルチパーティ通信プロトコルによって通信可能に連結されたノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃのセットを含み、それらの間でメッセージを渡すことによって共有又は分散されたコンピュータプログラムを実行するようにする。３つのノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃが示されているが、分散コンピューティングシステム５６００は、互いに通信可能に接続される任意の数のノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃを含むことができる。ノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃのそれぞれは、それぞれのメモリ５６０６ａ、５６０６ｂ、５６０６ｃと、それに連結されたプロセッサ５６０４ａ、５６０４ｂ、５６０４ｃとを備える。プロセッサ５６０４ａ、５６０４ｂ、５６０４ｃは、メモリ５６０６ａ、５６０６ｂ、５６０６ｃ内に少なくとも部分的に記憶されている分散マルチパーティ通信プロトコルを実行する。各ノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃは、モジュール式装置又は外科用ハブのいずれかを表すことができる。したがって、示された図は、外科用ハブ及び／又はモジュール式装置の様々な組み合わせが通信可能に連結された態様を表す。様々な例示では、分散コンピューティングシステム５６００は、モジュール式装置（複数可）及び／又はモジュール式装置（複数可）が接続される外科用ハブ（複数可）にわたってモジュール式装置（複数可）（例えば、高度なエネルギーアルゴリズム）を制御することに関連付けられたコンピューティングを分配するように構成され得る。換言すれば、分散コンピューティングシステム５６００は、モジュール式装置（複数可）及び／又は外科用ハブ（複数可）を制御するための分散制御システムを具現化する。

いくつかの例示では、モジュール式装置（複数可）及び外科用ハブ（複数可）は、それらの通信プロトコルのためのデータ圧縮を利用する。センサネットワークを介した無線データ伝送は、装置自体のデータ計算と比較して、かなりの量のエネルギー及び／又は処理リソースを消費する可能性がある。したがって、データ圧縮を利用して、装置上の追加の処理時間のコストでデータサイズを低減することができる。１つの例示では、分散コンピューティングシステム５６００は、データを感知するための時間相関、１次元から２次元へのデータ変換、及びデータ分離（例えば、上位８ビット及び下位８ビットデータ）を利用する。別の例示では、分散コンピューティングシステム５６００は、センサを有する異なるノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃ（例えば、モジュール式装置）から、ルートノードへのデータ収集のための収集ツリープロトコルを利用する。更に別の態様では、分散コンピューティングシステム５６００は、ある量の冗長情報を最小化し、ネットワークのノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃ間のデータ伝送の量を大幅に低減することができる、センサを有するノード５６０２ａ、５６０２ｂ、５６０２ｃ（例えば、モジュール式装置）によって収集されたデータを圧縮するために、１次予測符号化を利用する。更に別の例示では、分散コンピューティングシステム５６００は、脳波（ＥＥＧ）特徴のみを送信するように構成される。更に別の例示では、分散コンピューティングシステム５６００は、外科用器具検出に関連する複雑なデータ機能のみを送信するように構成することができ、これは、無線伝送において著しい電力を節約することができる。様々な他の例示は、前述のデータ圧縮技術及び／又はデータ圧縮の更なる技術の組み合わせを利用することができる。

図４５は、分散コンピューティングリソースをシフトするためのプロセス５６５０の論理フロー図を示す。以下の５６５０の説明においては、図４４も参照されたい。１つの例示では、プロセス５６５０は、図１０に示すように、外科用ハブ２０６の制御回路（プロセッサ２４４）を、第２の外科用ハブ２０６の制御回路、及び／又は図１２に示される外科用器具のマイクロコントローラ４６１、図１６に示される外科用器具のマイクロコントローラ６２０、図１７に示されるロボット外科用器具７００の制御回路７１０、図１８及び図１９に示される外科用器具７５０、７９０の制御回路７６０、又は図２０に示す発生器８００のコントローラ８３８などのモジュール式装置の制御回路と組み合わせて含む、分散コンピューティングシステムによって実行することができる。経済性のために、プロセス５６５０の以下の説明は、１つ又は２つ以上のノードの制御回路によって実行されるものとして説明される。しかしながら、プロセス５６５０の説明は、前述の例示の全てを包含することを理解されたい。

