JP7263365B2 - Capacitively coupled return path pads with separable array elements - Google Patents

Capacitively coupled return path pads with separable array elements Download PDF

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JP7263365B2 JP2020535495A JP2020535495A JP7263365B2 JP 7263365 B2 JP7263365 B2 JP 7263365B2 JP 2020535495 A JP2020535495 A JP 2020535495A JP 2020535495 A JP2020535495 A JP 2020535495A JP 7263365 B2 JP7263365 B2 JP 7263365B2
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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,898号の先の出願日の利点を主張する。
(Cross reference to related applications)
This application is filed on Mar. 30, 2018 under 35 U.S.C. The prior filing date of U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,898 is claimed.

本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,887号、「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,877号、及び「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国仮特許出願第62/650,882号の優先権の利益を主張する。 This application is further incorporated under 35 U.S.C. U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887, U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, filed March 30, 2018, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS," and "SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM,” which claims the priority benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882, filed March 30, 2018.

本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する2018年3月8日出願の米国仮特許出願第62/640,417号、及び「ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する2018年3月8日出願の米国仮特許出願第62/640,415号の優先権の利益を主張する。 This application is further filed under 35 U.S.C. U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,417, filed on May 31, 2018; Claim priority benefits.

本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、各開示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、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第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する。 This application is further subject to U.S. provisional patent application entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed Dec. 28, 2017, under 35 U.S.C. Application No. 62/611,341, U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, filed Dec. 28, 2017, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," and U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM," Dec. 12, 2017. It claims the benefit of priority from US Provisional Patent Application No. 62/611,339, filed May 28.

本出願は、概して、また様々な態様において、電気外科用システム及び電気外科用システムのリターンパッドに関連する発明を開示するものである。 This application discloses, generally and in various aspects, inventions related to electrosurgical systems and return pads for electrosurgical systems.

電気外科システムは典型的には、発生器を利用して電気外科用エネルギー(例えば、高周波レベルにある交流)を活性電極に供給しており、活性電極が患者の身体にその電気外科エネルギーを印加する。患者の身体に適用された電気外科用エネルギーは、患者の組織を(組織を封止及び/又は切断するために)加熱するように作用し、一般に患者の身体を抜け出して、患者の身体に適用され得るかあるいは患者の身体に容量結合され得るリターンパッドへと向かう。リターンパッドはリターンパス配線に接続され、リターンパス配線は再び発生器に接続される。換言すれば、リターンパッド及びリターンパス配線は、電気外科用システムの電気リターンパスを集合的に形成する。 Electrosurgical systems typically utilize a generator to deliver electrosurgical energy (e.g., alternating current at high frequency levels) to an active electrode, which applies the electrosurgical energy to the patient's body. do. Electrosurgical energy applied to the patient's body acts to heat the patient's tissue (to seal and/or cut the tissue), generally exits the patient's body, and is applied to the patient's body. to a return pad that may be connected or capacitively coupled to the patient's body. The return pad is connected to the return path wire and the return path wire is connected back to the generator. In other words, the return pad and return path wiring collectively form the electrical return path of the electrosurgical system.

電気外科手術に関連する1つの懸念は、リターンパッドの分散的な電極が十分に大きいかどうか、及び/又は、患者の不必要な焼損が回避され得るように、患者の身体に導入される電気外科用エネルギーを十分に捕捉及び搬送するのに十分な表面積を有するかどうかであり、これにより、患者の望ましくない焼損が回避され得る。リターンパッドは一般に、電気外科用エネルギーが患者から抜け出す際に電流密度を十分に低く保つようにサイズ決めされる。そうでなければ、熱は患者体内に蓄積されることがあり、結果として燃焼を生じることもある。 One concern associated with electrosurgery is whether the distributed electrodes of the return pad are large enough and/or the amount of electrical energy introduced into the patient's body so that unnecessary burning of the patient can be avoided. Having sufficient surface area to adequately capture and deliver surgical energy, thereby avoiding unwanted burnout of the patient. The return pads are generally sized to keep the current density sufficiently low as the electrosurgical energy exits the patient. Otherwise, heat may build up within the patient and may result in combustion.

電気外科用エネルギーが患者の標的組織を切断するために利用される場合、1つの懸念事項は、1つ以上の神経が、電気外科手術中に不注意によって損傷及び/又は切断される可能性があり、場合によっては、患者が、筋力低下、疼痛、しびれ、麻痺及び/又は他の望ましくない結果を経験することである。外科医は、一般的には、どこに神経が位置しているか熟知しており、したがってそれらを回避することが可能であるが、必ずしもそうとは限らない。例えば、患者のある領域が変形しているか、損傷しているか、ないしは別様に、正常と見なされる状態から逸脱している場合、その領域内の所与の神経の位置を判定することは困難となり得る。領域内の所与の神経の位置が容易に認識できない場合、神経を不注意に傷つけたり切断したりする可能性が高まる。 When electrosurgical energy is utilized to cut target tissue in a patient, one concern is that one or more nerves may be inadvertently damaged and/or severed during electrosurgery. Yes, and in some cases, patients experience muscle weakness, pain, numbness, numbness, and/or other undesirable consequences. Surgeons generally know where nerves are located and can therefore avoid them, but this is not always the case. For example, if an area of a patient is deformed, damaged, or otherwise deviates from what is considered normal, it is difficult to determine the location of a given nerve within that area. can be. If the location of a given nerve within an area is not readily recognizable, the likelihood of inadvertently damaging or cutting the nerve increases.

一態様では、電気外科用システムのリターンパッドが提供される。本リターンパッドは、患者に適用された無線周波数電流を受容するように構成された複数の導電性部材と、複数の感知デバイスであって、患者に適用された神経制御信号と、神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも1つを検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備える。 In one aspect, a return pad for an electrosurgical system is provided. The return pad comprises: a plurality of conductive members configured to receive radio frequency current applied to the patient; a plurality of sensing devices; and a neural control signal applied to the patient; and a plurality of sensing devices configured to sense at least one of motion of a patient's anatomical feature resulting from the application.

別の態様では、電気外科用システムが提供される。本電気外科用システムは、無線周波数で交流を供給するように構成された発生器と、該交流を患者に適用するように構成された器具と、患者に容量結合可能なリターンパッドであって、無線周波数電流を伝導するように構成された複数の導電性部材であって、患者に容量結合可能であり、発生器に選択的に連結可能である複数の導電性部材と、複数の感知デバイスであって、患者に適用された神経制御信号と、該神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッドと、リターンパッド及び発生器に連結された導体と、を備える。 In another aspect, an electrosurgical system is provided. The electrosurgical system comprises a generator configured to provide an alternating current at a radio frequency, an instrument configured to apply the alternating current to a patient, a return pad capacitively coupling to the patient, comprising: a plurality of conductive members configured to conduct radio frequency current, the plurality of conductive members capacitively coupleable to the patient and selectively couplable to the generator; and the plurality of sensing devices. a plurality of sensing devices configured to sense at least one of a neural control signal applied to a patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal; and a conductor coupled to the return pad and the generator.

更に別の態様では、電気外科用システムのリターンパッドが提供される。本リターンパッドは、患者と容量結合するように構成された複数の電極と、患者に適用された神経制御信号と、神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された感知デバイスの配列と、備える。 In yet another aspect, a return pad for an electrosurgical system is provided. The return pad comprises a plurality of electrodes configured to capacitively couple with a patient, a neural control signal applied to the patient, and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal. an array of sensing devices configured to sense at least one of them.

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、以降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、外科用ハブ筐体の、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生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、及び単極接点と、並びに排煙構成要素とを備えた組み合わせ発生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、他の利点の中でも特にインダクタレス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つの態様による電気外科用システムを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図22の電気外科用システムのリターンパッドを示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図23のリターンパッドの複数の電極を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、図23のリターンパッドの感知デバイスの配列を示す。 本開示の少なくとも1つの態様による、患者に神経刺激信号と電気外科用エネルギーを同時に印加するための方法を示す。
Features of various aspects are set forth with particularity in the appended claims. The various aspects, both as to organization and method of operation, however, together with further objects and advantages thereof, may best be understood by reference to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which follow.
1 is a block diagram of a computer-implemented interactive surgical system, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. A surgical system used to perform a surgical procedure in an operating room, according to at least one aspect of the present disclosure. 1 is a surgical hub paired with a visualization system, a robotic system, and an intelligent instrument according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. 22 is a partial perspective view of a surgical hub housing and of a combination generator module slidably receivable within a drawer of the surgical hub housing in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 1 is a perspective view of a combination generator module with bipolar, ultrasonic, and monopolar contacts and a smoke evacuation component in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 4 illustrates individual power bus attachments for multiple lateral docking ports of a lateral modular housing configured to receive multiple modules, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 1 illustrates a vertical modular housing configured to receive multiple modules, according to at least one aspect of the present disclosure; Cloud modular devices located in one or more operating rooms of a healthcare facility, or any room within a healthcare facility with specialized equipment for surgical procedures, according to at least one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a surgical data network with modular communication hubs configured to connect; 1 illustrates a computer-implemented interactive surgical system, according to at least one aspect of the present disclosure; 4 illustrates a surgical hub comprising multiple modules coupled to a modular control tower, according to at least one aspect of the present disclosure; 1 illustrates one aspect of a universal serial bus (USB) network hub device, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 1 illustrates a logic diagram of a control system for a surgical instrument or tool, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 illustrates a control circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. 11 illustrates a combinational logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. 4 illustrates a sequential logic circuit configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to at least one aspect of the present disclosure; 1 illustrates a surgical instrument or tool comprising multiple motors that can be activated to perform various functions, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 1 is a schematic diagram of a robotic surgical instrument configured to operate a surgical tool described herein, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 10 illustrates a block diagram of a surgical instrument programmed to control distal translation of a displacement member, according to at least one aspect of the present disclosure; 1 is a circuit diagram of a surgical instrument configured to control various functions in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a simplified block diagram of a generator configured to provide inductorless regulation, among other advantages, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; FIG. 21 illustrates an example of a generator, one form of the generator of FIG. 20, in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 1 illustrates an electrosurgical system according to at least one aspect of the present disclosure; 23 illustrates a return pad of the electrosurgical system of FIG. 22, according to at least one aspect of the present disclosure; FIG. 24 illustrates multiple electrodes of the return pad of FIG. 23 in accordance with at least one aspect of the present disclosure; 24 illustrates an arrangement of sensing devices in the return pad of FIG. 23, according to at least one aspect of the present disclosure; 4 illustrates a method for simultaneously applying neural stimulation signals and electrosurgical energy to a patient, according to at least one aspect of the present disclosure;

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・米国特許出願第__________号、発明の名称「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」、代理人整理番号END8543USNP/170760、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION」、代理人整理番号END8543USNP1/170760-1、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」、代理人整理番号END8543USNP2/170760-2、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」、代理人整理番号END8543USNP3/170760-3、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES」、代理人整理番号END8543USNP4/170760-4、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE」、代理人整理番号END8543USNP5/170760-5、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES」、代理人整理番号END8543USNP6/170760-6、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY」、代理人整理番号END8543USNP7/170760-7、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」、代理人整理番号END8544USNP/170761、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT」、代理人整理番号END8544USNP1/170761-1、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY」、代理人整理番号END8544USNP2/170761-2、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES」、代理人整理番号END8544USNP3/170761-3、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」、代理人整理番号END8545USNP/170762、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS」、代理人整理番号END8545USNP1/170762-1、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS」、代理人整理番号END8545USNP2/170762-2、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL」、代理人整理番号END8545USNP3/170762-3、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY」、代理人整理番号END8545USNP4/170762-4、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、代理人整理番号END8546USNP/170763、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、代理人整理番号END8546USNP1/170763-1、
・米国特許出願第__________号、発明の名称「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」、代理人整理番号END8547USNP/170764、及び
・米国特許出願第__________号、発明の名称「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」、代理人整理番号END8548USNP/170765。
The applicant of this application owns the following US patent applications filed June 29, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS", Attorney Docket No. END8543USNP/170760;
- U.S. Patent Application No. ______________, titled "SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOOPERATIVE INFORMATION", Attorney Docket No. END8543USNP1/170760-1,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING", Attorney Docket No. END8543USNP2/170760-2,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING", Attorney Docket No. END8543USNP3/170760-3,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES", Attorney Docket No. END8543USNP4/170760-4,
- U.S. Patent Application No. ______________, title of invention "SYSTEMS FOR DETECTING PROXIMITY OF SURGICAL END EFFECTOR TO CANCEROUS TISSUE", Attorney Docket No. END8543USNP5/170760-5,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES", Attorney Docket No. END8543USNP6/170760-6,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY", Attorney Docket No. END8543USNP7/170760-7,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE", Attorney Docket No. END8544USNP/170761,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT", Attorney Docket No. END8544USNP1/170761-1,
- U.S. Patent Application No. ____________, titled "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY", Attorney Docket No. END8544USNP2/170761-2,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES", Attorney Docket No. END8544USNP3/170761-3,
- U.S. Patent Application No. __________, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL", Attorney Docket No. END8545USNP/170762,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS", Attorney Docket No. END8545USNP1/170762-1,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS", Attorney Docket No. END8545USNP2/170762-2,
- U.S. Patent Application No. ______________, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL", Attorney Docket No. END8545USNP3/170762-3,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY", Attorney Docket No. END8545USNP4/170762-4,
・ US Special Pensuit application No. ______________________________________________________________________________, The GICAL PLATFORM ", agent reference number END8546USNP / 170763,
- U.S. Patent Application No. __________, entitled "SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM", Attorney Docket No. END8546USNP1/170763-1,
- U.S. Patent Application No. ____________, entitled "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION DEVICE, BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE", Attorney Docket No. USN 47/67, and U.S. Patent Application No. USNP 47/854 No. _____________ of the Invention Name "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS", agent reference number END8548USNP/170765.

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願第62/691,228号、
・「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する米国仮特許出願第62/691,227号、
・「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する米国仮特許出願第62/691,230号、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する米国仮特許出願第62/691,219号、
・「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国仮特許出願第62/691,257号、
・「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」と題する米国仮特許出願第62/691,262号、及び
・「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する米国仮特許出願第62/691,251号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications, filed June 28, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,228 entitled "A METHOD OF USING REINFORCED FLEX CIRCUITS WITH MULTIPLE SENSORS WITH ELECTROSURGICAL DEVICES";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,227, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,230 entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,219 entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,257 entitled "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,262 entitled "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION DEVICE BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE"; United States entitled "DROPLET FILTERS" Provisional Patent Application No. 62/691,251.

本願の出願人は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年4月19日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「METHOD OF HUB COMMUNICATION」と題する米国仮特許出願第62/659,900号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent application filed April 19, 2018, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety:
• US Provisional Patent Application No. 62/659,900, entitled "METHOD OF HUB COMMUNICATION."

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」と題する米国特許出願第15/940,641号、
・「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES」と題する米国特許出願第15/940,648号、
・「SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES」と題する米国特許出願第15/940,656号、
・「SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS」と題する米国特許出願第15/940,666号、
・「COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS」と題する米国特許出願第15/940,670号、
・「SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS」と題する米国特許出願第15/940,677号、
・「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」と題する米国特許出願第15/940,632号、
・「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15/940,640号、
・「SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/940,645号、
・「DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME」と題する米国特許出願第15/940,649号、
・「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」と題する米国特許出願第15/940,654号、
・「SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING」と題する米国特許出願第15/940,663号、
・「AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA」と題する米国特許出願第15/940,668号、
・「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」と題する米国特許出願第15/940,671号、
・「DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE」と題する米国特許出願第15/940,686号、
・「STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS」と題する米国特許出願第15/940,700号、
・「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」と題する米国特許出願第15/940,629号、
・「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15/940,704号、
・「CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY」と題する米国特許出願第15/940,722号、及び
・「DUAL CMOS ARRAY IMAGING」と題する米国特許出願第15/940,742号。
The applicant of this application owns the following US patent applications filed March 29, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
U.S. Patent Application No. 15/940,641 entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
- U.S. patent application Ser.
U.S. Patent Application No. 15/940,656 entitled "SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES";
- U.S. patent application Ser.
U.S. Patent Application No. 15/940,670 entitled "COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS";
- U.S. Patent Application No. 15/940,677 entitled "SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS";
- U.S. patent application Ser.
U.S. Patent Application No. 164/94, entitled "COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS";
U.S. Patent Application No. 15/940,645, entitled "SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT"
U.S. Patent Application No. 15/940,649, entitled "DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME";
- U.S. Patent Application No. 15/940,654 entitled "SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS";
- U.S. Patent Application No. 15/940,663 entitled "SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING";
- U.S. Patent Application No. 15/940,668, entitled "AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA";
- U.S. Patent Application No. 15/940,671 entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER"
U.S. Patent Application No. 15/940,686, entitled "DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINE STAPLE LINE";
U.S. Patent Application No. 15/940,700, entitled "STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS";
U.S. Patent Application No. 15/940,629 entitled "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
- U.S. patent application Ser.
US patent application Ser. No. 15/940,722, entitled "CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY," and US patent application Ser. No. 15/940,742, entitled "DUAL CMOS ARRAY IMAGING."

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」と題する米国特許出願第15/940,636号、
・「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS」と題する米国特許出願第15/940,653号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」と題する米国特許出願第15/940,660号、
・「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15/940,679号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION」と題する米国特許出願第15/940,694号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」と題する米国特許出願第15/940,634号、
・「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」と題する米国特許出願第15/940,706号、及び
・「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」と題する米国特許出願第15/940,675号。
The applicant of this application owns the following US patent applications filed March 29, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
U.S. patent application Ser. No. 15/940,636 entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
U.S. patent application Ser. No. 15/940,653 entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS";
- U.S. Patent Application No. 15/940,660 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER"
- U.S. patent application Ser.
U.S. patent application Ser.
U.S. patent application Ser.
- U.S. Patent Application No. 15/940,706 entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK," and - U.S. Patent Application No. 15/940,675, entitled "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES."

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
・「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,627号、
・「COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,637号、
・「CONTROLS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,642号、
・「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,676号、
・「CONTROLLERS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,680号、
・「COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,683号、
・「DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,690号、及び
・「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許出願第15/940,711号。
The applicant of this application owns the following US patent applications filed March 29, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
- US patent application Ser.
- U.S. Patent Application No. 15/940,637, entitled "COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
- US patent application Ser.
- US patent application Ser.
- US patent application Ser.
U.S. patent application Ser.
U.S. Patent Application No. 15/940,690, entitled "DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";

本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「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公開第62/649,294号、
・「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」と題する米国仮特許出願公開第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公開第62/649,309号、
・「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」と題する米国仮特許出願公開第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公開第62/649,291号、
・「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願公開第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公開第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公開第62/649,327号、
・「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」と題する米国仮特許出願公開第62/649,315号、
・「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」と題する米国仮特許出願公開第62/649,313号、
・「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国仮特許出願公開第62/649,320号、
・「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国仮特許出願公開第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。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications filed March 28, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,302 entitled "INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,294 entitled "DATA STRIPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,300 entitled "SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,309 entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,310 entitled "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,291 entitled "USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,296 entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,333 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,327 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,315 entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK";
- U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,313 entitled "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,320 entitled "DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/649,307 entitled "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS"; No. 323.

本発明の図及び説明のうちの少なくともいくつかは、本発明の明確な理解に関連する要素を説明するために簡略化されているが、明確にすることを目的として、当業者が理解する他の要素を排除することが、本発明の一部を構成してもよいことを理解されたい。しかしながら、そのような要素は当該技術分野で周知であり、かつそれらは本発明のより良い理解を容易にするわけではないため、そのような要素の説明は本明細書において提供されない。 At least some of the figures and descriptions of the present invention have been simplified to illustrate elements relevant to a clear understanding of the invention, but for purposes of clarity, other figures understood by those skilled in the art. may form part of the invention. However, because such elements are well known in the art and because they do not facilitate a better understanding of the invention, a description of such elements is not provided herein.

以下の「発明を実施するための形態」では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照する。図中、一般的に、同様の記号及び参照符合は、内容によりそうでない旨が断られない限り、複数の図を通じて同様の要素を示す。「発明を実施するための形態」、「図面」、及び「特許請求の範囲」に記載される例示的な態様は、限定を目的としたものではない。本明細書に示される技術の範囲から逸脱することなく、他の態様が利用されてもよく、また他の変更が行われてもよい。 The following detailed description refers to the accompanying drawings which form a part hereof. In the figures, similar symbols and reference numerals generally indicate similar elements throughout the figures, unless content dictates otherwise. The illustrative aspects described in the Detailed Description, the Drawings, and the Claims are not meant to be limiting. Other aspects may be utilized, and other changes may be made, without departing from the scope of the technology presented herein.

本技術の特定の実施例の以下の説明は、その範囲を限定する目的で用いられるべきではない。本技術の他の実施例、特徴、態様、実施形態、及び利点は、実例として、本技術を実施する上で想到される最良の態様の1つである以下の説明により、当業者には明らかとなるであろう。理解されるように、本明細書に記載される技術は、いずれもその技術から逸脱することなく、その他の異なる、かつ明らかな態様が可能である。したがって、図面及び説明は、限定的な性質のものではなく、例示的な性質のものと見なされるべきである。 The following description of specific examples of the technology should not be used to limit its scope. Other examples, features, aspects, embodiments, and advantages of the present technology will become apparent to those skilled in the art from the following description, which is, by way of illustration, one of the best modes contemplated for carrying out the technology. will be As will be realized, the technology described herein is capable of other different and obvious aspects, all without departing from the technology. Accordingly, the drawings and description are to be regarded as illustrative rather than restrictive in nature.

本明細書に記載される教示、表現、態様、実施形態、実施例などの任意の1つ以上のものを、本明細書に記載される他の教示、表現、態様、実施形態、実施例などの任意の1つ以上のものと組み合わされ得ることも更に理解されよう。したがって、以下に記載される教示、表現、態様、実施形態、実施例などは、互いに対して切り離して考慮されるべきではない。本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には容易に明らかとなるであろう。このような改変及び変形形態は、「特許請求の範囲」の範囲内に含まれるものとする。 Any one or more of the teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc. described herein may be combined with any other teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc. described herein. can be combined with any one or more of Accordingly, the teachings, expressions, aspects, embodiments, examples, etc., set forth below should not be considered in isolation from each other. Various suitable ways in which the teachings herein can be combined will become readily apparent to those skilled in the art in view of the teachings herein. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the claims.

電気外科用システム、リターンパッド、及び方法の様々な態様を詳細に説明する前に、本明細書に開示された様々な態様は、それらの用途又は使用において、添付の図面及び説明に例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。むしろ、開示される態様は、他の態様、実施形態、それらの変形及び改変において位置付けられるか、又はこれらに組み込まれてもよく、また様々な方式で実施又は実行されてよい。したがって、本明細書に開示される電気外科用システム、リターンパッド及び方法の態様は例示的な性質のものであり、その範囲又は用途を限定することを目的としたものではない。更に、別途記載のない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために態様を説明する目的で選択されるものであって、それらの範囲を限定しようとするものではない。更に、開示された態様、態様の表現及び/又はその実施例のうちの任意の1つ又は2つ以上を、限定することなく、他の開示された態様、態様の表現及び/又はその実施例のうちの任意の1つ又は2つ以上と組み合わせることができる点を理解されたい。 Before describing various aspects of electrosurgical systems, return pads, and methods in detail, the various aspects disclosed herein in their application or use are illustrated in the accompanying drawings and description. It should be noted that the details of construction and arrangement of parts are not limiting. Rather, the disclosed aspects may be situated in or incorporated within other aspects, embodiments, variations and modifications thereof, and may be practiced or carried out in various ways. Accordingly, aspects of the electrosurgical systems, return pads and methods disclosed herein are exemplary in nature and are not intended to limit their scope or application. Furthermore, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein have been chosen for the convenience of the reader, for the purpose of describing aspects, and are not intended to limit their scope. Furthermore, without limiting any one or more of the disclosed aspects, representations of aspects and/or examples thereof, other disclosed aspects, representations of aspects and/or examples thereof It should be understood that it can be combined with any one or more of

また、以下の説明において、内向き、外向き、上向き、下向き、上、下、左、右、内部、外部などといった用語は、便宜的に用いられる単語であり、限定的な用語として解釈されるべきではないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、本明細書に述べられる装置、又はその部分を他の向きに取設するか又は用いることが可能である限り、限定的なものではない。図面を参照しながら、様々な態様をより詳細に説明する。 In addition, in the following description, terms such as inward, outward, upward, downward, upward, downward, left, right, inside, outside, etc. are words used for convenience and are interpreted as restrictive terms. It should be understood that it should not. The terms used herein are non-limiting so long as the devices, or portions thereof, described herein can be mounted or used in other orientations. Various aspects are described in more detail with reference to the drawings.