各ノードの制御回路は、同期して分散制御プログラムを実行（５６５２）する。分散制御プログラムがノードのネットワークにわたって実行されていると、制御回路のうちの少なくとも１つは、分散コンピューティングシステムに指示するコマンドを監視して、分散コンピューティングプログラムがノードのネットワークにわたって実行される第１のモードから、制御プログラムが単一のノードによって実行される第２のモードにシフトさせる。１つの例示では、コマンドは、代替的なコンピューティング作業に必要とされる外科用ハブのリソースに応答して、外科用ハブによって送信され得る。別の例示では、データがモジュール式装置によってサンプリングされる速度に応答して、モジュール式装置によってコマンドを送信することができ、この速度は、サンプリングされたデータがネットワーク内の他のノードに通信され得る速度をしのぐ。適切なコマンドが受信（５６５４）されたと制御回路が判定した場合、プロセス５６５０は、はいの分岐に沿って続き、分散コンピューティングシステム５６００は、プログラムを実行（５６５６）する単一ノードにシフトする。例えば、分散コンピューティングシステム５６００は、分散コンピューティングプログラムを、モジュール式装置及び外科用ハブの両方によって実行されることから、モジュール式装置によってのみ実行されることにシフトさせる。別の例として、分散コンピューティングシステム５６００は、分散コンピューティングプログラムを、第１の外科用ハブ及び第２の外科用ハブの両方によって実行されることから、第１の外科用ハブによってのみ実行されることにシフトさせる。いずれの制御回路も、適切なコマンドが受信（５６５４）されたと判定しなかった場合、プロセスは、いいえの分岐に沿って続き、ノードのネットワークの制御回路は、ノードのネットワークにわたって分散コンピューティングプログラムを実行（５６５２）し続ける。

プログラムが、単一ノードによって実行（５６５６）されるようにシフトされた場合、分散プログラムを実行している唯一の特定のノードの制御回路及び／又は（分散プログラムを実行していた）ネットワーク内の別のノードの制御回路は、分散コンピューティングシステムにわたってプログラムの処理を再分散させるようにノードに指示するコマンドを監視する。換言すれば、ノードは、分散コンピューティングシステムを再開するコマンドを監視する。１つの例示では、センサのサンプリング速度がモジュール式装置と外科用ハブとの間のデータ通信速度よりも遅いときに、ネットワークにわたって処理を再分散させるためのコマンドを生成することができる。制御回路が、処理を再分散させる適切なコマンドを受信（５６５８）した場合、プロセス５６５０は、はいの分岐に沿って進み、プログラムは、ノードネットワークを介して再度実行（５６５２）される。制御回路が適切なコマンドを受信（５６５８）していない場合、ノードは、プログラムを単独で実行（５６５６）し続ける。

図４５に示されるプロセス５６５０は、モジュール式装置と外科用ハブとの間又は必要に応じて外科用ハブ間のコンピューティングリソースをシフトすることができる分散コンピューティングアーキテクチャを利用することによって、モジュール式装置を制御するデータ又は通信ボトルネックを排除する。このプロセス５６５０はまた、モジュール式装置自体によってモジュール式装置の制御調整処理を少なくとも部分的に実行することを可能にすることによって、モジュール式装置のデータ処理速度を改善する。このプロセス５６５０はまた、外科用ハブが必要に応じてそれら自体の間でコンピューティングリソースをシフトすることを可能にすることによって、外科用ハブのデータ処理速度を改善する。

装置のレンズによって引き起こされる歪み効果に起因して、医療用撮像装置を通して見られる特徴のサイズ又は寸法を正確に測定することは、腹腔鏡手術などのビデオ支援外科処置中では困難であり得る。ビデオ支援処置中にサイズ及び寸法を正確に測定することが可能であることは、ビデオ支援外科処置中に外科用ハブが器官及び他の構造体を正確に特定することを可能にすることによって、外科用ハブのための状況認識システムを支援することができる。１つの解決策として、外科用ハブは、外科処置中に医療用撮像装置のＦＯＶ内に位置付けられることが意図される装置に固着されたマーキングと構造体とを比較することによって、外科処置中に構造体のサイズ又は寸法（又は構造体間の距離）を自動的に計算するように構成され得る。マーキングは、既知のスケールを表すことができ、これを使用して、未知の測定された長さを既知のスケールと比較することによって測定を行うことができる。