以下により詳細に記載されるように、本発明の態様は、コンピューティングデバイス及び/又はコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータプログラムによって実装され得る。コンピュータ可読媒体は、ディスク、デバイス、及び/又は伝播信号を含み得る。 As described in more detail below, aspects of the invention may be implemented by a computer program stored on a computing device and/or computer readable medium. Computer-readable media may include discs, devices, and/or propagated signals.

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/又は外科用ハブ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。 Referring to FIG. 1, a computer-implemented interactive surgical system 100 includes one or more surgical systems 102 and a cloud-based system (e.g., cloud 104 that may include a remote server 113 coupled to storage device 105). ,including. Each surgical system 102 includes at least one surgical hub 106 that communicates with cloud 104 that may include remote servers 113 . In one example, as shown in FIG. 1, the surgical system 102 includes a visualization system 108, a robotic system 110, and a handheld intelligent surgical device configured to communicate with each other and/or with the surgical hub 106. and an instrument 112 . In some aspects, the surgical system 102 may include M hubs 106, N visualization systems 108, O robotic systems 110, and P handheld intelligent surgical instruments 112. , where M, N, O, and P are integers of 1 or greater.

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を配向す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を介して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。 FIG. 3 shows an example of surgical system 102 used to perform a surgical procedure on a patient lying on operating table 114 in surgical operating room 116 . Robotic system 110 is used as part of surgical system 102 in a surgical procedure. Robotic system 110 includes a surgeon's console 118 , a patient-side cart 120 (surgical robot), and a surgical robot hub 122 . The patient-side cart 120 is capable of manipulating at least one releasably coupled surgical tool 117 while the surgeon views the surgical site via the surgeon's console 118 during minimally invasive incisions in the patient's body. . Images of the surgical site may be obtained by a medical imaging device 124 , which may be manipulated by the patient-side cart 120 to orient the imaging device 124 . The robotic hub 122 can be used to process images of the surgical site for subsequent display to the surgeon via the surgeon's console 118 .

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公開第62/611,339号に記載されている。 Other types of robotic systems can be readily adapted for use with surgical system 102 . Various examples of robotic systems and surgical tools suitable for use with the present disclosure are entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM," filed Dec. 28, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. See US Provisional Patent Application Publication No. 62/611,339.

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公開第62/611,340号に記載されている。 Various examples of cloud-based analytics performed by the cloud 104 and suitable for use with the present disclosure are described in "CLOUD-BASED MEDICAL US Provisional Patent Application Publication No. 62/611,340 entitled ANALYTICS.

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。 In various aspects, imaging device 124 includes at least one image sensor and one or more optical components. Suitable image sensors include, but are not limited to, charge coupled device (CCD) sensors and complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensors.

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信することができる。 The optical components of imaging device 124 may include one or more illumination sources and/or one or more lenses. One or more illumination sources may be directed to illuminate a portion of the surgical field. One or more image sensors can receive light reflected or refracted from the surgical field, including light reflected or refracted from tissue and/or surgical instruments.

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。 One or more illumination sources may be configured to emit electromagnetic energy within the visible and invisible spectrums. The visible spectrum, sometimes referred to as the optical spectrum or emission spectrum, is the portion of the electromagnetic spectrum that is visible to (i.e., detectable by) the human eye and is sometimes referred to as visible light, or simply light. A typical human eye responds to wavelengths in air from about 380 nm to about 750 nm.

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。 The invisible spectrum (ie, non-emissive spectrum) is the portion of the electromagnetic spectrum that lies below and above the visible spectrum (ie, wavelengths below about 380 nm and above about 750 nm). The invisible spectrum is not detectable by the human eye. Wavelengths above about 750 nm are longer than the red visible spectrum and these become invisible infrared (IR), microwave and radio electromagnetic radiation. Wavelengths less than about 380 nm are shorter than the violet spectrum and become invisible ultraviolet, X-ray, and gamma-ray electromagnetic radiation.

様々な態様では、撮像装置124は、低侵襲性処置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。 In various aspects, imaging device 124 is configured for use in minimally invasive procedures. Examples of imaging devices suitable for use with the present disclosure include arthroscopes, angioscopes, bronchoscopes, cholangoscopes, colonoscopes, cytoscopes, duodenoscopes, enteroscopes, esophagogastroduodenoscopes (gastroscopes) , endoscopes, laryngoscopes, nasopharyngo-neproscopes, sigmoidoscopes, thoracoscopes, and ureteroscopes.

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からの光、例えば、IR及び紫外光を含む特定の波長に感受性の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公開第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。 In one aspect, the imaging device uses multispectral monitoring to distinguish between topography and underlying structure. Multispectral imaging captures image data within specific wavelength ranges across the electromagnetic spectrum. Wavelengths can be separated by filters or by using instruments sensitive to specific wavelengths, including light from frequencies above the visible light range, such as IR and ultraviolet light. Spectral imaging can allow the extraction of additional information that the human eye cannot capture with its red, green, and blue receptors. The use of multispectral imaging is described in the "Advanced Imaging Acquisition Module” section. Multispectral monitoring can be a useful tool for repositioning the surgical field to perform one or more of the above-described tests on the treated tissue after one surgical task is completed.

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。 It is self-evident that any surgical procedure requires rigorous sterilization of the operating room and surgical instruments. The stringent hygiene and sterilization conditions required in the "surgical theater", ie operating room or procedure room, require maximum sterility of all medical devices and equipment. Part of that sterilization process is the need to sterilize anything that comes in contact with the patient or enters the sterile field, including imaging device 124 and its accessories and components. A sterile field may be considered a specific area considered free of microorganisms, such as in a tray or on a sterile towel, or a sterile field may be considered an area immediately surrounding a patient prepared for a surgical procedure. It will be appreciated what can be done. A sterile field may include clean team members in appropriate clothing and all equipment and fixtures within the area.

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公開第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で説明されている。 In various aspects, the visualization system 108 includes one or more imaging sensors strategically placed relative to the sterile field and one or more image processing units, as shown in FIG. , one or more storage arrays, and one or more displays. In one aspect, the visualization system 108 includes HL7, PACS, and EMR interfaces. The various components of visualization system 108 are described in U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed Dec. 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. , "Advanced Imaging Acquisition Module" section.

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。外科用ハブ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部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、外科用ハブ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信号供給を維持させながら、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。 As shown in FIG. 2, primary display 119 is positioned within the sterile field so as to be visible to an operator positioned at operating table 114 . Additionally, the visualization tower 111 is positioned outside the sterile field. The visualization tower 111 includes a first non-sterile display 107 and a second non-sterile display 109 facing away from each other. Visualization system 108 guided by surgical hub 106 is configured to coordinate information flow to the operator inside and outside the sterile field using displays 107, 109, and 119. FIG. For example, surgical hub 106 allows visualization system 108 to maintain a live signal feed of the surgical site on primary display 119 while capturing snapshots of the surgical site recorded by imaging device 124 on non-sterile display 107 or 109 . can be displayed. A snapshot on a non-sterile display 107 or 109 can, for example, allow a non-sterile operator to perform diagnostic steps related to a surgical procedure.

一態様では、外科用ハブ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、外科用ハブ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であってもよい。 In one aspect, the surgical hub 106 transmits diagnostic input or feedback entered by a non-sterile operator located at the visualization tower 111 within the sterile field to the primary display 119, which can be viewed by a sterile operator located at the operating table. It is also configured to be visible. In one example, the input may be in the form of modifications to a snapshot displayed on non-sterile display 107 or 109 that can be sent by surgical hub 106 to primary display 119 .

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。外科用ハブ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公開第62/611,341号を参照されたい。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、滅菌野内で外科用ハブ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、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Surgical Instrument Hardware」の項目、及び「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願公開第62/611,341号で説明されている。 Referring to FIG. 2, surgical instrument 112 is used as part of surgical system 102 in a surgical procedure. Surgical hub 106 is also configured to coordinate information flow to the display of surgical instrument 112 . See, for example, US Provisional Patent Application Publication No. 62/611,341, filed Dec. 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Diagnostic input or feedback entered by the non-sterile operator at the visualization tower 111 may be sent by the surgical hub 106 to the surgical instrument display 115 within the sterile field, where the diagnostic input or feedback is input to the surgical instrument. may be viewed by 112 operators. Exemplary surgical instruments suitable for use with the surgical system 102 are described, for example, in the "Surgical Instrument Hardware" section and the 2017 publication entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM", the entire disclosures of which are incorporated herein by reference. US Provisional Patent Application Publication No. 62/611,341, filed Dec. 28.

ここで図3を参照すると、外科用ハブ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。外科用ハブ106は、外科用ハブディスプレイ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、外科用ハブ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。 Referring now to FIG. 3 , surgical hub 106 is shown in communication with visualization system 108 , robotic system 110 and handheld intelligent surgical instrument 112 . Surgical hub 106 includes surgical hub display 135 , imaging module 138 , generator module 140 , communication module 130 , processor module 132 and storage array 134 . In certain aspects, the surgical hub 106 further includes a smoke evacuation module 126 and/or an aspiration/irrigation module 128, as shown in FIG.

外科処置中、封止及び/又は切断のため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。外科用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。 During surgical procedures, the application of energy to tissue for sealing and/or cutting is generally accompanied by evacuation of smoke, aspiration of excess fluid, and/or irrigation of tissue. Fluid, power, and/or data lines from different sources often become entangled during surgical procedures. Valuable time may be lost in addressing this issue during a surgical procedure. Untangling the lines may require uncoupling the lines from their corresponding modules, which may require the modules to be reset. The modular housing 136 of the surgical hub provides a unified environment for managing power, data, and fluid lines, reducing the frequency of tangling between such lines.

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、外科用ハブ筐体と、外科用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生器モジュールと、を備える。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ発生器モジュールは、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つ以上を備える。一態様では、組み合わせ発生器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ発生器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも1つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び/又は微粒子を排出するように構成された少なくとも1つの排煙構成要素と、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、を備える。 Aspects of the present disclosure present a surgical hub for use in surgical procedures involving the application of energy to tissue at a surgical site. The surgical hub includes a surgical hub housing and a combination generator module slidably receivable within a docking station of the surgical hub housing. The docking station contains data and power contacts. A combination generator module comprises two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar RF energy generator component, and a unipolar RF energy generator component housed within a single unit. In one aspect, the combination generator module further comprises a smoke evacuation component, at least one energy delivery cable for connecting the combination generator module to a surgical instrument, and smoke generated by application of therapeutic energy to tissue. , at least one smoke evacuation component configured to evacuate fluids and/or particulates; and a fluid line extending from the remote surgical site to the smoke evacuation component.

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、外科用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、外科用ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。 In one aspect, the fluid line is a first fluid line and a second fluid line extends from a remote surgical site to an aspiration and irrigation module slidably received within the surgical hub housing. In one aspect, a surgical hub housing includes a fluid interface.

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、外科用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。外科用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。 Certain surgical procedures may require the application of more than one energy type to tissue. One energy type may be more beneficial for cutting tissue, while another different energy type may be more beneficial for sealing tissue. For example, a bipolar generator can be used to seal tissue, while an ultrasonic generator can be used to cut the sealed tissue. Aspects of the present disclosure present a solution in which the modular housing 136 of the surgical hub is configured to house various generators and facilitate two-way communication therebetween. One advantage of the modular housing 136 of the surgical hub is that it allows for quick removal and/or replacement of various modules.

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、また第1のエネルギー発生器モジュールは、第1の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。 Aspects of the present disclosure present a modular surgical housing for use in surgical procedures involving the application of energy to tissue. A modular surgical housing includes a first energy generator module configured to generate a first energy for application to tissue and a first docking port including first data and power contacts. a first docking station comprising: a first energy generator module slidably moveable into electrical engagement with the power and data contacts; and the first energy generator module comprising: Slidably moveable out of electrical engagement with the first power and data contact.

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。 Further to the above, the modular surgical enclosure includes a second energy generator module configured to generate a second energy for application to tissue, different from the first energy; a second docking station comprising a second docking port including data and power contacts of the second energy generator module slidably moved into electrical engagement with the power and data contacts; Yes, and the second energy generator module is slidably moveable out of electrical engagement with the second power and data contacts.

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。 Additionally, the modular surgical enclosure includes a first docking port and a second docking port configured to facilitate communication between the first energy generator module and the second energy generator module. Further includes a communication bus to and from the port.

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外科用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。外科用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、外科用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、外科用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。外科用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、外科用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。 3-7, aspects of the present disclosure pertaining to surgical hub modular housing 136 that allows for modular integration of generator module 140, smoke evacuation module 126, and aspiration/irrigation module 128. is presented. The modular housing 136 of the surgical hub further facilitates two-way communication between the modules 140,126,128. As shown in FIG. 5, the generator module 140 is an integrated monopolar, bipolar, and monopolar device supported within a single housing unit 139 that is slidably insertable into the modular housing 136 of the surgical hub. and a generator module comprising an ultrasound component. As shown in FIG. 5, the generator module 140 can be configured to connect to a monopolar device 146, a bipolar device 147, and an ultrasound device 148. FIG. Alternatively, the generator module 140 may comprise a series of monopolar, bipolar, and/or ultrasound generator modules interacting through the modular housing 136 of the surgical hub. Surgical Hub Modular Housing 136 allows for the insertion of multiple generators and generators docked into Surgical Hub Modular Housing 136 such that the multiple generators function as a single generator. may be configured to facilitate two-way communication between

一態様では、外科用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。 In one aspect, surgical hub modular housing 136 is modular with external and wireless communication headers to allow removable attachment of modules 140, 126, 128 and bi-directional communication therebetween. A power and communication backplane 149 is provided.

一態様では、外科用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生器モジュール145の部分斜視図を示す。組み合わせ発生器モジュール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、組み合わせ発生器モジュール145が外科用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を外科用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ている。一態様では、組み合わせ発生器モジュール145は、図5に示すように、双極、超音波、及び単極モジュール、並びに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、を含む。 In one aspect, surgical hub modular housing 136 includes a docking station or drawer 151, also referred to herein as a drawer, configured to slidably receive modules 140, 126, 128. . FIG. 4 shows a partial perspective view of surgical hub housing 136 and combination generator module 145 slidably receivable in docking station 151 of surgical hub housing 136 . A docking port 152 having power and data contacts on the rear side of the combination generator module 145 allows the combination generator module 145 to be slid into position within the corresponding docking station 151 of the modular housing 136 of the surgical hub. , the corresponding docking port 150 is configured to engage the power and data contacts of the corresponding docking station 151 of the modular housing 136 of the surgical hub. In one aspect, the combination generator module 145 includes bipolar, ultrasonic, and monopolar modules and a smoke evacuation module integrated with a single housing unit 139, as shown in FIG.

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、外科用ハブ筐体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。 In various aspects, the smoke evacuation module 126 includes a fluid line 154 that carries captured/collected smoke and/or fluid away from the surgical site, eg, to the smoke evacuation module 126 . The vacuum suction generated by the smoke evacuation module 126 can draw smoke into the openings of utility conduits at the surgical site. A utility conduit coupled to the fluid line may be in the form of flexible tubing that terminates in the smoke evacuation module 126 . Utility conduits and fluid lines define fluid pathways that extend toward smoke evacuation module 126 received within surgical hub housing 136 .

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。 In various aspects, aspiration/irrigation module 128 is coupled to a surgical tool including an aspiration fluid line and a suction fluid line. In one example, the aspiration and aspiration fluid lines are in the form of flexible tubing that extends from the surgical site toward aspiration/irrigation module 128 . One or more drive systems may be configured to cause irrigation and aspiration of fluid to and from the surgical site.

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。 In one aspect, a surgical tool includes a shaft having an end effector at its distal end, at least one energy treatment portion associated with the end effector, a suction tube, and an irrigation tube. A suction tube can have an inlet port at its distal end and the suction tube extends through the shaft. Similarly, an irrigation tube can extend through the shaft and have an inlet port proximate to the energy delivery device. The energy delivery instrument is configured to deliver ultrasonic and/or RF energy to the surgical site and is initially connected to generator module 140 by a cable extending through the shaft.

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とは別に外科用ハブ筐体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。 The irrigation tube can be in fluid communication with a fluid source and the suction tube can be in fluid communication with a vacuum source. A fluid source and/or a vacuum source may be housed within the aspiration/irrigation module 128 . In one example, a fluid source and/or vacuum source may be housed within surgical hub housing 136 separately from aspiration/irrigation module 128 . In such examples, the fluid interface may be configured to connect the aspiration/irrigation module 128 to a fluid source and/or a vacuum source.

一態様では、モジュール140、126、128及び/又は外科用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、外科用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、組み合わせ発生器モジュール145は、外科用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、組み合わせ発生器モジュール145のドッキングポート接点を外科用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。 In one aspect, the modules 140, 126, 128 and/or their corresponding docking stations on the modular housing 136 of the surgical hub align the docking ports of the modules to the modular housing of the surgical hub. Alignment mechanisms configured to engage their counterparts within the docking station of 136 may be included. For example, as shown in FIG. 4, the combination generator module 145 has sides configured to slidably engage corresponding brackets 156 of the corresponding docking station 151 of the modular housing 136 of the surgical hub. Includes partial bracket 155 . The brackets cooperate to guide the docking port contacts of the combination generator module 145 into electrical engagement with the docking port contacts of the modular housing 136 of the surgical hub.

いくつかの態様では、外科用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。 In some aspects, the drawers 151 of the surgical hub modular housing 136 are the same or substantially the same size, and the modules are sized to be received within the drawers 151 . For example, side brackets 155 and/or 156 may be larger or smaller depending on the size of the module. In other aspects, drawers 151 vary in size, each designed to accommodate a particular module.

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。 Additionally, the contacts of a particular module may be keyed to engage the contacts of a particular drawer to avoid inserting a module into a drawer with incompatible contacts.

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、外科用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、外科用ハブのモジュール式筐体136のドッキングポート150は、外科用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。 As shown in FIG. 4, the docking port 150 of one drawer 151 is coupled to the docking port 150 of another drawer 151 via a communication link 157 and housed within the modular housing 136 of the surgical hub. Two-way communication between modules can be facilitated. Alternatively or additionally, the docking ports 150 of the surgical hub modular housing 136 may facilitate wireless two-way communication between modules housed within the surgical hub modular housing 136 . Any suitable wireless communication may be used, such as, for example, Air Titan-Bluetooth.

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ている。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。 FIG. 6 illustrates individual power bus attachments of multiple lateral docking ports of lateral modular housing 160 configured to receive multiple modules of surgical hub 206 . Lateral modular housing 160 is configured to laterally receive and interconnect modules 161 . Modules 161 are slidably inserted into docking stations 162 of lateral modular housings 160 that contain backplanes for interconnecting modules 161 . As shown in FIG. 6, the modules 161 are laterally arranged within the lateral modular housing 160 . Alternatively, modules 161 may be arranged vertically within a lateral modular housing.

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。 FIG. 7 shows a vertical modular housing 164 configured to receive multiple modules 165 of surgical hub 106 . Modules 165 are slidably inserted into docking stations or drawers 167 of vertical modular housings 164 that contain backplanes for interconnecting modules 165 . Although the drawers 167 of the vertical modular housing 164 are vertically oriented, in certain cases the vertical modular housing 164 may include laterally oriented drawers. Additionally, modules 165 may interact with each other via docking ports in vertical modular housing 164 . In the embodiment of FIG. 7, a display 177 is provided for displaying data related to the operation of module 165 . Additionally, vertical modular housing 164 includes master module 178 that houses a plurality of sub-modules that are slidably received within master module 178 .

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。 In various aspects, the imaging module 138 includes a built-in video processor and modular light sources and is adapted for use with various imaging devices. In one aspect, the imaging device consists of a modular housing that can be assembled with a light source module and a camera module. The housing may be a disposable housing. In at least one embodiment, the disposable housing is removably coupled with the reusable controller, light source module, and camera module. The light source module and/or camera module can be selectively selected depending on the type of surgical procedure. In one aspect, the camera module includes a CCD sensor. In another aspect, the camera module includes a CMOS sensor. In another aspect, the camera module is configured for scanning beam imaging. Similarly, the light source module can be configured to deliver white light or different light depending on the surgical procedure.

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る。 During a surgical procedure, it can be inefficient to remove a surgical device from the surgical field and replace it with another surgical device that includes a different camera or different light source. Temporary loss of vision in the surgical field can have undesirable consequences. The modular imaging device of the present disclosure is configured to allow replacement of a light source module or camera module midstream during a surgical procedure without having to remove the imaging device from the surgical field.

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。 In one aspect, an imaging device comprises a tubular housing containing a plurality of channels. The first channel is configured to slidably receive a camera module that may be configured for snap fit engagement with the first channel. The second channel is configured to slidably receive a light source module that may be configured for snap fit engagement with the second channel. In another example, the camera modules and/or light source modules can be rotated to their final positions within their corresponding channels. A threaded engagement may be employed instead of a snap-fit engagement.

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間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。 In various embodiments, multiple imaging devices are positioned at various locations within the surgical field to provide multiple views. Imaging module 138 may be configured to switch between imaging devices to provide an optimal field of view. In various aspects, imaging module 138 can be configured to integrate images from different imaging devices.

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、それぞれの開示内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる。 Various image processors and imagers suitable for use with the present disclosure are described in U.S. Patent No. 1, issued Aug. 9, 2011, entitled "COMBINED SBI AND CONVENTIONAL IMAGE PROCESSOR," which is incorporated herein by reference in its entirety. 7,995,045. Further, U.S. Patent No. 7,982,776, issued July 19, 2011, entitled "SBI MOTION ARTIFACT REMOVAL APPARATUS AND METHOD," which is incorporated herein by reference in its entirety, removes motion artifacts from image data. Various systems for doing so are described. Such systems may be integrated with imaging module 138 . See also U.S. Patent Application Publication No. 2011/0306840, published Dec. 15, 2011, entitled "CONTROLLABLE MAGNETIC SOURCE TO FIXTURE INTRACORPOREAL APPARATUS," and entitled "SYSTEM FOR PERFORMING A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL 2." August 28, 4 Published US Patent Application Publication No. 2014/0243597 is incorporated herein by reference in its entirety for each disclosure.

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。 FIG. 8 illustrates a cloud-based system (e.g., storage) of modular equipment located in one or more operating rooms of a medical facility, or any room within a medical facility with specialized equipment for surgical procedures. A surgical data network 201 is shown comprising a modular communication hub 203 configured to connect to a cloud 204 ), which may include a remote server 213 coupled to devices 205 . In one aspect, modular communication hub 203 comprises network hub 207 and/or network switch 209 that communicate with network routers. Modular communication hub 203 can also be coupled to local computer system 210 to provide local computer processing and data manipulation. Surgical data network 201 may be configured as passive, intelligent, or switched. A passive surgical data network acts as a data conduit, allowing data to go from one device (or segment) to another device (or segment) and to cloud computing resources. The intelligent surgical data network includes additional mechanisms that allow traffic to pass through the monitored surgical data network and configure each port within network hub 207 or network switch 209 . An intelligent surgical data network may be referred to as a manageable hub or switch. The switching hub reads the destination address of each packet and then forwards the packet to the correct port.

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。 Modular devices 1 a - 1 n located in the operating room may be coupled to modular communication hub 203 . Network hub 207 and/or network switch 209 may be coupled to network router 211 to connect devices 1 a - 1 n to cloud 204 or local computer system 210 . Data associated with the devices 1a-1n may be transferred via routers to cloud-based computers for remote data processing and manipulation. Data associated with devices 1a-1n may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation. Modular devices 2 a - 2 m located in the same operating room may also be coupled to network switch 209 . Network switch 209 may be coupled to network hub 207 and/or network router 211 to connect devices 2 a - 2 m to cloud 204 . Data associated with devices 2a-2n may be transferred to cloud 204 via network router 211 for data processing and manipulation. Data associated with devices 2a-2m may also be transferred to local computer system 210 for local data processing and manipulation.

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。 It will be appreciated that surgical data network 201 may be expanded by interconnecting multiple network hubs 207 and/or multiple network switches 209 with multiple network routers 211 . Modular communication hub 203 may be housed in a modular control tower configured to receive multiple devices 1a-1n/2a-2m. A local computer system 210 may also be housed in the modular control tower. Modular communication hub 203 is connected to display 212 to display images acquired by some of devices 1a-1n/2a-2m, eg, during a surgical procedure. In various aspects, the devices 1a-1n/2a-2m include, among other modular devices that can be connected to the modular communication hub 203 of the surgical data network 201, an imaging module 138 coupled to, for example, an endoscope. , a generator module 140 coupled to an energy-based surgical device, a smoke evacuation module 126, an aspiration/irrigation module 128, a communication module 130, a processor module 132, a storage array 134, a surgical device coupled to a display, and/or Or various modules such as a non-contact sensor module.

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)と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装置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。外科用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。 In one aspect, the surgical data network 201 comprises a combination of network hub(s), network switch(es), and network router(s) that connect the devices 1a-1n/2a-2m to the cloud. may contain. Any one or all of the devices 1a-1n/2a-2m coupled to a network hub or network switch can collect data in real time and transfer the data to a cloud computer for data processing and manipulation. . It will be appreciated that cloud computing relies on shared computing resources to handle software applications rather than having local servers or personal devices. Although the term "cloud" can be used as a metaphor for "Internet," the term is not so limited. Accordingly, the term “cloud computing” can be used herein to refer to “a type of internet-based computing” in which various services such as servers, storage, and applications are to modular communication hub 203 and/or computer system 210 located (e.g., fixed, mobile, temporary, or on-site operating room or space) and via the Internet to modular communication hub 203 and/or computer It is delivered to devices connected to system 210 . A cloud infrastructure may be maintained by a cloud service provider. In this context, a cloud service provider may be an entity that coordinates the use and control of devices 1a-1n/2a-2m located in one or more operating rooms. Cloud computing services can perform numerous calculations based on data collected by smart surgical instruments, robots, and other computerized devices located in the operating room. Surgical hub hardware allows multiple devices or connections to connect to a computer that communicates with cloud computing resources and storage.

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、及び患者満足度の改善を提供する。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。 By applying cloud computer data processing techniques to data collected by devices 1a-1n/2a-2m, surgical data networks provide improved surgical outcomes, reduced costs, and improved patient satisfaction. At least some of the devices 1a-1n/2a-2m can be used to monitor the condition of the tissue after the tissue sealing and cutting procedure to assess leakage or perfusion of the sealed tissue. . at least one of the devices 1a-1n/2a-2m for diagnostic examination of data comprising images of body tissue samples to identify medical conditions such as disease effects using cloud-based computing; Several can be used. This includes tissue and phenotype localization and margin confirmation. Devices 1a-1n/2a for identifying body anatomy using various sensors integrated with imaging devices and techniques such as overlaying images captured by multiple imaging devices. At least some of ~2 m can be used. Data collected by devices 1a-1n/2a-2m, including image data, may be transferred to cloud 204 or local computer system 210, or both, for data processing and manipulation, including image processing and manipulation. . The data will help guide surgical interventions by determining whether additional therapies such as endoscopic interventions, emerging technologies, targeted radiation, targeted interventions, and precision robotic applications for tissue-specific sites and conditions can be performed. Can be analyzed to improve results. Such data analysis may further employ prognostic analysis processing, using a standardized approach to confirm surgical intervention and surgeon behavior, or suggest modifications to surgical intervention and surgeon behavior. You can provide useful feedback for any of the

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。 In one implementation, the operating room devices 1a-1n may be connected to the modular communication hub 203 via wired or wireless channels, depending on the configuration of the devices 1a-1n relative to the network hub. Network hub 207 may, in one aspect, be implemented as a local network broadcast device that functions above the physical layer of the Open Systems Interconnection (OSI) model. A network hub provides connectivity to devices 1a-1n located within the same operating room network. Network hub 207 collects the data in packet form and sends them to the router in half-duplex mode. Network hub 207 does not store any Media Access Control/Internet Protocol (MAC/IP) for transferring device data. Only one of the devices 1a-1n can transmit data through the network hub 207 at a time. Network hub 207 does not have routing tables or intelligence about where to send information, it broadcasts all network data across each connection and to remote server 213 (FIG. 9) on cloud 204 . While the network hub 207 can detect basic network errors such as collisions, broadcasting all information to multiple ports can be a security risk and create bottlenecks.

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。 In another implementation, the operating room devices 2a-2m may be connected to the network switch 209 via wired or wireless channels. Network switch 209 functions within the data link layer of the OSI model. A network switch 209 is a multicast device for connecting the devices 2a to 2m located in the same operating room to the network. Network switch 209 sends data in the form of frames to network router 211 and functions in full-duplex mode. Multiple devices 2 a - 2 m can transmit data simultaneously through network switch 209 . Network switch 209 stores and uses the MAC addresses of devices 2a-2m to transfer data.

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。 Network hub 207 and/or network switch 209 are coupled to network router 211 to connect to cloud 204 . Network router 211 functions within the network layer of the OSI model. Network router 211 may cloud data packets received from network hub 207 and/or network switch 211 for further processing and manipulation of data collected by any one or all of devices 1a-1n/2a-2m. Create a route to send to the base computer resource. Network router 211 is used to connect two or more different networks located at different locations, such as different operating rooms in the same medical facility, or different networks located in different operating rooms in different medical facilities. good too. Network router 211 sends data in packet form to cloud 204 and functions in full-duplex mode. Multiple devices can transmit data simultaneously. Network routers 211 use IP addresses to transfer data.

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。 In one embodiment, network hub 207 may be implemented as a USB hub that allows multiple USB devices to be connected to a host computer. A USB hub can expand a single USB port into several layers so that there are many ports available for connecting devices to a host system computer. Network hub 207 may include wired or wireless capabilities for receiving information over wired or wireless channels. In one aspect, a wireless USB short-range high-bandwidth wireless communication protocol may be used for communication between devices 1a-1n and devices 2a-2m located in the operating room.

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(IEE E802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE 802.16ファミリー)、IEEE 802.20、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。 In another embodiment, operating room devices 1a-1n/2a-2m exchange data from fixed and mobile devices over short distances (using short wavelength UHF radio waves in the 2.4-2.485 GHz ISM band). ), and can communicate with the modular communication hub 203 via the Bluetooth wireless technology standard to build a personal area network (PAN). In other aspects, the operating room devices 1a-1n/2a-2m support Wi-Fi (IEEE E802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE) , and Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, and their Ethernet derivatives, as well as any others designated 3G, 4G, 5G, and later can communicate with modular communication hub 203 via a number of wireless or wired communication standards or protocols, including, but not limited to, wireless and wired protocols. A computing module may include multiple communication modules. For example, a first communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication module may be dedicated to GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, etc. may be dedicated to long-range wireless communication.

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。 The modular communication hub 203 can serve as a central connection for one or all of the operating room devices 1a-1n/2a-2m and handles data types known as frames. The frames carry data generated by the devices 1a-1n/2a-2m. As frames are received by modular communication hub 203, the frames are amplified and transmitted to network router 211, which uses a number of wireless or wired communication standards or protocols described herein to transmit the frames. Transfer this data to cloud computing resources.

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。 Modular communication hub 203 may be used as a stand-alone device or may be connected to compatible network hubs and network switches to form a larger network. Modular communication hubs 203 are generally easy to install, configure, and maintain, making them a good choice for networking operating room devices 1a-1n/2a-2m.

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外科用ハブディスプレイ215(例えば、モニター、スクリーン)に連結されてもよい。外科用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。 FIG. 9 shows a computer-implemented interactive surgical system 200 . Computer-implemented interactive surgical system 200 is similar in many respects to computer-implemented interactive surgical system 100 . For example, computer-implemented interactive surgical system 200 includes one or more surgical systems 202 that are similar in many respects to surgical system 102 . Each surgical system 202 includes at least one surgical hub 206 that communicates with cloud 204 that may include remote servers 213 . In one aspect, the computer-implemented interactive surgical system 200 comprises a modular control tower 236 connected to multiple operating room devices such as, for example, intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located within the operating room. . As shown in FIG. 10, modular control tower 236 comprises modular communication hub 203 coupled to computer system 210 . As illustrated in the embodiment of FIG. 9, modular control tower 236 includes imaging module 238 coupled to endoscope 239, generator module 240 coupled to energy device 241, smoke evacuation module 226, aspiration/irrigation Coupled to module 228 , communications module 230 , processor module 232 , storage array 234 , smart device/appliance 235 optionally coupled to display 237 , and contactless sensor module 242 . Operating room equipment is linked to cloud computing resources and data storage via modular control towers 236 . Robot hub 222 may also be connected to modular control tower 236 and cloud computing resources. Devices/instruments 235, visualization system 208, among others, may be coupled to modular control tower 236 via wired or wireless communication standards or protocols described herein. Modular control tower 236 is coupled to surgical hub display 215 (e.g., monitor, screen) for displaying and overlaying images received from imaging modules, device/instrument displays, and/or other visualization systems 208. good too. The surgical hub display may also display data received from devices connected to the modular control tower along with images and overlay images.

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。 FIG. 10 shows surgical hub 206 comprising multiple modules coupled to modular control tower 236 . Modular control tower 236 includes a modular communication hub 203, eg, a network connection device, and a computer system 210, eg, for providing local processing, visualization, and imaging. As shown in FIG. 10, modular communication hubs 203 are connected in a hierarchical configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that can be connected to modular communication hub 203 to store data associated with the modules. It can be transferred to computer system 210, cloud computing resources, or both. As shown in FIG. 10, each of the network hubs/switches within modular communication hub 203 includes three downstream ports and one upstream port. An upstream network hub/switch is connected to the processor to provide communication connections to cloud computing resources and local displays 217 . Communication to cloud 204 can be via either wired or wireless communication channels.

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公開第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。 Surgical hub 206 uses non-contact sensor module 242 to measure the dimensions of the operating room and to generate a map of the surgical field using either ultrasonic or laser-based non-contact measurement devices. "Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room," in U.S. Provisional Patent Application Publication No. 62/611,341, filed Dec. 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," which is hereby incorporated by reference in its entirety; section, the ultrasound-based non-contact sensor module senses the operating room by transmitting bursts of ultrasound and receiving echoes when the bursts of ultrasound reflect off the exterior walls of the operating room. scanning, where a sensor module is configured to determine the size of the operating room and adjust the distance limit of the Bluetooth pairing. A laser-based non-contact sensor module, for example, transmits a laser light pulse, receives a laser light pulse that reflects off the outer wall of an operating room, compares the phase of the transmitted pulse with the received pulse, and compares the phase of the operating room. Scan the operating room by determining the size and adjusting the Bluetooth pairing distance limit.

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てもよい。 Computer system 210 includes processor 244 and network interface 245 . Processor 244 is coupled to communication module 247, storage 248, memory 249, non-volatile memory 250, and input/output interface 251 via a system bus. The system bus includes a 9-bit bus, Industry Standard Architecture (ISA), Micro Channel Architecture (MSA), Enhanced ISA (EISA), Intelligent Drive Electronics (IDE), VESA Local Bus (VLB), Peripheral Device Interconnect (PCI), Any, including but not limited to USB, Advanced Graphics Port (AGP), Personal Computer Memory Card International Association Bus (PCMCIA), Small Computer Systems Interface (SCSI), or any other proprietary bus. It may be any of several types of bus structure(s) including a memory bus or memory controller, a peripheral or external bus, and/or a local bus using various bus architectures.

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。 Processor 244 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor has on-chip memory, e.g., 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory at up to 40 MHz, details of which are available in the product datasheet, to improve performance beyond 40 MHz. a prefetch buffer, 32 KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2 KB of electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and/or One or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analog, one or more 12-bit analog-to-digital with 12 analog input channels It may be an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments, including a converter (ADC).

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、IEC 61508及びISO 26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, processor 244 may include a safety controller that includes two controller family families, such as TMS570 and RM4x, also known by the trade designation Hercules ARM Cortex R4, also manufactured by Texas Instruments. Safety controllers are specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. may

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。 System memory includes both volatile and nonvolatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines to transfer information between elements within the computer system, such as during start-up, is stored in nonvolatile memory. For example, non-volatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory can include random access memory (RAM), which acts as external cache memory. Further, RAM includes SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), sync link DRAM (SLDRAM), and direct RAM bus RAM (DRRAM). available in many forms.

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。 Computer system 210 also includes removable/non-removable, volatile/non-volatile computer storage media such as disk storage. Disk storage includes, but is not limited to, devices such as magnetic disk drives, floppy disk drives, tape drives, Jaz drives, Zip drives, LS-60 drives, flash memory cards, or memory sticks. In addition, disc storage may refer to a storage medium, either independently or as a compact disc ROM device (CD-ROM), a compact disc recordable drive (CD-R drive), a compact disc rewritable drive (CD-RW drive), Or it may be included in combination with other storage media including, but not limited to, an optical disk drive such as a Digital Versatile Disk ROM Drive (DVD-ROM). A removable or non-removable interface may be used to facilitate connection of the disk storage device to the system bus.

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ー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。 It should be appreciated that computer system 210 includes software that acts as an intermediary between users and basic computer resources as described in the preferred operating environment. Such software includes an operating system. An operating system, which may be stored on disk storage, functions to control and allocate computer system resources. System applications take advantage of resource management by the operating system through program modules and program data stored either in system memory or on disk storage. It should be appreciated that the various components described herein can be implemented on various operating systems or combinations of operating systems.

ユーザーは、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、モニター、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。 A user enters commands or information into computer system 210 through input device(s) coupled to I/O interface 251 . Input devices include pointing devices such as mice, trackballs, styluses, and touch pads, keyboards, microphones, joysticks, gamepads, satellite dishes, scanners, TV tuner cards, digital cameras, digital video cameras, and webcams. include but are not limited to: These and other input devices connect to the processor through the system bus via the interface port(s). Interface port(s) include, for example, serial port, parallel port, game port, and USB. Output device(s) use some of the same types of ports as input device(s). Thus, for example, a USB port may be used to provide input to the computer system and output information from the computer system to an output device. Output adapters are provided to illustrate that there are some output devices such as monitors, displays, speakers, and printers, among other output devices that require special adapters. Output adapters include, by way of example and not limitation, video and sound cards that provide a means of connection between output devices and the system bus. Note that other devices and/or systems of devices, such as remote computer(s), provide both input and output functionality.

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/IEEE 802.3、Token Ring/IEEE 802.5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。 Computer system 210 can operate in a networked environment using logical connections to one or more remote or local computers, such as cloud computer(s). The remote cloud computer(s) may be personal computers, servers, routers, network PCs, workstations, microprocessor-based appliances, peer devices, or other general network nodes, etc., and are typically computers Includes many or all of the elements described for the system. For simplicity, only the memory storage device is shown along with the remote computer(s). Remote computer(s) are logically connected to the computer system through a network interface and then physically connected via a communications connection. The network interface encompasses communication networks such as local area networks (LAN) and wide area networks (WAN). LAN technologies include Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Copper Distributed Data Interface (CDDI), Ethernet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, and others. WAN technologies include, but are not limited to, point-to-point links, circuit-switched networks such as Integrated Services Digital Networks (ISDN) and variations thereof, packet-switched networks, and Digital Subscriber Lines (DSL).

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)を含んでもよい。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。 In various aspects, the computer system 210 of FIG. 10, the imaging module 238 of FIGS. 9-10, and/or the visualization system 208, and/or the processor module 232 are image processors, image processing engines, media processors, or digital image processors. may include any dedicated digital signal processor (DSP) used to process the Image processors can use parallel computing with single instruction multiple data (SIMD) or multiple instruction multiple data (MIMD) techniques to increase speed and efficiency. A digital image processing engine can perform a variety of tasks. The image processor may be a system on chip with a multi-core processor architecture.

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。 Communication connection(s) refers to hardware/software used to connect a network interface to a bus. Although communication connections are shown internal to the computer system for clarity of illustration, the communication connections may be external to computer system 210 . By way of example only, the hardware/software required to connect to the network interface includes internal and external technologies such as modems, including regular telephone grade modems, cable modems, and DSL modems, ISDN adapters, and Ethernet cards. mentioned.

図11は、本開示の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。 FIG. 11 illustrates a functional block diagram of one aspect of a USB network hub 300 device, according to one aspect of the present disclosure. In the illustrated embodiment, USB network hub device 300 employs a TUSB2036 integrated circuit hub manufactured by Texas Instruments. The USB network hub 300 is a CMOS device that provides an upstream USB transmit/receive port 302 and up to three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 conforming to the USB 2.0 standard. The upstream USB transmit/receive port 302 is a differential root data port that includes a differential data minus (DM0) input paired with a differential data plus (DP0) input. The three downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 are differential data ports, each port including differential data plus (DP1-DP3) outputs paired with differential data minus (DM1-DM3) outputs.

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外科用ハブパワー論理312を含む。 The USB network hub 300 device is implemented with a digital state machine instead of a microcontroller and does not require firmware programming. A fully compliant USB transceiver is integrated into the circuitry of the upstream USB transmit/receive port 302 and all downstream USB transmit/receive ports 304 , 306 , 308 . Downstream USB transmit and receive ports 304, 306, 308 support both high speed and low speed devices by automatically setting the slew rate according to the speed of the device attached to the port. The USB network hub 300 device may be configured in either bus-powered mode or self-powered mode and includes surgical hub power logic 312 to manage power.

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回路及び外科用ハブリピータ回路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から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。 The USB network hub 300 device includes a serial interface engine 310 (SIE). The SIE 310 is the front end of the USB network hub 300 hardware and handles most of the protocols described in Chapter 8 of the USB specification. SIE 310 typically understands signaling down to the transaction level. The functions it handles include packet recognition, transaction reordering, detection/generation of SOP, EOP, RESET, and RESUME signals, clock/data separation, non-return-to-zero inversion (NRZI) data encoding/decoding and bit stuffing, CRC Generation and checking (tokens and data), packet ID (PID) generation and checking/decoding, and/or serial-parallel-parallel-serial conversion may be included. 310 receives a clock input 314 and suspend/resume logic to control communication between the upstream USB transmit/receive port 302 and the downstream USB transmit/receive ports 304 , 306 , 308 via port logic circuits 320 , 322 , 324 . It is coupled to the frame timer 316 circuit and the surgical hub repeater circuit 318 . SIE 310 is coupled to command decoder 326 via interface logic for controlling commands from the serial EEPROM via serial EEPROM interface 330 .

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。 In various aspects, the USB network hub 300 can connect 127 functions organized in up to 6 logical layers (hierarchies) to a single computer. Additionally, the USB network hub 300 can connect to all peripherals using a standardized four wire cable that provides both communication and power distribution. The power configurations are bus power mode and self power mode. USB network hub 300 has four power management capabilities: a bus-powered hub with either individual port power management or ganged port power management, and a self-powered hub with either individual port power management or ganged port power management. It may be configured to support two modes. In one aspect, using a USB cable, USB network hub 300, the upstream USB transmit/receive port 302 plugs into a USB host controller and the downstream USB transmit/receive ports 304, 306, 308 connect USB compatible devices. and so on.

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-ビームナイフ部材を駆動する。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決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決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。 FIG. 12 shows a logic diagram of a control system 470 for a surgical instrument or tool, according to one or more aspects of the present disclosure. System 470 includes control circuitry. The control circuitry includes a microcontroller 461 with a processor 462 and memory 468 . For example, one or more of sensors 472 , 474 , 476 provide real-time feedback to processor 462 . A motor 482 driven by a motor driver 492 operatively couples the longitudinally movable displacement member to drive the I-beam knife member. Tracking system 480 is configured to determine the position of the longitudinally moveable displacement member. The positional information is provided to processor 462, which may be programmed or configured to determine the position of the longitudinally movable drive member, as well as the positions of the firing member, firing bar, and I-beam knife elements. Additional motors may be provided in the tool driver interface to control I-beam firing, obturator tube movement, shaft rotation, and articulation. The display 473 displays various operating conditions of the instrument and may include touch screen functionality for data entry. Information displayed on display 473 may be overlaid with images acquired via the endoscopic imaging module.

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。 In one aspect, microcontroller 461 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the main microcontroller 461 has on-chip memory of 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory at up to 40 MHz, for example, details of which are available in the product datasheet, improving performance beyond 40 MHz. 32 KB of single-cycle SRAM, internal ROM with StellarisWare software, 2 KB of EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analogs, and/or or an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments that includes one or more 12-bit ADCs with 12 analog input channels.

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、IEC 61508及びISO 26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the microcontroller 461 may include a safety controller that includes two controller family families, such as the TMS570 and RM4x, also known by the trade designation Hercules ARM Cortex R4, also manufactured by Texas Instruments. Safety controllers are specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. may

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、モータ駆動器492は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。他のモータ駆動器を、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480で使用するために容易に置き換えることができる。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年10月19日公開の米国特許出願公開第2017/0296213号に記載されている。 Controller 461 may be programmed to perform various functions such as precision control over the speed and position of the knife and articulation system. In one aspect, microcontroller 461 includes processor 462 and memory 468 . The electric motor 482 may be a brushed direct current (DC) motor with a gearbox and a mechanical connection to the articulation or knife system. In one aspect, motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. Other motor drives can be easily substituted for use in tracking system 480 with an absolute positioning system. A detailed description of absolute positioning systems can be found in U.S. Patent Application Publication No. 2017, published Oct. 19, 2017, entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is hereby incorporated by reference in its entirety. 0296213.

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のソフトウェア内で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取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。 Microcontroller 461 may be programmed to provide precise control over the velocity and position of the displacement members and articulation system. The microcontroller 461 may be configured to calculate the response within the microcontroller 461 software. The calculated response is compared with the measured response of the actual system to obtain the "observed" response, which is used to determine the actual feedback. The observed response is a well-tuned value that balances the smooth, continuous nature of the simulated response with the measured response, which can detect external influences on the system.