１つの例示では、外科用ハブは、外科用ハブとペアリングされた医療用撮像装置から画像又はビデオデータを受信するように構成されている。較正スケールを有する外科用器具が医療用撮像装置のＦＯＶ内にあるとき、外科用ハブは、構造体を較正スケールと比較することによって、同様に医療用撮像装置のＦＯＶ内にある器官及び他の構造体を測定することができる。較正スケールは、例えば、外科用器具の遠位端上に位置決めされることができる。

図４６は、撮像システム５８００、及び較正スケール５８０８を有する外科用器具５８０６の図を示す。撮像システム５８００は、外科用ハブ５８０２とペアリングされた医療用撮像装置５８０４を含む。外科用ハブ５８０２は、医療用撮像装置５８０４から受信した画像又はビデオデータからＦＯＶ内の特徴を認識するように構成されたパターン認識システム又は機械学習システムを含むことができる。１つの例示では、外科処置中に医療用撮像装置５８０４のＦＯＶに入ることが意図される外科用器具５８０６（例えば、外科用切断及びステープル留め器具）は、その上に固着された較正スケール５８０８を含む。較正スケール５８０８は、例えば、外科用器具５８０６の外面上に位置決めされることができる。外科用器具５８０６が外科用切断及びステープル留め器具である態様では、較正スケール５８０８は、アンビルの外面に沿って位置決めされ得る。較正スケール５８０８は、固定された及び／又は既知の間隔で分離された一連のグラフィックマーキングを含むことができる。較正スケール５８０８の端部又は末端マーキング間の距離は同様に、設定距離Ｌ（例えば、３５ｍｍ）であり得る。１つの例示では、較正スケール５８０８の端部マーキング（例えば、最も近位のマーキング及び最も遠位のマーキング）は、中間マーキングと、サイズ、形状、色、又は別のそのような様式で区別される。これにより、外科用ハブ５８０２の画像認識システムは、中間マーキングとは別に、端部マーキングを特定することが可能になる。マーキング間の距離（複数可）は、メモリ内に記憶されてもよく、別の方法で外科用ハブ５８０２によって読み出されてもよい。したがって、外科用ハブ５８０２は、提供された較正スケール５８０８に対する構造体の長さ又は大きさを測定することができる。例えば、図４６では、外科用ハブ５８０２は、動脈５８１０ａがＤ１（例えば、１７．０ｍｍ）の直径又は幅を有し、静脈５８１０ｂがＤ２（例えば、１７．５ｍｍ）の直径又は幅を有し、血管間の距離はＤ３である（例えば、２０ｍｍ）ことを、これらの距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の可視化を、医療用撮像装置５８０４のＦＯＶ内の外科用器具５８０６上に位置決めされた較正スケール５８０８の既知の長さＬと比較することによって計算することができる。外科用ハブ５８０２は、画像認識システムを介して血管５８１０ａ、５８１０ｂの存在を認識することができる。いくつかの例示では、外科用ハブ５８０２は、医療用撮像装置５８０４のＦＯＶ内の検出された特徴のサイズ又は寸法を自動的に測定及び表示するように構成され得る。いくつかの例示では、外科用ハブ５８０２は、外科用ハブ５８０２とペアリングされた対話型ディスプレイ上のユーザによって選択される様々な点間の距離を計算するように構成され得る。

外科用器具５８０６に固定された較正スケール５８０８に従ってサイズを検出及び測定するように構成された撮像システム５８００は、ビデオ支援処置中のサイズ及び距離を正確に測定する能力を提供する。これにより、外科医が、そのような処置に固有の光学的歪み効果を補償することによって、ビデオ支援手順を正確に行うことが容易になり得る。

本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。

実施例１．モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置プロセッサと、を含むモジュール式装置に通信可能に連結するように構成された外科用ハブであって、外科用ハブが、ハブプロセッサと、ハブプロセッサに連結されたハブメモリと、を含む、外科用ハブと、装置プロセッサ及びハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、分散制御システムが、センサによって検出されたデータを受信することと、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、第１のモードでは、分散制御システムが、ハブプロセッサ及び装置プロセッサの両方によって実行され、第２のモードでは、分散制御システムが、装置プロセッサによってのみ実行される、システム。

実施例２．分散制御システムは、センサのサンプリングレートが、モジュール式装置から外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、第１のモードから第２のモードへとシフトするように構成されている、実施例１に記載のシステム。