一態様では、モータ482は、モータ駆動器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、例えば、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(field-effect transistor、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、電源組立体の電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってよい。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。 In one aspect, motor 482 may be controlled by motor driver 492 and may be used by the firing system of a surgical instrument or tool. In various forms, motor 482 may be, for example, a brushed DC drive motor having a maximum rotational speed of approximately 25,000 RPM. In alternative configurations, motor 482 may include a brushless motor, cordless motor, synchronous motor, stepper motor, or any other suitable electric motor. Motor driver 492 may comprise, for example, an H-bridge driver including field-effect transistors (FETs). Motor 482 may be powered by a power assembly releasably attached to the handle assembly or tool housing to provide control power to the surgical instrument or tool. The power assembly may include a battery that may include multiple battery cells connected in series that may be used as a power source to power a surgical instrument or tool. Under certain circumstances, the battery cells of the power assembly may be replaceable and/or rechargeable. In at least one example, the battery cells may be lithium ion batteries that may be connectable to and separable from the power assembly.

モータ駆動器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。駆動器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。他のモータ駆動器を、絶対位置決めシステムを備えた追跡システム480で使用するために容易に置換することができる。 Motor driver 492 may be an A3941 available from Allegro Microsystems, Inc. The A3941 492 is a full-bridge controller for use with external N-channel power metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) specifically designed for inductive loads such as brushed DC motors. Driver 492 includes an inherent charge pump regulator that provides full (>10V) gate drive for battery voltages up to 7V and allows the A3941 to operate with reduced gate drive down to 5.5V. do. Bootstrap capacitors may be used to provide the necessary battery supply voltages for the N-channel MOSFETs. An internal charge pump for the high side drive allows DC (100% duty cycle) operation. The full bridge can be driven in fast or slow decay mode using diodes or synchronous rectification. In slow decay mode, current recirculation is possible through either the high-side FETs or the low-side FETs. The power FETs are protected from shoot-through by a resistor adjustable dead time. Integrated diagnostics indicate undervoltage, overtemperature, and power bridge faults and can be configured to protect power MOSFETs under most short circuit conditions. Other motor drives can be easily substituted for use in tracking system 480 with an absolute positioning system.

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、又は変位され得る任意の要素など、外科用器具又はツールの任意の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、長手方向可動駆動部材、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は、任意の好適な変位センサに連結され得る。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。 Tracking system 480 comprises controlled motor drive circuitry comprising position sensor 472 according to one aspect of the present disclosure. A position sensor 472 for the absolute positioning system provides a unique position signal corresponding to the position of the displacement member. In one aspect, the displacement member represents a longitudinally movable drive member comprising a rack of drive teeth for meshing engagement with a corresponding drive gear of the gear reducer assembly. In other aspects, the displacement member represents a firing member that may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. In yet another aspect, the displacement member represents a firing bar or I-beam, each of which may be adapted and configured to include a rack of drive teeth. Accordingly, as used herein, the term displacement member refers to any movable member of a surgical instrument or tool, such as a drive member, firing member, firing bar, I-beam, or any element that can be displaced. used to refer generically to any member. In one aspect, a longitudinally movable drive member is coupled to the firing member, firing bar, and I-beam. Thus, the absolute positioning system can actually track the linear displacement of the I-beam by tracking the linear displacement of the longitudinally movable drive member. In various other aspects, the displacement member may be coupled to any position sensor 472 suitable for measuring linear displacement. Accordingly, the longitudinally movable drive member, firing member, firing bar, or I-beam, or combinations thereof may be coupled to any suitable displacement sensor. Linear displacement sensors may include contact or non-contact displacement sensors. Linear displacement sensors include linear variable differential transformers (LVDTs), differential variable reluctance transducers (DVRTs), sliding potentiometers, movable magnets and a series of linear A magnetic sensing system comprising an arranged Hall effect sensor, a magnetic sensing system comprising a fixed magnet and Hall effect sensors arranged in a series of movable lines, a movable light source and a series of linearly arranged magnetic sensing systems It may comprise an optical detection system comprising a photodiode or photodetector, an optical detection system comprising a fixed light source and a series of movable linearly arranged photodiodes or photodetectors, or any combination thereof. .

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接続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、又はこれらの組み合わせを表す。 The electric motor 482 may include a rotatable shaft that operably interfaces with a gear assembly that is mounted in meshing engagement with a set or rack of drive teeth on the displacement member. The sensor element may be operably coupled to the gear assembly such that one rotation of the position sensor 472 element corresponds to some linear longitudinal translation of the displacement member. The gearing and sensor mechanism can be connected to the linear actuator by a rack and pinion mechanism or to the rotary actuator by spur gears or other connections. A power supply can power the absolute positioning system and an output indicator can display the output of the absolute positioning system. The displacement member represents a longitudinally movable drive member having a rack of drive teeth formed thereon for meshing engagement with a corresponding drive gear of the gear reducer assembly. A displacement member represents a longitudinally movable firing member, firing bar, I-beam, or a combination thereof.

位置センサ472に付随するセンサ素子の1回転は、変位部材の長手方向直線変位d1に相当し、d1は、変位部材に連結したセンサ素子の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。 One rotation of the sensor element associated with the position sensor 472 corresponds to a longitudinal linear displacement d1 of the displacement member, which is the distance after one rotation of the sensor element coupled to the displacement member after the displacement member has moved from point "a". It is the linear longitudinal distance traveled to point "b". The sensor mechanism may be connected via a gear reduction that results in the position sensor 472 completing one or more revolutions for a full stroke of the displacement member. The position sensor 472 can complete multiple revolutions for a full stroke of the displacement member.

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。 A series of switches (where n is an integer greater than 1) may be used alone or in combination with gear reduction to provide a unique position signal for two or more revolutions of the position sensor 472. may be used in The state of the switch is fed back to the microcontroller 461, which applies logic to determine the longitudinal linear displacement of the displacement member d1+d2+ . . . Determine the unique position signal corresponding to dn. The output of position sensor 472 is provided to microcontroller 461 . The position sensor 472 of the sensor mechanism may comprise a magnetic sensor, an analog rotary sensor such as a potentiometer, or an array of analog Hall effect elements that output a unique combination of position signals or values.

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。 Position sensor 472 may comprise any number of magnetic sensing elements, such as, for example, magnetic sensors classified based on whether they measure the total magnetic field or vector component of the magnetic field. The techniques used to produce both types of magnetic sensors involve many aspects of physics and electronics. Techniques used for sensing magnetic fields include, inter alia, searcher coils, fluxgates, optical pumping, nuclear precession, SQUIDs, Hall effect, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance, magnetic tunnel junctions, giant magnetoimpedance. , magnetostrictive/piezoelectric composites, magnetic diodes, magnetic transistors, optical fibers, magneto-optics, and micro-electromechanical systems-based magnetic sensors.

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とインターフェース接続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。 In one aspect, position sensor 472 of tracking system 480 comprising an absolute positioning system comprises a gyromagnetic absolute positioning system. Position sensor 472 may be implemented as an AS5055EQFT single-chip gyromagnetic position sensor available from Austria Microsystems, AG. Position sensor 472 interfaces with microcontroller 461 to provide an absolute positioning system. The position sensor 472 is a low voltage, low power component and includes four Hall effect elements in the area of the position sensor 472 located above the magnets. Additionally, a high resolution ADC and a smart power management controller are provided on-chip. To implement simple and efficient algorithms for computing hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit shift, and table lookup operations, digit-by-digit method and boulder A coordinate rotation digital computer (CORDIC) processor, also known as Volder's algorithm, is provided. Angular position, alarm bits, and magnetic field information are transmitted to microcontroller 461 via a standard serial communication interface, such as a serial peripheral interface (SPI) interface. Position sensor 472 provides 12-bit or 14-bit resolution. The position sensor 472 may be an AS5055 chip provided in a small QFN 16-pin 4x4x0.85mm package.

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公開第15/628,175号に記載されているものなどのセンサ機構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。 Tracking system 480, which includes an absolute positioning system, may include and/or be programmed to implement feedback controllers such as PID, state feedback, and adaptive controllers. A power supply converts the signal from the feedback controller into a physical input to the system, in this case voltage. Other examples include voltage, current and force PWM. In addition to the position measured by position sensor 472, other sensor(s) may be provided to measure physical parameters of the physical system. In some aspects, the other sensor(s) includes US Pat. , 345,481, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0263552, published September 18, 2014, entitled "STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM," which is incorporated herein by reference in its entirety; U.S. Patent Application Publication No. 15/628,175, filed Jun. 20, 2017, entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," which is incorporated herein by reference. Sensor mechanisms such as those that In a digital signal processing system, an absolute positioning system is coupled to a digital data acquisition system, where the output of the absolute positioning system has finite resolution and sampling frequency. Absolute positioning systems use algorithms such as weighted averages and theoretical control loops to drive the calculated response toward the measured response, and compare and combine circuits to combine the calculated response with the measured response. can be provided. The calculated response of a physical system takes into account properties such as mass, inertia, viscous friction, and induced drag in order to predict what the state and output of the physical system will be given the inputs.

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。 The absolute positioning system resets the displacement members, such as might be required with a conventional rotary encoder where the motor 482 simply counts the number of steps taken forward or backward to estimate the position of machine actuators, drive bars, knives, etc. It provides the absolute position of the displacement member at power up of the instrument without retraction or advancement to the zero (or home) position.

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た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作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。I-ビームはまた、I-ビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含む。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相当し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供される。 A sensor 474, such as a strain gauge or micro strain gauge, may be used to indicate one or more of the end effectors, such as the amplitude of strain exerted on the anvil during a clamping operation, which may indicate, for example, the closing force applied to the anvil. configured to measure parameters of The measured distortion is converted to a digital signal and provided to processor 462 . Alternatively, or in addition to sensor 474, sensor 476, such as, for example, a load sensor, can measure the closing force applied to the anvil by the closing drive system. For example, a sensor 476, such as a load sensor, can measure the firing force applied to the I-beam during the firing stroke of the surgical instrument or tool. The I-beam is configured to engage a wedge-shaped sled, which is configured to cam the staple driver upward to force the staples into deforming contact with the anvil. The I-beam also includes a sharp cutting edge that can be used to cut tissue as the I-beam is advanced distally by the firing bar. Alternatively, current sensor 478 can be used to measure the current drawn by motor 482 . The force required to advance the firing member may correspond to the current drawn by motor 482, for example. The measured force is converted to a digital signal and provided to processor 462 .

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。治療される組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に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、把持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。 In one form, a strain gauge sensor 474 can be used to measure the force exerted on tissue by the end effector. A strain gauge can be coupled to the end effector to measure the force exerted by the end effector on the tissue being treated. A system for measuring the force applied to the tissue grasped by the end effector includes a strain gauge sensor 474, such as a microstrain gauge configured to measure one or more parameters of the end effector. Prepare. In one aspect, the strain gauge sensor 474 can measure the amplitude or magnitude of strain exerted on the jaw members of the end effector during a grasping motion, which can be indicative of tissue compression. The measured strain is converted to a digital signal and provided to processor 462 of microcontroller 461 . Load sensor 476 can measure the force used to operate the knife element, for example, to cut tissue captured between the anvil and the staple cartridge. A magnetic field sensor can be used to measure the thickness of the captured tissue. Magnetic field sensor measurements may also be converted to digital signals and provided to processor 462 .

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上で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によって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。 Measurements of tissue compression, tissue thickness, and/or force required to close the end effector on tissue, as measured by sensors 474, 476, respectively, are determined by the selected position of the firing member, and/or Or it can be used by the microcontroller 461 to characterize the corresponding value of the velocity of the firing member. In one example, memory 468 can store techniques, equations and/or lookup tables that can be used by microcontroller 461 in evaluation.

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。 The surgical instrument or tool control system 470 may also include wired or wireless communication circuitry for communicating with the modular communication hubs as shown in FIGS. 8-11.

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、本明細書に説明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。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の任意の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むことができる。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。 FIG. 13 illustrates a control circuit 500 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Control circuit 500 can be configured to implement various processes described herein. Control circuitry 500 may comprise a microcontroller comprising one or more processors 502 (eg, microprocessors, microcontrollers) coupled to at least one memory circuit 504 . Memory circuitry 504 stores machine-executable instructions that, when executed by processor 502, cause processor 502 to execute machine instructions to implement various processes described herein. Processor 502 may be any one of numerous single or multi-core processors known in the art. Memory circuit 504 may include volatile and non-volatile storage media. Processor 502 may include an instruction processing unit 506 and an arithmetic unit 508 . The instruction processing unit may be configured to receive instructions from the memory circuit 504 of the present disclosure.

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することができる。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。 FIG. 14 illustrates combinatorial logic 510 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Combinatorial logic 510 may be configured to implement various processes described herein. Combinatorial logic 510 is a finite state machine including combinatorial logic 512 configured to receive data associated with a surgical instrument or tool at input 514 , process the data through combinatorial logic 512 , and provide output 516 . can include

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ている。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ための有限状態マシンと、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。 FIG. 15 illustrates a sequential logic circuit 520 configured to control aspects of a surgical instrument or tool, according to one aspect of the present disclosure. Sequential logic 520 or combinatorial logic 522 may be configured to implement various processes described herein. Sequential logic 520 may include a finite state machine. Sequential logic 520 may include, for example, combinatorial logic 522 , at least one memory circuit 524 , and clock 529 . At least one memory circuit 524 can store the current state of the finite state machine. In particular examples, sequential logic 520 may be synchronous or asynchronous. Combinatorial logic 522 is configured to receive data associated with a surgical instrument or tool from input 526 , process the data by combinatorial logic 522 , and provide output 528 . In other aspects, a circuit may include a combination of a processor (eg, processor 502 of FIG. 13) and a finite state machine for implementing various processes herein. In other aspects, the finite state machine can include a combination of combinatorial logic (eg, combinatorial logic 510 of FIG. 14) and sequential logic 520 .

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。 FIG. 16 shows a surgical instrument or tool with multiple motors that can be activated to perform various functions. In certain examples, a first motor can be activated to perform a first function, a second motor can be activated to perform a second function, and a third motor can be activated. A third motor can be activated to perform a third function, a fourth motor can be activated to perform a fourth function, and so on. In certain examples, multiple motors of robotic surgical instrument 600 can be individually activated to produce firing motion, closing motion, and/or articulation motion at the end effector. Firing motion, closing motion, and/or articulation motion can be transmitted to the end effector via, for example, a shaft assembly.

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、かつ/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。 In certain examples, a surgical instrument system or tool may include firing motor 602 . Firing motor 602 is operably coupled to firing motor drive assembly 604, which can be configured to transmit the firing motion generated by motor 602 to the end effector, specifically to displace the I-beam elements. may be concatenated. In certain examples, the firing motion generated by motor 602 deploys staples from a staple cartridge into tissue captured by an end effector and/or advances a cutting edge of an I-beam element, for example. , may cut the captured tissue. The I-beam element can be retracted by reversing the direction of motor 602 .

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。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include a closure motor 603. Closure motor 603 is configured to transmit the closing motion generated by motor 603 to the end effector, specifically to displace the closure tube to close the anvil and compress tissue between the anvil and staple cartridge. It may be operatively connected with a closure motor drive assembly 605, which may be configured. The closing motion may cause the end effector to transition from an open configuration to an approximated configuration to capture tissue, for example. The end effector can be transitioned to the open position by reversing the direction of motor 603 .

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、それぞれの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。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include, for example, one or more articulation motors 606a, 606b. The motors 606a, 606b can be operably coupled to respective articulation motor drive assemblies 608a, 608b that can be configured to transmit articulation motion generated by the motors 606a, 606b to the end effector. In certain examples, the articulation may, for example, articulate the end effector with respect to the shaft.

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せて、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。 As noted above, a surgical instrument or tool may include multiple motors that may be configured to perform various independent functions. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool are activated independently or separately to perform one or more functions while other motors remain deactivated. can be implemented. For example, articulation motors 606a, 606b can be activated to articulate the end effector while firing motor 602 remains stopped. Alternatively, firing motor 602 can be activated to fire multiple staples and/or advance the cutting edge while articulation motor 606 is deactivated. Additionally, closure motor 603 may be activated simultaneously with firing motor 602 to distally advance the closure tube and I-beam elements, as described in greater detail herein below.

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に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の一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちの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。 In certain examples, a surgical instrument or tool may include a common control module 610 that can be used with multiple motors of the surgical instrument or tool. In certain examples, a common control module 610 can serve one of multiple motors at a time. For example, a common control module 610 may be individually connectable and disconnectable to multiple motors of the robotic surgical instrument. In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool may share one or more common control modules, such as common control module 610 . In certain examples, multiple motors of a surgical instrument or tool can independently and selectively engage a common control module 610 . In certain examples, the common control module 610 selects from cooperating with one of the plurality of motors of the surgical instrument or tool to cooperating with the other of the plurality of motors of the surgical instrument or tool. can be switched.

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と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と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と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と電気的に連結してもよい。特定の例では、同時に、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と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。 In at least one example, common control module 610 selects between operable engagement with articulation motors 606a, 606b and operable engagement with either firing motor 602 or closing motor 603. can be switched. In at least one embodiment, as shown in FIG. 16, switch 614 can move or transition between multiple positions and/or states. For example, in a first position 616 the switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the firing motor 602, and in a second position 617 the switch 614 may close the common control module 610. In a third position 618a the switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the first articulation motor 606a and in a fourth position the switch 614 may be in electrical communication with the motor 603. At 618b, a switch 614 may electrically couple the common control module 610 with the second articulation motor 606b. In certain examples, a separate common control module 610 may be electrically coupled to firing motor 602, closing motor 603, and articulation motors 606a, 606b at the same time. In particular examples, switch 614 may be a mechanical switch, an electromechanical switch, a solid state switch, or any suitable switching mechanism.

モータ602、603、606a、606bのそれぞれは、モータのシャフト上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。エンドエフェクタ上の力は、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。 Each of the motors 602, 603, 606a, 606b may include a torque sensor for measuring the output torque on the shaft of the motor. The force on the end effector may be sensed in any conventional manner, such as by a force sensor outside the jaws or by a torque sensor on the motor that actuates the jaws.

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を備え得るモータ駆動器626を備えてもよい。モータ駆動器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。 In various examples, as shown in FIG. 16, common control module 610 may include motor driver 626, which may include one or more H-bridge FETs. Motor drivers 626 may modulate power transferred from power supply 628 to motors coupled to common control module 610 based on, for example, input from microcontroller 620 (“controller”). In a particular example, as described above, the current drawn by the motors can be determined using, for example, the microcontroller 620 while the motors are coupled to the common control module 610 .

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、それが実行されると、プロセッサ622に、本明細書に記載される複数の機能及び/又は計算を実施させることができる。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。 In particular examples, microcontroller 620 may include a microprocessor 622 (“processor”) and one or more non-transitory computer-readable media or memory units 624 (“memory”). In particular examples, memory 624 may store various program instructions that, when executed, may cause processor 622 to perform a number of functions and/or calculations described herein. can. In particular examples, one or more of memory units 624 may be coupled to processor 622, for example.

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、外科用器具600に電力を供給するため、ハンドルに解除可能に装着され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。 In particular examples, power supply 628 may be used to power microcontroller 620, for example. In certain examples, power source 628 may include a battery (or “battery pack” or “power pack”), such as a lithium-ion battery. In certain examples, the battery pack may be configured to be releasably attached to the handle to power surgical instrument 600 . Multiple battery cells connected in series may be used as power source 628 . In certain examples, power source 628 may be replaceable and/or rechargeable, for example.

様々な例では、プロセッサ622は、モータ駆動器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、モータ駆動器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、その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。 In various examples, processor 622 can control motor drivers 626 to control the position, direction of rotation, and/or speed of motors coupled to common control module 610 . In certain examples, processor 622 may signal motor drivers 626 to stop and/or disable motors coupled to common control module 610 . The term "processor," as used herein, means any suitable microprocessor, microcontroller, or computer central processing unit (CPU) function integrated into one integrated circuit or up to several integrated circuits. It should be understood to include other basic computing devices integrated above. A processor is a general-purpose programmable device that accepts digital data as input, processes that data according to instructions stored in its memory, and provides the results as output. This is an example of sequential digital logic since it has internal memory. Processors work with numbers and symbols represented in a binary number system.

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が、モジュール4410と共に使用するのに容易に代用されてもよい。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。 In one example, processor 622 may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In a particular example, microcontroller 620 may be, for example, the LM 4F230H5QR available from Texas Instruments. In at least one embodiment, Texas Instruments' LM4F230H5QR has 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory on-chip memory up to 40 MHz, performance up to 40 MHz, among other features readily available in product datasheets. 32 KB single-cycle SRAM, internal ROM with StellarisWare software, 2 KB EEPROM, one or more PWM modules, one or more QEI analog , ARM Cortex-M4F processor cores containing one or more 12-bit ADCs with 12 analog input channels. Other microcontrollers may be readily substituted for use with module 4410 . Accordingly, the present disclosure should not be limited in this context.

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。 In particular examples, memory 624 may include program instructions for controlling each of the motors of surgical instrument 600 coupleable to a common control module 610 . For example, memory 624 may contain program instructions for controlling firing motor 602, closing motor 603, and articulation motors 606a, 606b. Such program instructions may cause processor 622 to control the firing, closing, and articulating functions according to inputs from an algorithm or control program of the surgical instrument or tool.

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。 In particular examples, one or more mechanisms and/or sensors, such as sensor 630, may be used to alert processor 622 of program instructions to use in a particular setting. For example, sensor 630 can alert processor 622 to use program instructions related to end effector firing, closing, and articulation. In particular examples, sensor 630 may comprise a position sensor that may be used to sense the position of switch 614, for example. Thus, when processor 622 detects, for example, via sensor 630 that switch 614 is in first position 616, processor 622 can employ program instructions associated with firing the end effector's I-beam, causing the processor to When 622 detects, for example, via sensor 630 that switch 614 is in second position 617, it can employ program instructions associated with closing the anvil, and processor 622, for example, causes sensor 630 to Upon detecting that switch 614 is in third position 618a or fourth position 618b via a program instruction associated with end effector articulation can be used.

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の概略図である。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、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。 FIG. 17 is a schematic illustration of a robotic surgical instrument 700 configured to manipulate the surgical tools described herein, according to one aspect of the present disclosure. Robotic surgical instrument 700 uses either single or multiple articulation drive connections to perform distal/proximal translation of displacement members, distal/proximal displacement of obturator tubes, rotation of shafts, and articulation. It may be programmed or configured to control movement. In one aspect, surgical instrument 700 may be programmed or configured to individually control the firing member, closure member, shaft member, and/or one or more articulation members. Surgical instrument 700 includes a control circuit 710 configured to control a motorized firing member, closure member, shaft member, or one or more articulation members.

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。 In one aspect, the robotic surgical instrument 700, via a plurality of motors 704a-704e, rotates the anvil 716 and I-beam 714 (including the sharp cutting edge) portions of the end effector 702, the removable staple cartridge 718, the shaft 740. , as well as a control circuit 710 configured to control one or more articulation members 742a, 742b. Position sensor 734 may be configured to provide position feedback of I-beam 714 to control circuit 710 . Other sensors 738 may be configured to provide feedback to control circuit 710 . Timer/counter 731 provides timing and counting information to control circuit 710 . An energy source 712 may be provided to operate the motors 704 a - 704 e , and a current sensor 736 provides motor current feedback to the control circuit 710 . Motors 704a-704e can be individually operated by control circuit 710 in open-loop or closed-loop feedback control.

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によって決定された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の位置を決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。 In one aspect, the control circuit 710 comprises one or more microcontrollers, microprocessors, or processors or other suitable devices for executing instructions that cause one or more processors to perform one or more tasks. A processor may be provided. In one aspect, timer/counter 731 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to control circuit 710 to correlate the position of I-beam 714 determined by position sensor 734 with the output of timer/counter 731. , so that control circuit 710 determines the position of I-beam 714 at a particular time (t) relative to the starting position or time (t) when I-beam 714 is at a particular position relative to the starting position. can do. Timer/counter 731 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

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、本明細書に説明されるように、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、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710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。閉鎖制御プログラムは、アンビル716によって組織に加えられる閉鎖力を制御し得る。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。 In one aspect, control circuit 710 may be programmed to control the function of end effector 702 based on one or more tissue conditions. Control circuitry 710 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. Control circuit 710 may be programmed to select a firing control program or a closing control program based on tissue condition. A firing control program can describe the distal movement of the displacement member. Different firing control programs can be selected to better treat different tissue conditions. For example, if thicker tissue is present, control circuitry 710 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. If thinner tissue is present, the control circuit 710 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with a higher power. A closure control program may control the closure force applied to tissue by anvil 716 . Other control programs control the rotation of shaft 740 and articulation members 742a, 742b.

一態様では、制御回路710は、モータ設定点信号を生成することができる。モータ設定点信号は、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。 In one aspect, the control circuit 710 can generate a motor setpoint signal. Motor setpoint signals may be provided to various motor controllers 708a-708e. The motor controllers 708a-708e comprise one or more circuits configured to provide motor drive signals to the motors 704a-704e to drive the motors 704a-704e, as described herein. may In some embodiments, motors 704a-704e may be brushed DC electric motors. For example, the speed of motors 704a-704e may be proportional to their respective motor drive signals. In some embodiments, motors 704a-704e may be brushless DC electric motors, with respective motor drive signals provided to one or more stator windings of motors 704a-704e using PWM may include a signal. Also, in some embodiments, the motor controllers 708a-708e may be omitted and the control circuit 710 may directly generate the motor drive signals.

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。 In one aspect, the control circuit 710 may initially operate each of the motors 704a-704e in an open loop configuration for a first open loop portion of the stroke of the displacement member. Based on the response of robotic surgical instrument 700 during the open-loop portion of the stroke, control circuit 710 may select a closed-loop configuration firing control program. The response of the instrument includes the translational distance of the displacement member during the open loop portion, the time elapsed during the open loop portion, the energy provided to one of the motors 704a-704e during the open loop portion, the motor For example, the total pulse width of the drive signal may be mentioned. After the open loop portion, control circuit 710 may implement the selected firing control program for the second portion of the displacement member stroke. For example, during the closed-loop portion of the stroke, control circuit 710 modulates one of motors 704a-704e in a closed-loop manner based on translational data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant velocity. You may let

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、それぞれの伝達機構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742a、及び関節運動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。伝達機構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は、I-ビーム714の位置を感知し得る。位置センサ734は、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種類のセンサであってもよく、又はそれを含んでもよい。いくつかの例では、位置センサ734は、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は、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。他の種類の位置センサは、I-ビーム714の運動を示す他の信号を提供することができる。また、一部の実施例では、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プモータである場合、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の位置を追跡することができる。位置センサ734は、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することができる。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。 In one aspect, the motors 704a-704e may receive power from the energy source 712. Energy source 712 may be a DC power source powered by mains AC power, batteries, supercapacitors, or any other suitable energy source. Motors 704a-704e are mechanically coupled to respective movable mechanical elements such as I-beam 714, anvil 716, shaft 740, articulation 742a, and articulation 742b via respective transmission mechanisms 706a-706e. may The transmission mechanisms 706a-706e may include one or more gears or other coupling components for coupling the motors 704a-704e to the movable mechanical elements. Position sensor 734 may sense the position of I-beam 714 . Position sensor 734 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 714 . In some examples, position sensor 734 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 710 as I-beam 714 translates distally and proximally. Control circuit 710 may track the pulses to determine the position of I-beam 714 . Other suitable position sensors may be used including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors can provide other signals indicative of I-beam 714 movement. Also, in some implementations, the position sensor 734 may be omitted. If any of motors 704a-704e are stepper motors, control circuit 710 tracks the position of I-beam 714 by summing the number and direction of steps that motor 704 is instructed to perform. can be done. The position sensor 734 can be located within the end effector 702 or any other portion of the instrument. Each output of the motors 704a-704e includes a torque sensor 744a-744e for sensing force and has an encoder for sensing rotation of the drive shaft.

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にモータ設定点を提供し、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に連結された伝達機構706aに連結される。伝達機構706aは、エンドエフェクタ702の長手方向軸線に沿って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。 In one aspect, control circuitry 710 is configured to drive a firing member, such as the I-beam 714 portion of end effector 702 . Control circuit 710 provides motor setpoints to motor control 708a, and motor control 708a provides drive signals to motor 704a. The output shaft of motor 704a is coupled to torque sensor 744a. Torque sensor 744 a is coupled to transmission mechanism 706 a which is coupled to I-beam 714 . Transmission mechanism 706a includes moveable mechanical elements, such as rotating and firing members, for controlling movement of I-beam 714 distally and proximally along the longitudinal axis of end effector 702. FIG. In one aspect, motor 704a may be coupled to a knife gear assembly that includes a knife gear reduction set that includes a first knife drive gear and a second knife drive gear. Torque sensor 744 a provides a firing force feedback signal to control circuit 710 . The firing force signal represents the force required to fire or displace I-beam 714 . Position sensor 734 may be configured to provide the position of I-beam 714 or the position of the firing member along the firing stroke as a feedback signal to control circuit 710 . End effector 702 may include additional sensors 738 configured to provide feedback signals to control circuitry 710 . When ready for use, control circuit 710 can provide a fire signal to motor control 708a. In response to the firing signal, motor 704a drives the firing member distally along the longitudinal axis of end effector 702 from a proximal stroke start position to a stroke end position distal to the stroke start position. be able to. As the firing member translates distally, I-beam 714 , which has a cutting element positioned at its distal end, advances distally to cut tissue located between staple cartridge 718 and anvil 716 .

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部分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にモータ設定点を提供する。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に連結された伝達機構706bに連結される。伝達機構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備える。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に適用される閉鎖力を表す。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の反対側に位置決めされる。使用準備が整うと、制御回路710は、モータ制御部708bに閉鎖信号を提供することができる。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との間で組織を把持する。 In one aspect, control circuit 710 is configured to drive a closure member, such as anvil 716 portion of end effector 702 . Control circuit 710 provides motor set points to motor control 708b, which provides drive signals to motor 704b. The output shaft of motor 704b is coupled to torque sensor 744b. Torque sensor 744 b is coupled to transmission mechanism 706 b that is coupled to anvil 716 . Transmission mechanism 706b includes moveable mechanical elements such as rotating elements and closing members for controlling movement of anvil 716 from open and closed positions. In one aspect, the motor 704b is coupled to a closure gear assembly that includes a closure reduction gear set supported in meshing engagement with a closure spur gear. Torque sensor 744 b provides a closing force feedback signal to control circuit 710 . The closing force feedback signal represents the closing force applied to anvil 716 . Position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to control circuit 710 . An additional sensor 738 in end effector 702 can provide a closure force feedback signal to control circuit 710 . A pivotable anvil 716 is positioned opposite staple cartridge 718 . When ready for use, control circuit 710 can provide a close signal to motor control 708b. In response to the closure signal, motor 704 b advances closure member to grasp tissue between anvil 716 and staple cartridge 718 .

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にモータ設定点を提供する。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に連結された伝達機構706cに連結される。伝達機構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含む。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機構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。 In one aspect, control circuit 710 is configured to rotate a shaft member, such as shaft 740 , to rotate end effector 702 . Control circuit 710 provides motor setpoints to motor control 708c, which provides drive signals to motor 704c. The output shaft of motor 704c is coupled to torque sensor 744c. Torque sensor 744 c is coupled to transmission mechanism 706 c which is coupled to shaft 740 . Transmission mechanism 706c includes moveable mechanical elements, such as rotating elements, to control clockwise or counterclockwise rotation of shaft 740 through 360 degrees and beyond. In one aspect, the motor 704c was formed on (or attached to) the proximal end of the proximal closure tube to be operably engaged by a rotating gear assembly operably supported on the tool mounting plate. attached) to a rotary transmission assembly including a tubular gear segment. Torque sensor 744 c provides a rotational force feedback signal to control circuit 710 . The rotational force feedback signal is representative of the rotational force applied to shaft 740 . Position sensor 734 may be configured to provide the position of the closure member as a feedback signal to control circuit 710 . Additional sensors 738 , such as shaft encoders, may provide the rotational position of shaft 740 to control circuit 710 .

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にモータ設定点を提供する。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に連結された伝達機構706dに連結される。伝達機構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含む。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。 In one aspect, control circuit 710 is configured to articulate end effector 702 . Control circuit 710 provides motor setpoints to motor control 708d, which provides drive signals to motor 704d. The output shaft of motor 704d is coupled to torque sensor 744d. Torque sensor 744d is coupled to transmission mechanism 706d which is coupled to articulation member 742a. Transmission mechanism 706d includes moveable mechanical elements, such as articulation elements for controlling ±65° articulation of end effector 702 . In one aspect, the motor 704d is coupled to an articulation nut that is rotatably journalled on the proximal end portion of the distal spine portion and articulated on the proximal end portion of the distal spine portion. It is rotatably driven by a motion gear assembly. Torque sensor 744 d provides an articulation force feedback signal to control circuit 710 . The articulation force feedback signal represents the articulation force applied to the end effector 702 . A sensor 738 , such as an articulation encoder, may provide the articulation position of end effector 702 to control circuit 710 .

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。 In another aspect, the articulation features of the robotic surgical system 700 may include two articulation members, or connections 742a, 742b. These articulation members 742a, 742b are driven by separate discs on a robot interface (rack) driven by two motors 708d, 708e. When separate firing motors 704a are provided, to provide resistive holding motion and load to the head when the head is not moving, and to provide articulation when the head is articulating: Each of the articulation links 742a, 742b can be driven antagonistically with respect to the other link. Articulation members 742a, 742b are attached to the head at a fixed radius as the head rotates. Therefore, as the head rotates, the mechanical efficiency of the push-pull connection changes. This change in mechanical efficiency may be more pronounced in other articulating joint drive systems.

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。 In one aspect, one or more of the motors 704a-704e may comprise brushed DC motors with gearboxes and mechanical connections to the firing, closing, or articulating members. Another example includes electric motors 704a-704e that operate movable mechanical elements such as displacement members, articulation connections, closed tubes, and shafts. External influences are unmeasured and unpredictable influences such as friction on tissues, surroundings, and physical systems. Such an external influence is sometimes referred to as a drag acting against one of the electric motors 704a-704e. External influences, such as disturbances, can cause the behavior of a physical system to deviate from the desired behavior of the physical system.

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とインターフェース接続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。 In one aspect, position sensor 734 may be implemented as an absolute positioning system. In one aspect, the position sensor 734 may comprise a gyromagnetic absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single-chip gyromagnetic position sensor available from Austria Microsystems, AG. A position sensor 734 may interface with control circuitry 710 to provide an absolute positioning system. The position is located above the magnet and provided to implement simple and efficient algorithms for computing hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit-shifting, and table lookup operations. It may include multiple Hall effect elements coupled to the CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and the Boulder algorithm.

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、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備えてもよい。センサ738は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。センサ738は、分割された電極を使用して組織の位置を決定するために、ステープルカートリッジ718のデッキ上に配置されてもよい。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。 In one aspect, control circuitry 710 may communicate with one or more sensors 738 . Sensors 738 are positioned on end effector 702 and adapted to operate with robotic surgical instrument 700 to measure various derived parameters such as gap distance vs. time, tissue compression vs. time, and anvil strain vs. time. may Sensors 738 may be magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, load cells, pressure sensors, force sensors, torque sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or one of end effector 702. or any other suitable sensor for measuring two or more parameters. Sensor 738 may include one or more sensors. A sensor 738 may be positioned on the deck of the staple cartridge 718 to determine tissue location using segmented electrodes. Torque sensors 744a-744e may be configured to sense forces such as firing forces, closing forces, and/or articulation forces, among others. Thus, the control circuit 710 determines (1) the closure load experienced by the distal obturator tube and its position, (2) the firing member in the rack and its position, and (3) which portion of the staple cartridge 718 has tissue thereon. and (4) can sense load and position on both articulation rods.

一態様では、1つ又は2つ以上のセンサ738は、把持状態の間のアンビル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。 In one aspect, the one or more sensors 738 may comprise strain gauges, such as micro strain gauges, configured to measure the amount of strain in the anvil 716 during gripping conditions. A strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the amount of strain. Sensor 738 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure created by the presence of compressed tissue between anvil 716 and staple cartridge 718 . Sensor 738 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 716 and staple cartridge 718, which may indicate the thickness and/or fullness of tissue located therebetween. indicates

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。 In one aspect, sensor 738 is implemented as one or more limit switches, electromechanical devices, solid state switches, Hall effect devices, magnetoresistive (MR) devices, giant magnetoresistive (GMR) devices, magnetometers, among others. may be In other implementations, sensor 738 may be implemented as a solid-state switch that operates under the influence of light, such as an optical sensor, an IR sensor, an ultraviolet sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid state device such as a transistor (eg, FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, sensors 738 may include conductor-free switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.

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得る。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ738は、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してもよい。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配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル716に適用さ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、クランプアーム716に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 In one aspect, sensor 738 may be configured to measure the force exerted on anvil 716 by the closing drive system. For example, one or more sensors 738 may be located at the point of interaction between the closure tube and the anvil 716 to detect the closure force exerted by the closure tube on the anvil 716 . The force exerted on anvil 716 may be representative of the tissue compression experienced by tissue portions captured between anvil 716 and staple cartridge 718 . One or more sensors 738 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closing force applied to anvil 716 by the closure drive system. One or more sensors 738 may be sampled in real-time during clamping operations by the processor of control circuit 710 . The control circuit 710 receives real-time sample measurements to provide and analyze time-based information to assess the closing force applied to the clamp arm 716 in real-time.

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公開第15/636,829号に開示されている。 In one aspect, a current sensor 736 can be used to measure the current drawn by each of the motors 704a-704e. The force required to advance any of the movable mechanical elements, such as I-beam 714, corresponds to the current drawn by one of motors 704a-704e. The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 710 . The control circuit 710 may be configured to simulate the actual system response of the instrument in the controller software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 714 within the end effector 702 at or near a target velocity. The robotic surgical instrument 700 can include a feedback controller, for example, any feedback controller including, but not limited to, PID, state feedback, linear-quadratic (LQR), and/or adaptive controllers. may be one of Robotic surgical instrument 700 can include a power supply for converting signals from the feedback controller into physical inputs such as, for example, case voltage, PWM voltage, frequency modulated voltage, current, torque, and/or force. . Further details are found in U.S. Patent Application Publication No. 15/636,829, entitled "CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT," filed June 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. disclosed.

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る。外科用器具750は、アンビル766、I-ビーム764(鋭い切断縁部を含む)、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。 FIG. 18 shows a block diagram of a surgical instrument 750 programmed to control distal translation of a displacement member, according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, surgical instrument 750 is programmed to control distal translation of a displacement member such as I-beam 764 . Surgical instrument 750 includes an anvil 766 , an I-beam 764 (including sharp cutting edges), and an end effector 752 that may include a removable staple cartridge 768 .

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、センサ機構、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を使用す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、本明細書に記載される位置センサ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、記載される方法で変位部材、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、その結果、制御回路760は、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。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。 The position, movement, displacement and/or translation of a linear displacement member such as I-beam 764 can be measured by absolute positioning system, sensor mechanism and position sensor 784 . Since I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 is determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. can do. Accordingly, in the discussion below, position, displacement, and/or translation of I-beam 764 may be accomplished by position sensor 784 as described herein. Control circuitry 760 may be programmed to control translation of a displacement member such as I-beam 764 . In some embodiments, control circuitry 760 instructs one or more microcontrollers, microprocessors, or processors or processors to control the displacement member, eg, I-beam 764, in the manner described. may comprise other suitable processors for executing In one aspect, timer/counter 781 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to control circuit 760 to correlate the position of I-beam 764 as determined by position sensor 784 with the output of timer/counter 781. so that control circuit 760 can determine the position of I-beam 764 at a particular time (t) relative to the starting position. Timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定点信号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。 Control circuit 760 may generate motor setpoint signal 772 . A motor setpoint signal 772 may be provided to the motor controller 758 . Motor controller 758 may comprise one or more circuits configured to provide motor drive signal 774 to motor 754 to drive motor 754 as described herein. In some embodiments, motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of motor 754 may be proportional to motor drive signal 774 . In some examples, motor 754 may be a brushless DC electric motor, and motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of motor 754 . Also, in some embodiments, motor controller 758 may be omitted and control circuit 760 may generate motor drive signal 774 directly.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。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、伝達機構756を介してI-ビーム764に機械的に連結され得る。伝達機構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の位置を感知し得る。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種類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。他の種類の位置センサは、I-ビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。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がステップモータである場合、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の位置を追跡することができる。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することができる。 Motor 754 may receive power from energy source 762 . Energy source 762 may be or include a battery, supercapacitor, or any other suitable energy source. Motor 754 may be mechanically coupled to I-beam 764 via transmission mechanism 756 . Transmission mechanism 756 may include one or more gears or other coupling components for coupling motor 754 to I-beam 764 . A position sensor 784 may sense the position of the I-beam 764 . Position sensor 784 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 764 . In some examples, position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 760 as I-beam 764 translates distally and proximally. Control circuit 760 may track the pulses to determine the position of I-beam 764 . Other suitable position sensors may be used including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors can provide other signals indicative of I-beam 764 movement. Also, in some implementations, the position sensor 784 may be omitted. If motor 754 is a stepper motor, control circuit 760 can track the position of I-beam 764 by summing the number and direction of steps motor 754 is instructed to perform. The position sensor 784 can be located within the end effector 752 or any other portion of the instrument.

制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ752上に位置付けられ、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得る。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備え得る。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。 Control circuitry 760 may communicate with one or more sensors 788 . A sensor 788 may be positioned on the end effector 752 and adapted to work with the surgical instrument 750 to measure various derived parameters such as gap distance vs. time, tissue compression vs. time, and anvil strain vs. time. . Sensor 788 may include one or more of magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or end effector 752 . Any other suitable sensor for measuring parameters may be provided. Sensor 788 may include one or more sensors.

1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態の間のアンビル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。 The one or more sensors 788 may comprise strain gauges, such as micro strain gauges, configured to measure the amount of strain in the anvil 766 during clamping conditions. A strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the amount of strain. Sensor 788 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure created by the presence of compressed tissue between anvil 766 and staple cartridge 768 . Sensor 788 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 766 and staple cartridge 768, which may indicate the thickness and/or fullness of tissue located therebetween. indicates

センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766上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してもよい。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配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル766に適用さ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に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 Sensor 788 may be configured to measure the force exerted on anvil 766 by the closing drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at the point of interaction between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force exerted by the closure tube on the anvil 766 . The force exerted against anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between anvil 766 and staple cartridge 768 . One or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closing force applied to anvil 766 by the closure drive system. One or more sensors 788 may be sampled in real-time during clamping operations by the processor of control circuit 760 . The control circuit 760 receives real-time sample measurements to provide and analyze time-based information to evaluate the closing force applied to the anvil 766 in real-time.

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。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by the motor 754 . The force required to advance I-beam 764 corresponds to the current drawn by motor 754 . The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 760 .

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。 The control circuit 760 may be configured to simulate the actual system response of the instrument in the controller software. The displacement member can be actuated to move the I-beam 764 within the end effector 752 at or near a target velocity. Surgical instrument 750 can include a feedback controller, for example, one of any feedback controller including, but not limited to, PID, state feedback, LQR, and/or adaptive controllers. There may be. Surgical instrument 750 can include a power supply to convert signals from feedback controllers into physical inputs such as, for example, case voltage, PWM voltage, frequency modulated voltage, current, torque, and/or force.

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、交換式シャフト組立体の、例えば変位部材及び関節運動ドライバを操作する電気モータ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。 The actual drive system of surgical instrument 750 drives displacement member, cutting member, or I-beam 764 by means of a gearbox and a brushed DC motor with mechanical connections to the articulation and/or knife system. is configured as Another example is an electric motor 754 that operates, eg, a displacement member and an articulation driver of an interchangeable shaft assembly. External influences are unmeasured and unpredictable influences such as friction on tissues, surroundings, and physical systems. Such external influences are sometimes referred to as disturbances acting against electric motor 754 . External influences, such as disturbances, can cause the behavior of a physical system to deviate from the desired behavior of the physical system.

様々な例示的態様は、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を対象とする。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の反対側に配置さ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、本明細書に記載されるように、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することができる。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に配置さ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することができる。 Various exemplary aspects are directed to a surgical instrument 750 comprising an end effector 752 having motorized surgical stapling and cutting means. For example, motor 754 may drive the displacement member distally and proximally along the longitudinal axis of end effector 752 . The end effector 752 may comprise a pivotable anvil 766 and a staple cartridge 768 positioned opposite the anvil 766 when configured for use. A clinician may grasp tissue between anvil 766 and staple cartridge 768 as described herein. When instrument 750 is ready for use, the clinician may provide a firing signal, for example, by pressing the trigger of instrument 750 . In response to the firing signal, motor 754 drives the displacement member distally along the longitudinal axis of end effector 752 from a proximal stroke start position to a stroke end position distal to the stroke start position. be able to. As the displacement member is translated distally, an I-beam 764 having a cutting element disposed at its distal end can cut tissue between staple cartridge 768 and anvil 766 .

様々な実施例で、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、本明細書に説明されるように、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。 In various embodiments, surgical instrument 750 has control circuitry 760 programmed to control distal translation of a displacement member, eg, I-beam 764, based on one or more tissue conditions. may be provided. Control circuitry 760 may be programmed to sense tissue conditions, such as thickness, either directly or indirectly, as described herein. Control circuit 760 may be programmed to select a firing control program based on tissue condition. A firing control program can describe the distal movement of the displacement member. Different firing control programs can be selected to better treat different tissue conditions. For example, if thicker tissue is present, control circuitry 760 may be programmed to translate the displacement member at a slower speed and/or with less power. If thinner tissue is present, the control circuit 760 may be programmed to translate the displacement member at a higher speed and/or with a higher power.

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の開ループ部分に対する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公開第15/720,852号に開示されている。 In some embodiments, control circuit 760 may initially operate motor 754 in an open loop configuration for a first open loop portion of the stroke of the displacement member. Based on the response of instrument 750 during the open-loop portion of the stroke, control circuit 760 may select a firing control program. The response of the instrument includes the translational distance of the displacement member during the open loop portion, the time elapsed during the open loop portion, the energy provided to the motor 754 during the open loop portion, and the total pulse width of the motor drive signal. etc. can be mentioned. After the open loop portion, control circuit 760 may implement the selected firing control program for the second portion of the displacement member stroke. For example, during the closed-loop portion of the stroke, control circuit 760 may closed-loop modulate motor 754 based on translation data describing the position of the displacement member to translate the displacement member at a constant velocity. Further details can be found in U.S. Patent Application Publication No. 15/720,852, entitled "SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT," filed September 29, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. disclosed in No.

図19は、本開示の一態様に従った、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る。外科用器具790は、アンビル766と、I-ビーム764と、RFカートリッジ796(破線で示す)と交換することができる着脱可能なステープルカートリッジ768と、を備え得るエンドエフェクタ792を備える。 FIG. 19 is a schematic illustration of a surgical instrument 790 configured to control various functions according to one aspect of the present disclosure. In one aspect, surgical instrument 790 is programmed to control distal translation of a displacement member such as I-beam 764 . Surgical instrument 790 includes an end effector 792 that can include an anvil 766, an I-beam 764, and a removable staple cartridge 768 that can be replaced with an RF cartridge 796 (shown in dashed lines).