実施例３．分散制御システムは、センサのサンプリングレートが、モジュール式装置から外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、第２のモードから第１のモードへとシフトするように構成されている、実施例１又は２に記載のシステム。

実施例４．モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、分散制御システムが、ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施例１～３のいずれか１つに記載のシステム。

実施例５．モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、分散制御システムは、外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施例１～４のいずれか１つに記載のシステム。

実施例６．システムであって、ハブプロセッサを含む外科用ハブに通信可能に連結するように構成されたモジュール式装置であって、モジュール式装置が、モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置メモリと、装置メモリ及びセンサに連結された装置プロセッサと、を含む、モジュール式装置と、装置プロセッサ及びハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、分散制御システムが、センサによって検出されたデータを受信することと、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、第１のモードでは、分散制御システムが、ハブプロセッサ及び装置プロセッサの両方によって実行され、第２のモードでは、分散制御システムが、装置プロセッサによってのみ実行される、システム。

実施例７．分散制御システムは、センサのサンプリングレートが、モジュール式装置から外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、第１のモードから第２のモードへとシフトするように構成されている、実施例６に記載のシステム。

実施例８．分散制御システムは、センサのサンプリングレートが、モジュール式装置から外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、第２のモードから第１のモードへとシフトするように構成されている、実施例６又は７に記載のシステム。

実施例９．モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、分散制御システムが、ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施例６～８のいずれか１つに記載のシステム。

実施例１０．モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、分散制御システムは、外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施例６～９のいずれか１つに記載のシステム。

実施例１１．モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサを含むモジュール式装置を制御するように構成されているシステムであって、システムは、モジュール式装置及び第２のプロセッサを含む第２の外科用ハブと通信可能に連結するように構成された第１の外科用ハブであって、第１の外科用ハブが、メモリと、メモリに連結された第１のプロセッサと、を含む、第１の外科用ハブと、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、分散制御システムが、センサによって検出されたデータを受信することと、データに従ってモジュール式装置の制御調整を判定することと、制御調整に従って、モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含む、システム。

実施例１２．分散制御システムは、分散制御システムが第１のプロセッサ及び第２のプロセッサの両方によって実行される第１のモードと、分散制御システムが第１のプロセッサによってのみ実行される第２のモードとの間で遷移可能である、実施例１１に記載のシステム。

実施例１３．分散制御システムが、コマンドを受信すると、第１のモードと第２のモードとの間でシフトするように構成されている、実施例１１又は１２に記載のシステム。

実施例１４．モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、分散制御システムが、ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施例１１～１３のいずれか１つに記載のシステム。

実施例１５．モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、分散制御システムが、外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施例１１～１４のいずれか１つに記載のシステム。

いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付の「特許請求の範囲」をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多数の修正、変形、変化、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。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、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変化、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。

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形態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つ若しくは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、及び／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、又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、１台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台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、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、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が理解されよう。更に、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で１つ又は２つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、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。

様々な開示された態様を実行するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、キャッシュ、フラッシュメモリ、又は他のストレージなどのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって分配され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ、又は、電気的、光学的、音響的、若しくは他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読ストレージに限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械（例えば、コンピュータ）によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意の種類の有形機械可読媒体が挙げられる。

本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路（例えば、１つ又は２つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理機構（ＰＬＤ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも１つの個別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つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置（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によって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によって構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、及び／又は通信装置（例えばモデム、通信スイッチ、又は光－電気設備）を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこ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認識するであろう。

本明細書の任意の態様で使用される場合、用語「論理」は、前述の動作のいずれかを実行するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び／又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット、及び／又はハードコードされた（例えば、不揮発性の）データとして具現化されてもよい。

本明細書の任意の態様で使用するとき、用語「構成要素」、「システム」、「モジュール」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのどちらかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができる。

本明細書の任意の態様で使用するとき、「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、転送、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なすことができる物理量及び／又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及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、これらの量及び／又は状態に適用される便利なラベルである。

ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信装置は、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。１つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）によって発行された２００８年１２月発行の表題「ＩＥＥＥ８０２．３Ｓｔａｎｄａｒｄ」、及び／又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、Ｘ．２５通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。Ｘ．２５通信プロトコルは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ－Ｔ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ ａｎｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ（ＣＣＩＴＴ）及び／又はｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード（ＡＴＭ）通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ＡＴＭ通信プロトコルは、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍによって「ＡＴＭ－ＭＰＬＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ２．０」という題で２００１年８月に公開されたＡＴＭ規格及び／又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び／又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。

別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定する」、「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る。

１つ又は２つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成される（configured to）」、「ように構成可能である（configurable to）」、「動作可能である／ように動作する（operable/operative to）」、「適合される／適合可能である（adapted/adaptable）」、「ことが可能である（able to）」、「準拠可能である／準拠する（conformable/conformed to）」などと言及され得る。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、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。

「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。

当業者は、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「オープンな」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、そ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、そ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）ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項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つ以上の（one or more）」という導入句を、請求項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請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１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、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む請求項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）。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。

更に、導入された請求項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、典型的には、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つ若しくは３つ以上の選択的な用語を表わ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、明細書内であろうと、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よう。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よう。

添付の特許請求の範囲に関して、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、様々な動作のフロー図がシーケンス（複数可）で示されているが、様々な動作は、例示されたもの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、割り込み、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。

「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。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好適な様態で組み合わせることができる。

本明細書で参照され、かつ／又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が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、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。

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つ以上の形態の上述の記載は、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つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態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、選択され記載されたものである。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。

〔実施の態様〕
（１） システムであって、
モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置プロセッサと、を含む前記モジュール式装置に通信可能に連結するように構成された外科用ハブであって、前記外科用ハブが、
ハブプロセッサと、
前記ハブプロセッサに連結されたハブメモリと、を含む、外科用ハブと、
前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
前記センサによって検出された前記データを受信することと、
前記データに従って前記モジュール式装置の制御調整を判定することと、
前記制御調整に従って、前記モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
第１のモードでは、前記分散制御システムが、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサの両方によって実行され、第２のモードでは、前記分散制御システムが、前記装置プロセッサによってのみ実行される、システム。
（２） 前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、前記第１のモードから前記第２のモードへとシフトするように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（３） 前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、前記第２のモードから前記第１のモードへとシフトするように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（４） 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（５） 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施態様１に記載のシステム。

（６） システムであって、
ハブプロセッサを含む外科用ハブに通信可能に連結するように構成されたモジュール式装置であって、前記モジュール式装置が、
前記モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、
装置メモリと、
前記装置メモリ及び前記センサに連結された装置プロセッサと、を含む、モジュール式装置と、
前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
前記センサによって検出された前記データを受信することと、
前記データに従って前記モジュール式装置の制御調整を判定することと、
前記制御調整に従って、前記モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
第１のモードでは、前記分散制御システムが、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサの両方によって実行され、第２のモードでは、前記分散制御システムが、前記装置プロセッサによってのみ実行される、システム。
（７） 前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、前記第１のモードから前記第２のモードへとシフトするように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（８） 前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、前記第２のモードから前記第１のモードへとシフトするように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（９） 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施態様６に記載のシステム。
（１０） 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施態様６に記載のシステム。

（１１） モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサを含む前記モジュール式装置を制御するように構成されているシステムであって、前記システムは、
前記モジュール式装置及び第２のプロセッサを含む第２の外科用ハブと通信可能に連結するように構成された第１の外科用ハブであって、前記第１の外科用ハブが、
メモリと、
前記メモリに連結された第１のプロセッサと、を含む、第１の外科用ハブと、
前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
前記センサによって検出された前記データを受信することと、
前記データに従って前記モジュール式装置の制御調整を判定することと、
前記制御調整に従って、前記モジュール式装置を制御することと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含む、システム。
（１２） 前記分散制御システムは、前記分散制御システムが前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサの両方によって実行される第１のモードと、前記分散制御システムが前記第１のプロセッサによってのみ実行される第２のモードとの間で遷移可能である、実施態様１１に記載のシステム。
（１３） 前記分散制御システムが、コマンドを受信すると、前記第１のモードと前記第２のモードとの間でシフトするように構成されている、実施態様１２に記載のシステム。
（１４） 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１５） 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、実施態様１１に記載のシステム。

Claims (11)