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。 In one aspect, sensor 788 may be implemented as a limit switch, electromechanical device, solid state switch, Hall effect device, MR device, GMR device, magnetometer, among others. In other implementations, sensor 638 may be a solid-state switch that operates under the influence of light, such as a light sensor, IR sensor, UV sensor, among others. Additionally, the switch may be a solid state device such as a transistor (eg, FET, junction FET, MOSFET, bipolar, etc.). In other implementations, sensors 788 may include conductorless switches, ultrasonic switches, accelerometers, and inertial sensors, among others.

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とインターフェース接続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。 In one aspect, the position sensor 784 may be implemented as an absolute positioning system comprising a gyromagnetic absolute positioning system implemented as an AS5055EQFT single-chip gyromagnetic position sensor available from Austria Microsystems, AG. A position sensor 784 may interface with control circuitry 760 to provide an absolute positioning system. The position is located above the magnet and provided to implement simple and efficient algorithms for computing hyperbolic and trigonometric functions, requiring only addition, subtraction, bit-shifting, and table lookup operations. It may include multiple Hall effect elements coupled to the CORDIC processor, also known as the digit-by-digit method and the Boulder algorithm.

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得る。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、その全体が本明細書に参照により組み込まれる、「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、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願公開第15/628,175号に記載されている。 In one aspect, the I-beam 764 may be implemented as a knife member comprising a knife body operably supporting a tissue cutting blade thereon, with an anvil engaging tab or feature and a passageway engaging feature or foot. may further include In one aspect, staple cartridge 768 may be implemented as a standard (mechanical) surgical fastener cartridge. In one aspect, RF cartridge 796 may be implemented as an RF cartridge. These and other sensor configurations are described in the present application entitled "TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT," filed June 20, 2017, which is hereby incorporated by reference in its entirety. See commonly assigned US Patent Application Publication No. 15/628,175.

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、測定可能である。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を使用す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、本明細書に記載される位置センサ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、記載される方法で変位部材、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、その結果、制御回路760は、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。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。 The position, movement, displacement, and/or translation of a linear displacement member such as I-beam 764 can be measured by an absolute positioning system, sensor configuration, and position sensor represented as position sensor 784 . Since I-beam 764 is coupled to a longitudinally movable drive member, the position of I-beam 764 is determined by measuring the position of the longitudinally movable drive member using position sensor 784. can do. Accordingly, in the discussion below, position, displacement, and/or translation of I-beam 764 may be accomplished by position sensor 784 as described herein. Control circuitry 760 may be programmed to control translation of a displacement member such as I-beam 764 . In some embodiments, control circuitry 760 instructs one or more microcontrollers, microprocessors, or processors or processors to control the displacement member, eg, I-beam 764, in the manner described. may comprise other suitable processors for executing In one aspect, timer/counter 781 provides an output signal, such as elapsed time or a digital count, to control circuit 760 to correlate the position of I-beam 764 as determined by position sensor 784 with the output of timer/counter 781. so that control circuit 760 can determine the position of I-beam 764 at a particular time (t) relative to the starting position. Timer/counter 781 may be configured to measure elapsed time, count external events, or time external events.

制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定点信号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。 Control circuit 760 may generate motor setpoint signal 772 . A motor setpoint signal 772 may be provided to the motor controller 758 . Motor controller 758 may comprise one or more circuits configured to provide motor drive signals 774 to motor 754 to drive motor 754 as described herein. In some examples, motor 754 may be a brushed DC electric motor. For example, the speed of motor 754 may be proportional to motor drive signal 774 . In some examples, motor 754 may be a brushless DC electric motor and motor drive signal 774 may include a PWM signal provided to one or more stator windings of motor 754 . Also, in some embodiments, motor controller 758 may be omitted and control circuit 760 may generate motor drive signal 774 directly.

モータ754は、エネルギー源762から電力を受信することができる。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、伝達機構756を介してI-ビーム764に機械的に連結され得る。伝達機構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の位置を感知し得る。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種類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。他の種類の位置センサは、I-ビーム764の運動を示す他の信号を提供することができる。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がステップモータである場合、制御回路760は、その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の位置を追跡することができる。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することができる。 Motor 754 may receive power from energy source 762 . Energy source 762 may be or include a battery, supercapacitor, or any other suitable energy source. Motor 754 may be mechanically coupled to I-beam 764 via transmission mechanism 756 . Transmission mechanism 756 may include one or more gears or other coupling components for coupling motor 754 to I-beam 764 . A position sensor 784 may sense the position of the I-beam 764 . Position sensor 784 may be or include any type of sensor capable of generating position data indicative of the position of I-beam 764 . In some examples, position sensor 784 may include an encoder configured to provide a series of pulses to control circuit 760 as I-beam 764 translates distally and proximally. Control circuit 760 may track the pulses to determine the position of I-beam 764 . Other suitable position sensors may be used including, for example, proximity sensors. Other types of position sensors can provide other signals indicative of I-beam 764 movement. Also, in some implementations, the position sensor 784 may be omitted. If the motor 754 is a stepper motor, the control circuit 760 can track the position of the I-beam 764 by summing the number and direction of steps the motor is instructed to perform. The position sensor 784 can be located within the end effector 792 or any other part of the instrument.

制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信することができる。センサ788は、エンドエフェクタ792上に位置付けられ、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得る。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備え得る。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含み得る。 Control circuitry 760 may communicate with one or more sensors 788 . A sensor 788 may be positioned on the end effector 792 and adapted to work with the surgical instrument 790 to measure various derived parameters such as gap distance vs. time, tissue compression vs. time, and anvil strain vs. time. . Sensors 788 may include one or more of magnetic sensors, magnetic field sensors, strain gauges, pressure sensors, force sensors, inductive sensors such as eddy current sensors, resistive sensors, capacitive sensors, optical sensors, and/or end effectors 792 . Any other suitable sensor for measuring parameters may be provided. Sensor 788 may include one or more sensors.

1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ留め状態の間のアンビル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。 The one or more sensors 788 may comprise strain gauges, such as micro strain gauges, configured to measure the amount of strain in the anvil 766 during clamping conditions. A strain gauge provides an electrical signal whose amplitude varies with the amount of strain. Sensor 788 may comprise a pressure sensor configured to detect pressure created by the presence of compressed tissue between anvil 766 and staple cartridge 768 . Sensor 788 may be configured to detect the impedance of a portion of tissue located between anvil 766 and staple cartridge 768, which may indicate the thickness and/or fullness of tissue located therebetween. indicate.

センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766上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してもよい。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配置して、閉鎖駆動システムによりアンビル766に適用さ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のプロセッサ部分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に適用される閉鎖力をリアルタイムで評価する。 Sensor 788 may be configured to measure the force exerted on anvil 766 by the closing drive system. For example, one or more sensors 788 may be located at the point of interaction between the closure tube and the anvil 766 to detect the closure force exerted by the closure tube on the anvil 766 . The force exerted against anvil 766 may be representative of tissue compression experienced by tissue portions captured between anvil 766 and staple cartridge 768 . One or more sensors 788 may be positioned at various interaction points along the closure drive system to detect the closing force applied to anvil 766 by the closure drive system. One or more sensors 788 may be sampled in real-time during clamping operations by the processor portion of control circuit 760 . The control circuit 760 receives real-time sample measurements to provide and analyze time-based information to evaluate the closing force applied to the anvil 766 in real-time.

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。 A current sensor 786 can be used to measure the current drawn by the motor 754 . The force required to advance I-beam 764 corresponds to the current drawn by motor 754 . The force is converted to a digital signal and provided to control circuit 760 .

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。 RF energy source 794 is coupled to end effector 792 and applied to RF cartridge 796 when RF cartridge 796 is loaded into end effector 792 in place of staple cartridge 768 . Control circuitry 760 controls the delivery of RF energy to RF cartridge 796 .

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公開第15/636,096号に開示されている。 Further details can be found in U.S. Patent Application Publication No. 2017, entitled "SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE, AND METHOD OF USING SAME," filed June 28, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. 15/636,096.

図20は、他の利点の中でも、インダクタレスの同調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、その開示は、その全体が参考として本明細書に組み込まれている。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を含んでもよい。電力変圧器806の二次巻線808は、絶縁段階802内に収容され、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を画定するためのタップ構成(例えば、センタータップ又は非センタータップ構成)を備え得る。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のセンタータップに対応する駆動信号出力部810bにより、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。 FIG. 20 is a simplified block diagram of a generator 800 configured to provide, among other advantages, inductorless tuning. Additional details of generator 800 are described in U.S. Pat. Incorporated herein by reference. Generator 800 may include patient isolation stage 802 in communication with non-isolation stage 804 via power transformer 806 . A secondary winding 808 of the power transformer 806 is housed within the isolation stage 802 and is used for multiple applications including, for example, ultrasonic surgical instruments, RF electrosurgical instruments, and ultrasonic and RF energy modes that can be delivered singly or simultaneously. Tap configurations (e.g., center-tapped or non-center-tapped configurations) may be provided to define drive signal outputs 810a, 810b, 810c for delivering drive signals to various surgical instruments, such as functional surgical instruments. . Specifically, drive signal outputs 810a, 810c may output an ultrasonic drive signal (eg, a 420V root mean square [RMS] drive signal) to an ultrasonic surgical instrument, and drive signal output 810b may , 810 c may output an electrosurgical drive signal (eg, a 100 V RMS drive signal) to the RF electrosurgical instrument with drive signal output 810 b corresponding to the center tap of power transformer 806 .

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提供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ーして、発生器へとフィードバックを提供することに使用され得る、と理解されよう。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。 In certain forms, ultrasonic and electrosurgical drive signals are provided to separate surgical instruments, and/or multi-function surgical instruments, etc. that have the ability to deliver both ultrasonic and electrosurgical energy to tissue. may be delivered simultaneously to a single surgical instrument. Electrosurgical signals provided to either dedicated electrosurgical instruments and/or combined multifunction ultrasound/electrosurgical instruments are either therapeutic or sub-therapeutic level signals and It will be appreciated that subquantitative signals can be used, for example, to monitor tissue or instrument conditions and provide feedback to the generator. For example, ultrasound and RF signals can be delivered separately or simultaneously from a generator having a single output port to provide the desired output signal to the surgical instrument, as discussed in more detail below. . Thus, the generator can combine ultrasonic energy and electrosurgical RF energy to deliver combined energy to a multi-function ultrasonic/electrosurgical instrument. Bipolar electrodes can be placed on one or both jaws of the end effector. One jaw may be driven by ultrasonic energy in addition to electrosurgical RF energy, acting simultaneously. Electrosurgical RF energy may be used for vessel sealing, while ultrasonic energy may be used to dissect tissue.

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を含むことができる。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、対応するアナログ信号を電力増幅器812の入力に続いて供給するデジタル-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を更に含んでもよい。特定の形態では、論理デバイス816は、数ある論理回路の中で、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)を含んでもよい。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、駆動信号入力部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、波形形状、波形振幅)のうちのいずれかを、制御することができる。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ベースの及び/又はその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することができる。 Non-isolated stage 804 may include a power amplifier 812 having an output connected to a primary winding 814 of power transformer 806 . In certain forms, power amplifier 812 may include a push-pull amplifier. For example, the non-isolation stage 804 may further include a logic device 816 for providing a digital output to a digital-to-analog converter (DAC) circuit 818 that subsequently provides a corresponding analog signal to the input of power amplifier 812 . . In particular forms, logic device 816 may include, for example, a programmable gate array (PGA), an FPGA, a programmable logic device (PLD), among other logic circuits. Therefore, the logic device 816 controls many parameters (e.g., frequency, waveform shape, waveform amplitude) can be controlled. In particular forms, and as described below, logic device 816, in conjunction with a processor (eg, a DSP as described below), implements a number of DSP-based and/or other control algorithms to control generator 800. can control the parameters of the drive signal output by .

電力は、スイッチモードレギュレータ820、例えば電力変換装置によって、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含んでもよい。非絶縁段階804は、第1のプロセッサ822を更に含んでもよく、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プロセッサを含んでもよいが、様々な形態において、任意の好適なプロセッサが使用されてもよい。特定の形態では、DSPプロセッサ822は、電力増幅器812からDSPプロセッサ822がADC回路824を介して受信する、電圧フィードバックデータに応答するスイッチ-モードレギュレータ820の動作を制御し得る。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得る。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-モード調節器820(例えば、PWM出力を介して)を制御し得る。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。 Power may be supplied to the power rail of power amplifier 812 by a switch mode regulator 820, eg, a power converter. In certain forms, switch mode regulator 820 may include, for example, an adjustable buck regulator. The non-isolated stage 804 may further include a first processor 822, which in one form may be, for example, an Analog Devices ADSP-21469 SHARC DSP available from Analog Devices (Norwood, MA). A DSP processor may be included, although in various aspects any suitable processor may be used. In particular forms, DSP processor 822 may control operation of switch-mode regulator 820 in response to voltage feedback data that DSP processor 822 receives via ADC circuitry 824 from power amplifier 812 . In one form, for example, DSP processor 822 may receive as an input via ADC circuitry 824 a waveform envelope of a signal (eg, an RF signal) amplified by power amplifier 812 . DSP processor 822 may then control switch-mode regulator 820 (eg, via PWM output) such that the rail voltage supplied to power amplifier 812 tracks the waveform envelope of the amplified signal. . By dynamically modulating the rail voltage of power amplifier 812 based on the waveform envelope, the efficiency of power amplifier 812 can be significantly improved over fixed rail voltage amplifier schemes.

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形状、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内に埋め込まれてもよい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によって出力される駆動信号の波形形状は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源(例えば、電力変圧器806、電力増幅器812)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によって実行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ることができ、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に保存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形状との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプルごとに決定される。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形状を表すのではなく、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形状を最終的に生成するために必要な形状波形を表す。 In particular forms, logic device 816 implements a digital synthesis circuit, such as a direct digital synthesizer control scheme, in conjunction with DSP processor 822 to control the waveform shape, frequency and/or amplitude of the drive signal output by generator 800. You may In one form, for example, logic device 816 implements DDS control by calling waveform samples stored in a dynamically updated lookup table (LUT), such as a RAM LUT that may be embedded within an FPGA. Algorithms may be implemented. This control algorithm is particularly useful in ultrasonic applications where an ultrasonic transducer, such as an ultrasonic transducer, can be driven by a distinct sinusoidal current at its resonant frequency. Since other frequencies can excite parasitic resonances, minimizing or reducing the total distortion of the operating branch currents can correspondingly minimize or reduce undesirable resonance effects. Since the waveform shape of the drive signal output by generator 800 is affected by various sources of distortion present in the output drive circuit (eg, power transformer 806, power amplifier 812), the voltage and current based on the drive signal The feedback data can be input to an algorithm, such as an error control algorithm executed by the DSP processor 822, which on a dynamic, progressive basis (e.g., real-time), retrieves the waveform samples stored in the LUT. The distortion is compensated by preferably pre-distorting or modifying the . In one form, the amount or degree of predistortion applied to the LUT samples may be based on the error between the calculated operating branch current and the desired current waveform shape, the error being determined on a sample-by-sample basis. In this way, the pre-distorted LUT samples, when processed by the drive circuit, produce an operating branch drive signal having the desired waveform shape (e.g., sinusoidal) to optimally drive the ultrasonic transducer. can occur. In such a form, the LUT waveform samples therefore do not represent the desired waveform shape of the drive signal, but rather to ultimately produce the desired waveform shape of the motion branch drive signal when distortion effects are taken into account. represents the shape waveform required for

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を更に備え得る。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[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得る。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、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ベースの波形形状制御を実施するために、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得る。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、先着順処理方式[FIFO]バッファ、マルチプレクサなど)、例えば、DSPプロセッサ822による、以後の読み出しのために、データメモリに格納されてもよい。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が索引され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。 The non-isolated stage 804 is coupled to the output of the power transformer 806 via respective isolation transformers 830, 832 for sampling the voltage and current, respectively, of the drive signal output by the generator 800. An ADC circuit 826 and a second ADC circuit 828 may also be included. In certain forms, the ADC circuits 826, 828 may be configured to sample at high speeds (eg, 80 megasamples per second [MSPS]) to allow oversampling of the drive signal. In one form, for example, the sampling rate of the ADC circuits 826, 828 may allow approximately 200x (depending on frequency) oversampling of the drive signal. In certain forms, the sampling operations of ADC circuits 826, 828 may be performed by a single ADC circuit that receives input voltage and current signals via bi-directional multiplexers. The use of high-speed sampling in the form of generator 800, among other things, is used to calculate the complex currents flowing through the operating branches, which can be used in certain forms to implement the DDS-based waveform shape control described above. ), which may enable accurate digital filtering of the sampled signal and calculation of real power consumption with high precision. Voltage and current feedback data output by ADC circuits 826 , 828 may be received and processed by logic device 816 (eg, first-come, first-served [FIFO] buffers, multiplexers, etc.) for subsequent processing by DSP processor 822 , for example. It may be stored in a data memory for reading. As noted above, voltage and current feedback data can be used as inputs to algorithms to pre-distort or modify LUT waveform samples on a dynamic and progressive basis. In certain forms, this is based on, or otherwise related to, the corresponding LUT samples output by the logic device 816 when the voltage and current feedback data pairs are obtained. Voltage and current feedback data pairs may need to be indexed. Synchronization of LUT samples with voltage and current feedback data in this manner contributes to the precise timing and stability of the predistortion algorithm.

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、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。駆動信号の周波数はその後、判定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点(例えば、0°)との間の差を最小化又は低減するように制御されてもよく、したがって高調波歪みの効果を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相測定正確性を向上させる。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。 In certain forms, voltage and current feedback data may be used to control the frequency and/or amplitude (eg, current amplitude) of the drive signal. For example, in one form, voltage and current feedback data may be used to determine the impedance phase. The frequency of the drive signal may then be controlled to minimize or reduce the difference between the determined impedance phase and the impedance phase set point (e.g., 0°), thus minimizing the effects of harmonic distortion. or reduce it and correspondingly improve the impedance phase measurement accuracy. The phase impedance and frequency control signal determination may be implemented, for example, in DSP processor 822 and the frequency control signal is provided as an input to the DDS control algorithm implemented by logic device 816 .

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点で維持するために監視されてもよい。電流振幅設定点は、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点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)制御アルゴリズムといった、制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、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に格納される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DAC回路818(これは電力増幅器812に入力を供給する)のフルスケール出力電圧が挙げられ得る。 In another form, for example, current feedback data may be monitored to maintain the current amplitude of the drive signal at the current amplitude set point. The current amplitude setpoint may be specified directly or indirectly determined based on the specified voltage amplitude and power setpoints. In certain forms, control of current amplitude may be performed by a control algorithm, such as, for example, a proportional-integral-derivative (PID) control algorithm within DSP processor 822 . Variables controlled by the control algorithm include, for example, scaling of LUT waveform samples stored in logic device 816 and/or DAC circuit 818 via DAC circuit 834 to preferably control the current amplitude of the drive signal. (which feeds the input to power amplifier 812).

非絶縁段階804は、とりわけユーザーインターフェース(UI)機能性を提供するために、第2のプロセッサ836を更に含んでもよい。一形態では、UIプロセッサ836は、例えば、Atmel Corporation(San Jose,CA)から入手可能な、ARM 926EJ-Sコアを有するAtmel AT91SAM9263プロセッサを含んでもよい。UIプロセッサ836によってサポートされるUI機能性の例としては、聴覚的及び視覚的なユーザーフィードバック、周辺装置との通信(例えば、USBインターフェースを介して)、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)との通信を挙げることができる。UIプロセッサ836は、DSPプロセッサ822及び論理デバイス816と(例えば、SPIバスを介して)通信し得る。UIプロセッサ836は、UI機能性を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、それはまた、DSPプロセッサ822と協調して、危険の緩和を実現してもよい。例えば、UIプロセッサ836は、ユーザー入力及び/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、温度センサ入力)の様々な態様をモニタリングするようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出される際に、発生器800の駆動出力を無効化することができる。 The unisolated stage 804 may further include a second processor 836 to provide user interface (UI) functionality, among other things. In one form, UI processor 836 may include, for example, an Atmel AT91SAM9263 processor with an ARM 926EJ-S core, available from Atmel Corporation (San Jose, Calif.). Examples of UI functionality supported by the UI processor 836 include audible and visual user feedback, communication with peripheral devices (e.g., via a USB interface), communication with footswitches, input devices (e.g., touch screen displays), as well as communication with output devices (eg, speakers). UI processor 836 may communicate with DSP processor 822 and logic device 816 (eg, via an SPI bus). UI processor 836 may primarily support UI functionality, but in certain forms it may also cooperate with DSP processor 822 to provide risk mitigation. For example, the UI processor 836 may be programmed to monitor various aspects of user input and/or other input (eg, touchscreen input, footswitch input, temperature sensor input), and error conditions When detected, the drive output of generator 800 can be disabled.

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表してもよい。UIプロセッサ836に関し、発生器800の動作状態は、例えば、ユーザーインターフェース(例えば、ディスプレイスクリーン、音)のどの要素がユーザーに提供されるかを表し得る。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決定してもよい。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、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。 In certain forms, both DSP processor 822 and UI processor 836 may determine and monitor the operational state of generator 800, for example. With respect to DSP processor 822 , the operating state of generator 800 may represent, for example, which control and/or diagnostic processes are performed by DSP processor 822 . With respect to UI processor 836, the operating state of generator 800 may represent, for example, which elements of the user interface (eg, display screen, sounds) are presented to the user. DSP processor 822 and UI processor 836 may each separately maintain the current operating state of generator 800 and recognize and evaluate possible transitions from the current operating state. DSP processor 822 may act as the master in this relationship and determine when transitions between operating states occur. The UI processor 836 may recognize valid transitions between operational states, and may determine if a particular transition is appropriate. For example, when DSP processor 822 instructs UI processor 836 to transition to a particular state, UI processor 836 may verify that the requested transition is valid. If the transition between the requested states is determined to be invalid by the UI processor 836, the UI processor 836 may put the generator 800 into failure mode.

非絶縁段階804は、入力デバイスを監視するためのコントローラ838(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)を更に含むことができる。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デバイスを含んでもよい。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ー入力をモニタリング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)を含み得る。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)を含み得る。 The unisolated stage 804 can further include a controller 838 for monitoring input devices (eg, capacitive touch sensors, capacitive touch screens used to turn generator 800 on and off). can. In particular forms, controller 838 may include at least one processor and/or other controller device in communication with UI processor 836 . In one form, for example, controller 838 is a processor (e.g., Meg168 8-bit controller available from Atmel) configured to monitor user input provided via one or more capacitive touch sensors. ). In one form, controller 838 may include a touchscreen controller (eg, QT5480 touchscreen controller available from Atmel) for controlling and managing acquisition of touch data from the capacitive touchscreen.

特定の形態では、発生器800が「電力オフ」状態にあるとき、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をオン及びオフするための入力装置(例えば、発生器800の前側パネルに配置された静電容量式タッチセンサ)を監視し続けることができる。発生器800が電源オフ状態にあるとき、コントローラ838は、ユーザーによる「オン/オフ」入力デバイス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電圧変換器856の動作を有効化する)。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することができる。逆に、発生器800が電源オン状態にあるときに「オン/オフ」入力デバイスの起動が検出されれば、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することができる。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、これは、順次、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、発生器から電力を排除するための別個の能力を有しないことがある。 In certain forms, when the generator 800 is in a “power off” state, the controller 838 continues to receive operating power (eg, via a line from the power supply of the generator 800, such as the power supply 854 described below). may In this way, the controller 838 can continue to monitor the input device for turning the generator 800 on and off (eg, a capacitive touch sensor located on the front panel of the generator 800). When the generator 800 is in the power off state, the controller 838 can activate the power supply (e.g., one or two of the power supplies 854) if activation of an "on/off" input device by the user is detected. enabling the operation of the DC/DC voltage converter 856 above). As a result, the controller 838 can initiate a sequence to transition the generator 800 to the "power on" state. Conversely, if activation of an "on/off" input device is detected while generator 800 is in the power-on state, controller 838 may initiate a sequence to transition generator 800 to the power-off state. can. For example, in certain forms, controller 838 may report activation of an “on/off” input device to UI processor 836, which in turn is necessary for transitioning generator 800 to a power off state. process sequence. In this form, the controller 838 may not have a separate ability to remove power from the generator 800 after the power-on state of the generator 800 has been established.

特定の形態では、コントローラ838は、ユーザー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。 In certain forms, controller 838 may cause generator 800 to provide audible or other sensory feedback to alert the user that a power-on or power-off sequence has been initiated. Such warnings may be provided at the start of a power-on or power-off sequence and prior to the start of other processes associated with the sequence.

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含む制御回路)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、段階802と804との間の好適な度合いの電気的絶縁を維持する通信リンクを介し、非絶縁段階804の構成要素と情報を交換し得る。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に電力を供給することができる。 In certain forms, the isolation stage 802 includes, for example, surgical instrument control circuitry (eg, control circuitry including handpiece switches) and non-isolation stages such as, for example, logic device 816, DSP processor 822, and/or UI processor 836. An instrument interface circuit 840 may be included to provide a communication interface between the components of 804 . Instrument interface circuitry 840 exchanges information with the components of non-isolated stage 804 via a communication link that maintains a suitable degree of electrical isolation between stages 802 and 804, such as, for example, an IR-based communication link. can. For example, a low dropout voltage regulator powered by an isolation transformer driven from the non-isolation stage 804 can be used to power the instrument interface circuit 840 .

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、プログラマブルロジック回路、PGA、FPGA、PLD)を含み得る。信号調整回路844は、同一の周波数を有する双極呼びかけ信号を生成するために、論理回路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。呼びかけ信号は、(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/又はダイオードを含んでもよく、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個別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、呼びか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回路を含み得る。論理回路842(又は、非絶縁段階804の構成要素)はその後、ADC回路サンプルに基づく制御回路の状態又は構成を決定し得る。 In one form, instrument interface circuitry 840 may include logic circuitry 842 (eg, logic circuitry, programmable logic circuitry, PGA, FPGA, PLD) in communication with signal conditioning circuitry 844 . Signal conditioning circuitry 844 may be configured to receive a periodic signal (eg, a 2 kHz square wave) from logic circuitry 842 to generate a bipolar interrogation signal having the same frequency. The interrogation signal can be generated using, for example, a bipolar current source fed by a differential amplifier. The interrogation signal is communicated to the surgical instrument control circuitry (eg, using conductive pairs in the cable connecting the generator 800 to the surgical instrument) and monitored to determine the state or configuration of the control circuitry. good too. The control circuit may include a number of switches, resistors, and/or diodes, and interrogation signals such that the state or configuration of the control circuit is individually identifiable based on one or more characteristics. may modify one or more properties (eg, amplitude, rectification) of . For example, in one form, the signal conditioning circuit 844 may include an ADC circuit for generating samples of the voltage signal appearing across the input of the control circuit resulting from the path traversed by the interrogation signal. Logic circuitry 842 (or a component of non-isolation stage 804) may then determine the state or configuration of the control circuitry based on the ADC circuitry samples.

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、発生器800を有する特定の外科用器具タイプ又はモデルと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のデータ回路に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、不揮発性記憶デバイスを含み得る。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とは別個に実施されてもよく、また好適な回路(例えば、別個の論理デバイス、プロセッサ)を含み、論理回路842と第1のデータ回路との間の通信を可能にし得る。その他の形態では、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。 In one form, the instrument interface circuit 840 includes a first data circuit interface 846 and a logic circuit 842 (or other elements of the instrument interface circuit 840) located within the surgical instrument or otherwise. and the first data circuit associated with the . In certain forms, for example, the first data circuit is in a cable integrally attached to a surgical instrument handpiece, or in a cable for interfacing with a particular surgical instrument type or model having a generator 800 . It may be disposed within the adapter. The first data circuit may be implemented in any suitable manner, for example communicating with the generator according to any suitable protocol, including those described herein with respect to the first data circuit. good too. In certain forms, the first data circuit may include a non-volatile storage device, such as an EEPROM device. In certain forms, the first data circuit interface 846 may be implemented separately from the logic circuit 842 and may include suitable circuitry (eg, separate logic devices, processors) to interface the logic circuit 842 with the first data circuit interface 846 . may enable communication between the data circuits of the Alternatively, first data circuit interface 846 may be integral with logic circuit 842 .

特定の形態では、第1のデータ回路は、第1のデータ回路が関連している特定の外科用器具に関する情報を記憶し得る。そのような情報は、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含むことができる。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、ロジックデバイス842によって)読み出され、出力デバイスを介したユーザーへの提供のため、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、ロジックデバイス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、任意の種類の情報が、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のデータ回路に伝達され得る。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。 In certain forms, the first data circuit may store information regarding the particular surgical instrument with which the first data circuit is associated. Such information may include, for example, model number, serial number, number of operations in which the surgical instrument was used, and/or any other type of information. This information is read by the instrument interface circuit 840 (eg, by the logic device 842) for presentation to a user via an output device and/or for control of the function or operation of the generator 800. It may be communicated to components of isolation stage 804 (eg, logic device 816, DSP processor 822, and/or UI processor 836). Additionally, any type of information may be communicated to the first data circuit (eg, using logic circuit 842 ) for internal storage via first data circuit interface 846 . Such information may include, for example, the number of most recent surgeries in which the surgical instrument was used and/or the date and/or time of its use.

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、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限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適合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。 As noted above, the surgical instrument may be removable from the handpiece to facilitate interchangeability and/or disposability of the instrument (e.g., multi-function surgical instruments may be removable from the handpiece). obtain). In such cases, conventional generators may be limited in their ability to recognize the particular instrument configuration being used and correspondingly optimize the control and diagnostic processes. However, adding a readable data circuit to the surgical instrument to address this issue is problematic from a compatibility standpoint. For example, it may not be practical to design a surgical instrument to be backward compatible with generators that lack the necessary data read functionality, due to, for example, different signal schemes, design complexity and cost. be. The instrument configurations discussed herein are designed to economically use data circuitry that may be implemented in existing surgical instruments and to maintain compatibility between surgical instruments and modern generator platforms. Address these concerns by minimizing changes.

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)内に収容される第2のデータ回路と通信するように構成することができる。いくつかの形態では、第2のデータ回路は、本明細書に記載される第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を含むことができる。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含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。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含むことができる。 In addition, configurations of generator 800 may enable communication with instrument-based data circuits. For example, generator 800 can be configured to communicate with a second data circuit contained within an instrument (eg, a multi-function surgical instrument). In some forms, the second data circuit is implemented in many similarities to those of the first data circuit described herein. Instrument interface circuitry 840 may include a second data circuitry interface 848 to facilitate this communication. In one form, the second data circuit interface 848 may include a tri-state digital interface, although other interfaces may also be used. In particular forms, the second data circuit may generally be any circuit for transmitting and/or receiving data. In one form, for example, the second data circuit may store information regarding the particular surgical instrument with which the second data circuit is associated. Such information may include, for example, model number, serial number, number of operations in which the surgical instrument was used, and/or any other type of information.

いくつかの形態では、第2のデータ回路は、関連する超音波変換器、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、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。加えて、又はあるいは、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伝達してもよい(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。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ーに指標(例えば、発光ダイオード指標又はその他の可視指標)を提供し得る。 In some forms, the second data circuit may store information regarding electrical and/or ultrasonic properties of an associated ultrasonic transducer, end effector, or ultrasonic drive system. For example, a first data circuit may indicate a burn-in frequency slope as described herein. Additionally or alternatively, any type of information may be communicated to the second data circuit for internal storage via the second data circuit interface 848 (eg, using logic circuit 842). ). Such information may include, for example, the number of most recent operations in which the device was used and/or the date and/or time of its use. In certain forms, the second data circuit may transmit data acquired by one or more sensors (eg, instrument-based temperature sensors). In certain forms, the second data circuit may receive data from generator 800 and provide an indication (eg, a light emitting diode indication or other visible indication) to the user based on the received data.

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からハンドピースで制御回路へ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伝達することができる。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。 In a particular form, the second data circuit and second data circuit interface 848 are such that communication between the logic circuit 842 and the second data circuit requires additional conductors for this purpose (e.g., a hand piece). can be provided without the need to provide a dedicated conductor of the cable connecting the to the generator 800 . In one aspect, for example, one of the conductors used uses a one-wire bus communication scheme implemented over existing cabling, such as sending an interrogation signal from the signal conditioning circuit 844 to the control circuit at the handpiece. can be used to transfer information to and from a second data circuit. In this manner, design changes or modifications to the surgical instrument that may otherwise be required are minimized or reduced. Furthermore, the presence of the second data circuit is "invisible" to generators that do not have the necessary data reading capabilities, as different types of communications carried out over a common physical channel can be frequency band separated. , thus allowing backward compatibility of surgical instruments.

特定の形態では、絶縁段階802は、直流電流が患者を通るのを防ぐために、駆動信号出力部810bに接続された、少なくとも1つの阻止コンデンサ850-1を含んでもよい。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の阻止コンデンサ850-2は、阻止コンデンサ850-1と直列で提供され得、阻止コンデンサ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に、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)漏れ電流の変化に基づいて、遮断コンデンサ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することができる。 In certain forms, isolation stage 802 may include at least one blocking capacitor 850-1 connected to drive signal output 810b to prevent direct current from passing through the patient. A single blocking capacitor may, for example, be required to comply with medical regulations or standards. Although failures in single-capacitor designs are relatively rare, such failures can nonetheless have negative consequences. In one form, a second blocking capacitor 850-2 may be provided in series with blocking capacitor 850-1 such that current leakage from a point between blocking capacitors 850-1 and 850-2 is induced by the leakage current. is monitored by an ADC circuit 852 to sample the voltage applied. The samples may be received by logic circuitry 842, for example. Generator 800 determines when at least one of blocking capacitors 850-1, 850-2 fails based on changes in leakage current (as indicated by voltage samples) to provide a single point of failure. can provide benefits over single-capacitor designs with

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を含み得る。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を更に備えることができる。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、ユーザーによる「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。 In certain forms, the non-isolated stage 804 may include a power supply 854 for delivering DC power at a suitable voltage and current. The power supply may include, for example, a 400W power supply to deliver a 48VDC system voltage. Power supply 854 includes one or more DC/DC voltage converters 856 for receiving the output of the power supply and producing DC outputs at voltages and currents required by the various components of generator 800 . You can prepare more. As described above in connection with controller 838 , one or more of DC/DC voltage converters 856 are activated by controller 838 when user activation of an “on/off” input device is detected by controller 838 . An input may be received from 838 to enable operation or activation of the DC/DC voltage converter 856 .

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。 FIG. 21 shows an example of generator 900, which is one form of generator 800 (FIG. 20). Generator 900 is configured to deliver multiple energy modalities to a surgical instrument. Generator 900 either singly or simultaneously provides RF and ultrasound signals for delivering energy to the surgical instrument. RF and ultrasound signals may be provided alone, in combination, or may be provided simultaneously. As noted above, at least one generator output may transmit multiple energy modalities (e.g., ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or reversible electroporation, and/or microwave, among others) through a single port. energy) can be delivered, and these signals can be delivered to the end effector individually or simultaneously to treat the tissue.

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ENERGY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ENERGY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。 Generator 900 comprises a processor 902 coupled to a waveform generator 904 . Processor 902 and waveform generator 904 are configured to generate various signal waveforms based on information (not shown for clarity of disclosure) stored in memory coupled to processor 902. Digital information associated with the waveform is provided to waveform generator 904, which includes one or more DAC circuits to convert the digital input to analog output. The analog output is provided to amplifier 1106 for signal conditioning and amplification. The regulated and amplified output of amplifier 906 is coupled to power transformer 908 . The signal is coupled across power transformer 908 to the secondary on the patient-isolated side. A first signal of a first energy modality is provided between terminals labeled ENERGY 1 and RETURN of the surgical instrument. A second signal of the second energy modality is coupled across capacitor 910 and provided between terminals labeled ENERGY 2 and RETURN of the surgical instrument. More than two energy modalities may be output, so the subscript "n" can be used to denote that up to n ENERGYn terminals can be provided, where n is greater than one. It will be understood to be a positive integer. It will also be appreciated that up to 'n' return paths (RETURNn) may be provided without departing from the scope of the present disclosure.

第1の電圧感知回路912は、ENERGY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、ENERGY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区間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、各リターン区間で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の出力がそれぞれ絶縁変圧器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。 A first voltage sensing circuit 912 is coupled across terminals labeled ENERGY 1 and the RETURN path to measure the output voltage therebetween. A second voltage sensing circuit 924 is coupled across terminals labeled ENERGY 2 and the RETURN path to measure the output voltage therebetween. A current sensing circuit 914 is arranged in series with the RETURN leg of the secondary side of the illustrated power transformer 908 to measure the output current of either energy modality. If different return paths are provided for each energy modality, separate current sensing circuits must be provided for each return leg. The outputs of first voltage sensing circuit 912 and second voltage sensing circuit 924 are provided to isolation transformers 916 , 922 respectively, and the output of current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 918 . The outputs of isolation transformers 916 , 928 , 922 on the primary side (non-patient isolated side) of power transformer 908 are provided to one or more ADC circuits 926 . The digitized output of ADC circuitry 926 is provided to processor 902 for further processing and calculations. Output voltage and output current feedback information can be used to adjust the output voltage and current provided to the surgical instrument and to calculate the output impedance, among other parameters. Input/output communication between processor 902 and patient isolation circuitry is provided through interface circuitry 920 . Sensors may also be in electrical communication with processor 902 via interface circuitry 920 .

一態様では、インピーダンスは、ENERGY/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ENERGY/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RETURN区間と直列に配置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により判定され得る。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。一例として、第1のエネルギーモダリティENERGY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ENERGY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に例示された例は、単一のリターンパスRETURNが2つ又はそれ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。 In one aspect, the impedance is controlled by either the first voltage sensing circuit 912 coupled across the terminals labeled ENERGY 1 /RETURN or the second voltage sensing circuit 924 coupled across the terminals labeled ENERGY 2 /RETURN. This output may be determined by processor 902 by dividing by the output of current sensing circuit 914 placed in series with the RETURN leg of the secondary of power transformer 908 . The outputs of the first voltage sensing circuit 912 and the second voltage sensing circuit 924 are provided to separate isolation transformers 916 , 922 and the output of the current sensing circuit 914 is provided to another isolation transformer 916 . Digitized voltage and current sensing measurements from ADC circuitry 926 are provided to processor 902 for calculating impedance. As an example, the first energy modality ENERGY 1 may be ultrasonic energy and the second energy modality ENERGY 2 may be RF energy. Yet, in addition to ultrasound energy modalities and bipolar or monopolar RF energy modalities, other energy modalities include irreversible and/or reversible electroporation and/or microwave energy, among others. Also, while the example illustrated in FIG. 21 shows that a single return path RETURN may be provided for two or more energy modalities, in other aspects multiple return paths RETURNn may be provided for each It may be provided to the energy modality ENERGYn. Thus, as described herein, the impedance of the ultrasound transducer may be measured by dividing the output of the first voltage sensing circuit 912 by the current sensing circuit 914, and the tissue impedance is the second It may be measured by dividing the voltage sensing circuit 924 output by 2 by the current sensing circuit 914 .

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、実行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、組織封止のためのRF電極を駆動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の凝固波形で、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。超音波変換器の発生器900出力部への接続部は、好ましくは、図21に示すようにENERGYとラベルされた出力部とRETURNとの間に位置するであろう。一実施例では、RF双極電極の発生器900の出力部への接続部は、好ましくは、ENERGYとラベルされた出力部とRETURNとの間に位置するであろう。単極出力部の場合、好ましい接続部は、ENERGY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)であろう。 As shown in FIG. 21, the generator 900, including at least one output port, provides power, e.g., ultrasound, bipolar or monopolar RF, irreversible and/or or reversible electroporation, and/or a power transformer having a single output and having multiple taps to provide an end effector in the form of one or more energy modalities such as microwave energy. A device 908 can be included. For example, the generator 900 drives RF electrodes for tissue sealing using either monopolar or bipolar RF electrosurgical electrodes with high voltage and low current to drive the ultrasonic transducer. Energy can be delivered at low voltage and high current for spot coagulation, or in a coagulation waveform for spot coagulation. The output waveform from generator 900 may be induced, switched, or filtered to provide frequencies to the end effector of the surgical instrument. The connection of the ultrasonic transducer to the generator 900 output will preferably be located between the output labeled ENERGY 1 and RETURN as shown in FIG. In one embodiment, the connection to the output of the RF bipolar electrode generator 900 will preferably be located between the output labeled ENERGY 2 and RETURN. For unipolar outputs, the preferred connections would be active electrodes (eg pencil or other probes) to suitable return pads connected to the ENERGY 2 and RETURN outputs.

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。 Further details can be found in U.S. Patent Application Publication No. 47/0891, published March 30, 2017, entitled TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS, which is incorporated herein by reference in its entirety. disclosed in No.

図22は、本開示の少なくとも1つの態様による電気外科用システム60000を示す。電気外科用システム60000は、発生器60002と、電気外科用器具60004と、リターンパッド60006と、を含む。発生器60002は、第1の導体/ケーブル60008を介して、高周波レベルの交流電流を電気外科用器具60004に供給する。電気外科用器具60004は、患者の標的組織に配置され得る電極先端部(すなわち、活性電極)を含む。電気外科用器具60004は、発生器60002から交流電流を受容し、電極先端部を介して患者60010の標的組織に交流電流を送達する。交流は標的組織において受容され、組織からの抵抗は、手術部位に所望の効果(例えば、封止及び/又は切断)をもたらす熱を生成する。交流は患者の身体を通じて伝導され、最終的にリターンパッド60006によって受容される。リターンパッド60006によって受容された交流は、第2の導体/ケーブル60012を介して再び発生器60002へと搬送されて、交流が追従する閉じた経路が完成される。 FIG. 22 shows an electrosurgical system 60000 according to at least one aspect of the present disclosure. Electrosurgical system 60000 includes a generator 60002 , an electrosurgical instrument 60004 and a return pad 60006 . Generator 60002 supplies alternating current at a high frequency level to electrosurgical instrument 60004 via first conductor/cable 60008 . Electrosurgical instrument 60004 includes an electrode tip (ie, an active electrode) that can be placed in target tissue of a patient. Electrosurgical instrument 60004 receives alternating current from generator 60002 and delivers alternating current to target tissue of patient 60010 via the electrode tip. The alternating current is received at the target tissue, and resistance from the tissue produces heat that produces the desired effect (eg, sealing and/or cutting) at the surgical site. Alternating current is conducted through the patient's body and ultimately received by return pad 60006 . The alternating current received by the return pad 60006 is carried back to the generator 60002 via the second conductor/cable 60012 to complete the closed path that the alternating current follows.

様々な態様によれば、発生器60002は、上述の発生器900と同様であり、また、例えば、上述のプロセッサ902及び波形発生器904と同様のプロセッサ及び波形発生器を含んでもよい。 According to various aspects, generator 60002 is similar to generator 900 described above and may include, for example, a processor and waveform generator similar to processor 902 and waveform generator 904 described above.

電気外科用器具60004は、発生器60002によって供給される電気外科エネルギーが外科用器具60004の活性電極によって患者の組織に導入され、リターンパッド6006を介して発生器60002に戻される単極動作用に構成されてもよい。様々な態様によれば、電気外科用器具60004は、ハンドピース又はペンシル及び電極先端部を含む。電極先端部は、電気外科用システム60000の活性電極として機能し、患者60010の標的組織に電気外科用エネルギーを導入する。具体的に言えば、電極先端部に密着又は隣接した患者60010の細胞物質の加熱を引き起こすために、放電が電極先端部から患者60010に送達される。組織の加熱は、電気外科用器具60004を使用して電気外科手術を実施することが可能となるように、適度に高い温度で生じる。 The electrosurgical instrument 60004 is for monopolar operation in which electrosurgical energy supplied by the generator 60002 is introduced into the patient's tissue by the active electrode of the surgical instrument 60004 and returned to the generator 60002 via the return pad 6006. may be configured. According to various aspects, electrosurgical instrument 60004 includes a handpiece or pencil and an electrode tip. The electrode tip functions as the active electrode of electrosurgical system 60000 and introduces electrosurgical energy to target tissue of patient 60010 . Specifically, an electrical discharge is delivered from the electrode tip to the patient 60010 to cause heating of the patient's 60010 cellular material in close contact with or adjacent to the electrode tip. Heating of tissue occurs at a reasonably high temperature such that electrosurgical instrument 60004 can be used to perform electrosurgery.

図23は、本開示の少なくとも1つの態様による、図22の電気外科用システム60000のリターンパッド60006を示す。リターンパッド60006は、Megadyne Medical Productsから市販されているMEGA SOFT(登録商標)患者リターン電極と同様であり得るが、リターンパッド60006がスリーブ又はカバー60014を含んでもよく、患者の身体から小さい距離だけ分離されてもよく、患者の身体と容量結合されてもよく、また電気外科用器具60004によって患者の身体に導入される一定量の電流を搬送するように構成されているという点で異なるものである。 FIG. 23 shows a return pad 60006 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 22, according to at least one aspect of the present disclosure. The return pad 60006 may be similar to the MEGA SOFT® patient return electrodes commercially available from Megadyne Medical Products, but the return pad 60006 may include a sleeve or cover 60014, separated from the patient's body by a small distance. may be capacitively coupled with the patient's body, and differ in that they are configured to carry a constant amount of electrical current that is introduced into the patient's body by the electrosurgical instrument 60004. .

1つのリターン電極の代わりに、リターンパッドが複数の電極60016を含んでおり(図24を参照)、それらの電極は、患者の身体に容量結合され得るものであり、電気外科用器具60004によって患者の身体に導入される一定量の電流を搬送するように集合的に構成されているという点で、リターンパッド60006は、Megadyne Medical Productsから市販されているMEGA SOFT(登録商標)患者リターン電極とは異なるものである。この容量結合の場合、患者の身体は、コンデンサの一方のプレートとして効果的に作用し、リターンパッドの複数の電極は集合的に、コンデンサの他方のプレートとして効果的に作用する。容量結合のより詳細な説明は、例えば、それぞれの全容が参照により本明細書に組み込まれる、2001年4月10日発行の米国特許第6,214,000号、発明の名称「CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE」、及び2003年6月24日発行の米国特許第6,582,424号、発明の名称「CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE」に見出され得る。リターンパッド60006は、実質的に長方形であるものとして図23に示されているが、リターンパッド60006は任意の好適な形状をなし得ることが理解されるであろう。 Instead of a single return electrode, the return pad includes a plurality of electrodes 60016 (see FIG. 24), which can be capacitively coupled to the patient's body to allow the electrosurgical instrument 60004 to return to the patient. The return pads 60006 differ from the MEGA SOFT® patient return electrodes available from Megadyne Medical Products in that they are collectively configured to carry a constant amount of electrical current that is introduced into the body of the patient. They are different. With this capacitive coupling, the patient's body effectively acts as one plate of the capacitor and the electrodes of the return pad collectively effectively act as the other plate of the capacitor. A more detailed description of capacitive coupling can be found, for example, in U.S. Pat. ELECTRODE", and US Pat. No. 6,582,424, issued June 24, 2003, entitled "CAPACITIVE REUSABLE ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE." Although return pad 60006 is shown in FIG. 23 as being substantially rectangular, it will be appreciated that return pad 60006 may be of any suitable shape.