1. システムであって、
   モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置プロセッサと、を含む前記モジュール式装置と、
   前記モジュール式装置に通信可能に連結するように構成された外科用ハブであって、前記外科用ハブが、
   ハブプロセッサと、
   前記ハブプロセッサに連結されたハブメモリと、を含む、外科用ハブと、
   前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
   前記センサによって検出された前記データを受信することと、
   前記データに従って前記モジュール式装置の制御の調整の必要性を判定することと、
   前記制御の調整の必要性に従って、前記モジュール式装置に対して調整された制御をすることと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
   前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサによって分散制御が実行される第１のモードから、前記装置プロセッサによってのみ制御が実行される第２のモードへとシフトするように構成されている、システム。
2. システムであって、
   モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、装置プロセッサと、を含む前記モジュール式装置と、
   前記モジュール式装置に通信可能に連結するように構成された外科用ハブであって、前記外科用ハブが、
   ハブプロセッサと、
   前記ハブプロセッサに連結されたハブメモリと、を含む、外科用ハブと、
   前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
   前記センサによって検出された前記データを受信することと、
   前記データに従って前記モジュール式装置の制御の調整の必要性を判定することと、
   前記制御の調整の必要性に従って、前記モジュール式装置に対して調整された制御をすることと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
   前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、前記装置プロセッサによってのみ制御が実行される第２のモードから、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサによって分散制御が実行される第１のモードへとシフトするように構成されている、システム。
3. 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
5. システムであって、
   ハブプロセッサを含む外科用ハブと、
   前記外科用ハブに通信可能に連結するように構成されたモジュール式装置であって、前記モジュール式装置が、
   前記モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、
   装置メモリと、
   前記装置メモリ及び前記センサに連結された装置プロセッサと、を含む、モジュール式装置と、
   前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
   前記センサによって検出された前記データを受信することと、
   前記データに従って前記モジュール式装置の制御の調整の必要性を判定することと、
   前記制御の調整の必要性に従って、前記モジュール式装置に対して調整された制御をすることと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
   前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度よりも大きいときに、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサによって分散制御が実行される第１のモードから、前記装置プロセッサによってのみ制御が実行される第２のモードへとシフトするように構成されている、システム。
6. システムであって、
   ハブプロセッサを含む外科用ハブと、
   前記外科用ハブに通信可能に連結するように構成されたモジュール式装置であって、前記モジュール式装置が、
   前記モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサと、
   装置メモリと、
   前記装置メモリ及び前記センサに連結された装置プロセッサと、を含む、モジュール式装置と、
   前記装置プロセッサ及び前記ハブプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
   前記センサによって検出された前記データを受信することと、
   前記データに従って前記モジュール式装置の制御の調整の必要性を判定することと、
   前記制御の調整の必要性に従って、前記モジュール式装置に対して調整された制御をすることと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
   前記分散制御システムは、前記センサのサンプリングレートが、前記モジュール式装置から前記外科用ハブへのデータ伝送速度未満であるときに、前記装置プロセッサによってのみ制御が実行される第２のモードから、前記ハブプロセッサ及び前記装置プロセッサによって分散制御が実行される第１のモードへとシフトするように構成されている、システム。
7. 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
8. 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
9. モジュール式装置に関連付けられたデータを検出するように構成されたセンサを含む前記モジュール式装置を制御するように構成されているシステムであって、前記システムは、
   第２のプロセッサを含む第２の外科用ハブと、
   前記モジュール式装置及び前記第２の外科用ハブと通信可能に連結するように構成された第１の外科用ハブであって、前記第１の外科用ハブが、
   メモリと、
   前記メモリに連結された第１のプロセッサと、を含む、第１の外科用ハブと、
   前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサの各々によって少なくとも部分的に実行可能な分散制御システムであって、前記分散制御システムが、
   前記センサによって検出された前記データを受信することと、
   前記データに従って前記モジュール式装置の制御の調整の必要性を判定することと、
   前記制御の調整の必要性に従って、前記モジュール式装置に対して調整された制御をすることと、を行うように構成されている、分散制御システムと、を含み、
   前記分散制御システムは、コマンドを受信すると、前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサによって分散制御が実行される第１のモードと、前記第１のプロセッサによってのみ制御が実行される第２のモードとの間でシフトするように構成されている、システム。
10. 前記モジュール式装置が、高周波（ＲＦ）電気外科用器具を含み、前記分散制御システムが、前記ＲＦ電気外科用器具のエネルギーレベルを制御するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記モジュール式装置が、外科用切断及びステープル留め器具を含み、前記分散制御システムは、前記外科用切断及びステープル留め器具のモータがナイフを駆動する速度を制御するように構成されている、請求項９に記載のシステム。

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