図24は、本開示の少なくとも1つの態様による、図23のリターンパッド60006の複数の電極60016を示す。明確にするために、リターンパッド60006のスリーブ又はカバー60014は図24に示されていない。4つの電極60016が図24に示されているが、リターンパッド60006は任意の数の電極60016を含んでもよいことが理解されるであろう。例えば、様々な態様によれば、リターンパッド60006は16個の電極60016を含む。また、個々の電極60016は、実質的に長方形であるものとして図24に示されているが、それらの個々の電極は任意の好適な形状をなし得ることが理解されるであろう。 FIG. 24 shows multiple electrodes 60016 of the return pad 60006 of FIG. 23, according to at least one aspect of the present disclosure. For clarity, the sleeve or cover 60014 of return pad 60006 is not shown in FIG. Although four electrodes 60016 are shown in FIG. 24, it will be appreciated that return pad 60006 may include any number of electrodes 60016 . For example, return pad 60006 includes 16 electrodes 60016, according to various aspects. Also, while the individual electrodes 60016 are shown in FIG. 24 as being substantially rectangular, it will be appreciated that the individual electrodes may be of any suitable shape.

リターンパッド60006の電極60016は、図22の電気外科用システム60000のリターン電極と見なされ得るものであり、また、電極60016が患者の身体及び/又は発生器60002から選択的に連結解除され得るため、セグメント化された電極であるとも見なされ得る。リターンパッド60006の電極60016はまた、1つの大きな電極として効果的に作用するように共に連結され得る。例えば、様々な態様によれば、リターンパッド60006の電極60016の各々は、図24に示すように、それぞれの導電性部材60018によってスイッチングデバイス60020の入力部に接続され得る。スイッチングデバイス60020が図24に示されるように開放位置にあるとき、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016は、互いから連結解除されるだけでなく、患者の身体及び/又は発生器60002からも連結解除される。対照的に、スイッチングデバイス60020が閉鎖位置にあるとき、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016は、1つの大きな電極として効果的に作用するように一緒に連結される。 The electrode 60016 of the return pad 60006 can be considered a return electrode of the electrosurgical system 60000 of FIG. , can also be viewed as segmented electrodes. Electrodes 60016 of return pad 60006 may also be coupled together to effectively act as one large electrode. For example, according to various aspects, each of the electrodes 60016 of the return pad 60006 can be connected to the input of the switching device 60020 by a respective conductive member 60018, as shown in FIG. When the switching device 60020 is in the open position as shown in FIG. 24, the respective electrodes 60016 of the return pad 60006 are not only decoupled from each other, but also from the patient's body and/or the generator 60002. be done. In contrast, when switching device 60020 is in the closed position, respective electrodes 60016 of return pad 60006 are coupled together to effectively act as one large electrode.

スイッチングデバイス60020は、処理回路(例えば、電気外科用システムの発生器60002の処理回路、外科用ハブ206の処理回路、外科用ハブ106の処理回路など)によって制御され得る。簡潔にすることを目的として、処理回路は図24には示されていない。様々な態様によれば、図24に示されるスイッチングデバイス60020は、リターンパッド60006に組み込まれ得る。他の態様によれば、図24に示されるスイッチングデバイス60006は、図22の電気外科用システム60000の第2の導体/ケーブル60012に組み込まれ得る。リターンパッド60006はまた、複数の感知デバイス60022を含み得る(図25を参照)。 Switching device 60020 may be controlled by processing circuitry (eg, processing circuitry of electrosurgical system generator 60002, processing circuitry of surgical hub 206, processing circuitry of surgical hub 106, etc.). For the sake of simplicity, processing circuitry is not shown in FIG. According to various aspects, the switching device 60020 shown in FIG. 24 can be incorporated into the return pad 60006. According to another aspect, the switching device 60006 shown in FIG. 24 can be incorporated into the second conductor/cable 60012 of the electrosurgical system 60000 of FIG. Return pad 60006 may also include multiple sensing devices 60022 (see FIG. 25).

電気外科手技中に使用するために複数の電極60016を一緒に連結できることにより、リターンパッド60006の電極60016の全有効サイズは十分に大きくなり、かつ/又は、電流密度を十分に低く維持して、患者60010の任意の望ましくない燃焼の可能性を軽減するのに十分な表面積を有することになる。 By being able to couple multiple electrodes 60016 together for use during an electrosurgical procedure, the overall effective size of the electrodes 60016 of the return pad 60006 is sufficiently large and/or the current density is kept sufficiently low to It will have sufficient surface area to mitigate the potential for any unwanted burning of the patient 60010 .

図25は、本開示の少なくとも1つの態様による、図23のリターンパッド60006の感知デバイス60022の配列を示す。明確にするために、リターンパッド60006のスリーブ又はカバー60014は図25に示されていない。様々な態様によれば、感知デバイス60022の数は電極60016の数に対応し、したがって、各電極60016に対して1つの感知デバイス60022が存在し、また各感知デバイス60022は、対応する電極60016に装着又は一体化される。しかしながら、図25に示す感知デバイス60022の数は電極60016の数に対応しているが、リターンパッド60006が任意の数の感知デバイス60022を含み得ることが理解されるであろう。例えば、16個の電極60016を含むリターンパッド60006の態様の場合、リターンパッド60006は、4つ又は8つの感知デバイス60022のみを含んでもよい。感知デバイス60022は、対応する電極60016の中心にあるように図25に示されているが、感知デバイス60022は、対応する電極60016の任意の部分上に配置されてよく、また異なる電極60016上に別様に配置されてもよいことが理解されるであろう。 FIG. 25 illustrates an arrangement of sensing devices 60022 of return pad 60006 of FIG. 23, according to at least one aspect of the present disclosure. For clarity, the sleeve or cover 60014 of return pad 60006 is not shown in FIG. According to various aspects, the number of sensing devices 60022 corresponds to the number of electrodes 60016 such that there is one sensing device 60022 for each electrode 60016 and each sensing device 60022 is associated with a corresponding electrode 60016. Mounted or integrated. However, while the number of sensing devices 60022 shown in FIG. For example, for embodiments of the return pad 60006 that include 16 electrodes 60016, the return pad 60006 may include only 4 or 8 sensing devices 60022. Although the sensing device 60022 is shown in FIG. 25 as being centered on the corresponding electrode 60016, the sensing device 60022 may be positioned on any portion of the corresponding electrode 60016 and may be positioned on different electrodes 60016. It will be appreciated that it may be arranged differently.

感知デバイス60022は、患者に適用された単極神経制御信号、及び/又は神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動き(例えば、筋肉の攣縮)を検知するように構成されている。単極神経制御信号は、図22の電気外科用システム60000の電気外科用器具60004によって適用されてもよく、あるいは異なる発生器に連結された異なる外科用器具によって適用されてもよい。各感知デバイス60022は、例えば、圧力センサ、加速度計、これらの組み合わせを含んでもよく、また、検出された神経制御信号を示す信号及び/又は患者の解剖学的特徴の検出された動きを示す信号を出力するように構成される。このような圧力センサとしては、例えば、ピエゾ抵抗ひずみゲージ、静電容量式圧力センサ、電磁圧力センサ及び/又は圧電圧力センサを挙げることができる。このような加速度計には、例えば、機械式加速度計、静電容量式加速度計、圧電式加速度計、電磁式加速度計及び/又は微小電気機械システム(MEMS)加速度計を挙げることができる。それぞれの感知デバイス60022のそれぞれの出力信号は、アナログ信号及び/又はデジタル信号の形態をなし得る。 Sensing device 60022 is configured to sense unipolar neural control signals applied to the patient and/or movement of anatomical features of the patient resulting from application of the neural control signals (eg, muscle spasms). . The unipolar neural control signal may be applied by electrosurgical instrument 60004 of electrosurgical system 60000 of FIG. 22, or may be applied by different surgical instruments coupled to different generators. Each sensing device 60022 may include, for example, a pressure sensor, an accelerometer, or combinations thereof, and may also include signals indicative of detected neural control signals and/or signals indicative of detected movement of anatomical features of the patient. is configured to output Such pressure sensors may include, for example, piezoresistive strain gauges, capacitive pressure sensors, electromagnetic pressure sensors and/or piezoelectric pressure sensors. Such accelerometers may include, for example, mechanical accelerometers, capacitive accelerometers, piezoelectric accelerometers, electromagnetic accelerometers, and/or micro-electromechanical system (MEMS) accelerometers. Each output signal of each sensing device 60022 may be in the form of an analog signal and/or a digital signal.

クーロンの法則、並びに、電気外科用器具60004の活性電極、患者の身体及びそれぞれの感知デバイス60022のそれぞれの位置を用いることにより、検出された神経制御信号及び/又は患者の解剖学的特徴の運動を示すそれぞれの感知デバイス60022のそれぞれの出力信号は、患者の身体内の神経の位置を決定するために分析され得る。クーロンの法則は、E=K(Q/r)であり、式中、Eは神経を刺激するために神経において必要とされる閾値電流であり、Kは定数であり、Qは神経刺激電極からの最小電流であり、rは神経からの距離である。神経刺激電極が神経から遠くなるほど、神経を刺激するのに必要となる電流も比例的に高くなる。したがって、定電流刺激を利用して神経刺激電極から神経までの距離を推定することができる。一般に、それぞれの感知デバイス60022の出力信号のそれぞれの強度は、それぞれの感知デバイス60022が患者60010の刺激された神経からどの程度近くに又は遠くにあるかを示す。 By using Coulomb's law and the respective positions of the active electrodes of the electrosurgical instrument 60004, the patient's body and the respective sensing devices 60022, detected neural control signals and/or movements of the patient's anatomical features Each output signal of each sensing device 60022 indicative of can be analyzed to determine the location of nerves within the patient's body. Coulomb's law is E=K(Q/r 2 ), where E is the threshold current required in the nerve to stimulate the nerve, K is a constant, and Q is the nerve stimulation electrode is the minimum current from and r is the distance from the nerve. The farther the nerve stimulation electrode is from the nerve, the proportionally higher current is required to stimulate the nerve. Therefore, constant current stimulation can be used to estimate the distance from the nerve stimulation electrode to the nerve. Generally, the strength of each of the output signals of each sensing device 60022 indicates how close or far each sensing device 60022 is from the stimulated nerve of patient 60010 .

様々な態様によれば、それぞれの感知デバイス60022のそれぞれの出力信号の分析は、図22の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路、図22の電気外科用システム60000の発生器60002とは別個の神経モニタリングシステムの処理回路、外科用ハブ106の処理回路、外科用ハブ206の処理回路などによって実行され得る。分析は、リアルタイムか又はほぼリアルタイムで実行され得る。様々な態様によれば、それぞれの出力信号は、処理回路によって実行される単極神経刺激アルゴリズムへの入力として機能する。 According to various aspects, the analysis of the respective output signals of the respective sensing devices 60022 can be performed by processing circuitry of the generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. 22, generator 60002 of the electrosurgical system 60000 of FIG. may be performed by separate neuromonitoring system processing circuitry, surgical hub 106 processing circuitry, surgical hub 206 processing circuitry, and the like. Analysis can be performed in real time or near real time. According to various aspects, each output signal serves as an input to a unipolar neural stimulation algorithm executed by a processing circuit.

図25に示されるように、様々な態様によれば、それぞれの感知デバイス60022の出力信号は、それぞれの導電性部材60026を介して多入力単出力スイッチングデバイス60024(例えば、マルチプレクサ)に入力され得る。多入力単出力スイッチングデバイス60024への選択信号S、Sを制御することによって、多入力単出力スイッチングデバイス60024は、上述の分析のために、それぞれの感知デバイス60024の出力信号のうちの1つのみを出力するように制御され得る。例えば、図25を参照すると、選択信号S、Sを0、0に設定することにより、図25の左上隅の電極60016に関連付けられた感知デバイス60022からの出力信号は、適用可能な処理回路による分析のために多入力単出力スイッチングデバイス60024によって出力され得る。選択信号S、Sを0、1に設定することにより、図25の右上隅の電極60016に関連付けられた感知デバイス60022からの出力信号は、適用可能な処理回路による分析のために多入力単出力スイッチングデバイス60024によって出力され得る。選択信号S、Sを1、0に設定することにより、図25の左下隅の電極60016に関連付けられた感知デバイス60022からの出力信号は、適用可能な処理回路による分析のために多入力単出力スイッチングデバイス60024によって出力され得る。選択信号S、Sを1、1に設定することにより、図25の右下隅の電極60016に関連付けられた感知デバイス60022からの出力信号は、適用可能な処理回路による分析のために多入力単出力スイッチングデバイス60024によって出力され得る。 As shown in FIG. 25, according to various aspects, output signals of respective sensing devices 60022 can be input to multiple-input single-output switching devices 60024 (eg, multiplexers) via respective conductive members 60026. . By controlling the selection signals S 0 , S 1 to the multiple-input single-output switching device 60024, the multiple-input single-output switching device 60024 selects one of the output signals of each sensing device 60024 for the above analysis. can be controlled to output only one For example, referring to FIG. 25, by setting the select signals S 0 , S 1 to 0, 0, the output signal from sensing device 60022 associated with electrode 60016 in the upper left corner of FIG. It can be output by a multiple-input single-output switching device 60024 for analysis by the circuit. By setting the selection signals S 0 , S 1 to 0, 1, the output signal from sensing device 60022 associated with electrode 60016 in the upper right corner of FIG. 25 is multi-input for analysis by applicable processing circuitry. It can be output by a single output switching device 60024 . By setting the select signals S 0 , S 1 to 1, 0, the output signal from sensing device 60022 associated with electrode 60016 in the lower left corner of FIG. 25 is multi-input for analysis by applicable processing circuitry. It can be output by a single output switching device 60024 . By setting the selection signals S 0 , S 1 to 1, 1, the output signal from sensing device 60022 associated with electrode 60016 in the lower right corner of FIG. 25 is multi-input for analysis by applicable processing circuitry. It can be output by a single output switching device 60024 .

選択信号S、Sは、例えば、図22の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路、図22の電気外科用システム60000の発生器60002から分離された神経モニタリングシステムの処理回路、外科用ハブ206の処理回路、外科用ハブ106の処理回路などの処理回路によって、多入力単出力スイッチングデバイス60024に供給され得る。簡潔にするために、処理回路は図25には示されていない。十分に速い速度で様々な選択信号を提供することによって、それぞれの感知デバイスの出力信号は、それぞれの感知デバイスの出力信号の全てのタイムリー分析を可能にして、刺激された神経の位置を決定することを可能にする速度で効果的に走査され得る。 Select signals S 0 , S 1 may be, for example, processing circuitry of generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. 22, processing circuitry of a neuromonitoring system separate from generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. Multiple-input single-output switching device 60024 may be supplied by processing circuitry, such as processing circuitry of surgical hub 206 , processing circuitry of surgical hub 106 . Processing circuitry is not shown in FIG. 25 for simplicity. By providing the various selection signals at a sufficiently fast rate, the output signal of each sensing device allows timely analysis of all of the output signals of each sensing device to determine the location of the stimulated nerve. can be effectively scanned at a speed that allows

様々な態様によれば、図25に示される多入力単出力スイッチングデバイス60024は、リターンパッド60006に組み込まれ得る。他の態様によれば、図25に示される多入力単出力スイッチングデバイス60024は、図22の電気外科用システム60000の第2の導体/ケーブル60012に組み込まれ得る。 According to various aspects, the multiple-input single-output switching device 60024 shown in FIG. 25 can be incorporated into the return pad 60006. According to another aspect, the multiple-input single-output switching device 60024 shown in FIG. 25 can be incorporated into the second conductor/cable 60012 of the electrosurgical system 60000 of FIG.

多入力単出力スイッチングデバイス60024の制御は、図25に示された4つの感知デバイス60022に対応する4入力1出力スイッチングデバイスの状況で上述された。5つ以上の感知デバイス60022(例えば、16の感知デバイス)が存在する態様では、5つ以上の感知デバイス60022の出力信号が多入力単出力スイッチングデバイス60024に入力されることになり、3つ以上の選択信号(例えば、S、S、S及びS)が、多入力単出力スイッチングデバイス60024の出力を制御するために必要とされることが理解されよう。 The control of multiple-input single-output switching device 60024 was described above in the context of a four-input single-output switching device corresponding to four sensing devices 60022 shown in FIG. In aspects where there are more than five sensing devices 60022 (eg, sixteen sensing devices), the output signals of more than five sensing devices 60022 will be input to the multiple-input single-output switching device 60024, and three or more of select signals (eg, S 0 , S 1 , S 2 and S 3 ) are required to control the output of multiple-input single-output switching device 60024 .

感知デバイス60024の出力信号がアナログ信号である態様では、多入力単出力スイッチングデバイス60024の出力は、適用可能な処理回路による出力信号の分析の実行に先立って、アナログ-デジタル変換器60026(図25に破線で示される)によって、対応するデジタル信号へと変換され得る。 In embodiments where the output signal of sensing device 60024 is an analog signal, the output of multiple-input single-output switching device 60024 is subjected to analog-to-digital converter 60026 (FIG. 25) prior to performing analysis of the output signal by applicable processing circuitry. ) into a corresponding digital signal.

感知デバイス60022の配列をリターンパッド60006の複数の電極60016に組み込むことにより、電気外科用器具60004の電極先端部に対する患者の神経の位置が判定され得る。判定された神経の位置は外科医に提示され得るが、それによって、患者60010の標的組織を切断するために電極先端部を利用する間に、外科医が神経を不注意で傷つけたり切除したりする可能性が低減される。 By incorporating an array of sensing devices 60022 into the plurality of electrodes 60016 of the return pad 60006, the location of the patient's nerves relative to the electrode tips of the electrosurgical instrument 60004 can be determined. The determined nerve location may be presented to the surgeon, thereby allowing the surgeon to inadvertently damage or excise the nerve while utilizing the electrode tip to cut the target tissue of the patient 60010. is reduced.

様々な態様によれば、感知デバイス60022による神経制御信号及び/又は患者の解剖学的特徴の動きの検知は、リターンパッド60006の電極60016が互いに連結されている間、又は電極60016が互いから連結解放されている間に実行され得る。例えば、患者60010を手術台上に位置付けした後であるが外科手技を開始する前に、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016が互いから連結解放されていることの検知を実施することに関して言えば、リターンパッド60006は、図24に示すスイッチングデバイス60020を制御して、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016を互いに連結解放することによって、「感知モード」に配置され得る。それぞれの電極60016が互いから連結解放されている間、神経及び/又は神経束は、上述の電気外科用器具60004で刺激され得、リターンパッド60006の感知デバイス60022のそれぞれの出力信号は、神経、神経束、及び/又はそれらに関連付けられた神経ネクサス(nerve nexus)がどこに位置するかを識別するために、上述のように分析され得る。それらの位置は、例えば、発生器60002のメモリ回路の中、電気外科用器具60004以外の外科用器具に連結された異なる発生器のメモリ回路の中などに常駐し得る単極神経刺激アルゴリズムプロファイルに入力され得る。それらの位置が単極神経刺激アルゴリズムプロファイルに入力されると、それらの位置は、リターンパッド60006の電極60016の容量性動作から効率的に、分離され、組織切断手技の実施中に神経及び/又は神経束に外科医が接近しているときにその外科医に知らせるために、単極神経刺激アルゴリズムプロファイルの感知ノードとして用いられる。様々な態様によれば、外科医は、可聴警告、視覚警告、振動警告などを介して神経及び/又は神経束の近傍位置を知らされ得る。 According to various aspects, sensing of neural control signals and/or movement of anatomical features of the patient by the sensing device 60022 can be performed while the electrodes 60016 of the return pad 60006 are coupled to each other or from each other. It can be executed while free. For example, with respect to performing detection that the respective electrodes 60016 of the return pad 60006 are decoupled from each other after positioning the patient 60010 on the operating table but before beginning the surgical procedure: The return pad 60006 can be placed in a “sense mode” by controlling the switching device 60020 shown in FIG. 24 to decouple respective electrodes 60016 of the return pad 60006 from each other. While the respective electrodes 60016 are decoupled from each other, nerves and/or nerve bundles can be stimulated with the electrosurgical instrument 60004 described above, and the respective output signals of the sensing devices 60022 of the return pads 60006 are the nerve, Nerve fascicles and/or their associated nerve nexus may be analyzed as described above to identify where they are located. Those positions are determined by the monopolar neural stimulation algorithm profile, which can reside, for example, in memory circuits of generator 60002, in memory circuits of different generators coupled to surgical instruments other than electrosurgical instrument 60004, and the like. can be entered. When those locations are entered into a monopolar nerve stimulation algorithm profile, they are effectively isolated from the capacitive actuation of the electrodes 60016 of the return pad 60006 to reduce nerve and/or stress during tissue cutting procedures. It is used as a sense node in the monopolar nerve stimulation algorithm profile to notify the surgeon when the nerve bundle is approaching the surgeon. According to various aspects, the surgeon can be informed of the proximal location of nerves and/or nerve bundles via audible alerts, visual alerts, vibration alerts, and the like.

図26に関連して以下で更に詳細に記載されるように、様々な態様によれば、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016が互いに連結されていることの検出を実施することに関して言えば、図22の電気外科用システム60000の発生器60002は、搬送波上で変調される高周波波形(無線周波数にある交流)を発生させることができ、その搬送波は患者の神経を刺激するために十分に低い周波数のものである。これにより、神経制御信号及び/又は解剖学的特徴の動きの感知を、リターンパッド60006のそれぞれの電極60016と患者の身体との容量結合と同時に発生させることが可能となる。特定の波形を患者60010に適用し、特定の応答を感知することによって、解剖学的特徴の動きが、その波形が適用された結果であり、単になんらかの一般的な動きではないことの確実性が高水準で得られる。変調は、異なる神経サイズを刺激するために、経時的に調節され得る。様々な態様によれば、適用可能な処理回路が、神経及び/又は神経束を常に刺激する必要なく、神経及び/又は神経束の距離を信号から決定することを可能にするために、変調は振幅において経時的に変化され得る。 As described in further detail below in connection with FIG. 26, according to various aspects, when it comes to performing detection that respective electrodes 60016 of return pad 60006 are coupled together, FIG. The generator 60002 of the T.22 electrosurgical system 60000 is capable of generating a high frequency waveform (alternating current at radio frequencies) that is modulated onto a carrier wave, the carrier wave being of a sufficiently low frequency to stimulate the patient's nerves. belongs to. This allows neural control signals and/or motion sensing of anatomical features to occur simultaneously with capacitive coupling between respective electrodes 60016 of return pad 60006 and the patient's body. By applying a particular waveform to the patient 60010 and sensing a particular response, there is certainty that the motion of the anatomical feature is the result of that waveform being applied and not simply some general motion. obtained at a high standard. Modulation can be adjusted over time to stimulate different nerve sizes. According to various aspects, modulation is performed to enable applicable processing circuitry to determine from the signal the distance of nerves and/or nerve fascicles without having to continuously stimulate the nerves and/or nerve fascicles. It can be changed in amplitude over time.

図26は、本開示の少なくとも1つの態様による、患者に神経刺激信号と電気外科用エネルギーを同時に印加するための方法60030を示す。この例示的な手順における第1の工程60032として、発生器60002は高周波波形として高周波レベルの交流を発生させる。様々な態様によれば、発生器60002の波形発生器がこの工程を実行する。 FIG. 26 illustrates a method 60030 for simultaneously applying neural stimulation signals and electrosurgical energy to a patient, according to at least one aspect of the present disclosure. As a first step 60032 in this exemplary procedure, the generator 60002 generates a high frequency level alternating current as a high frequency waveform. According to various aspects, the waveform generator of generator 60002 performs this step.

第2の工程60034では、発生器60002は、患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を生成する。様々な態様によれば、低周波波形は単極神経制御信号であり、発生器60002の波形発生器がこの工程を実行する。 In a second step 60034 the generator 60002 generates a low frequency waveform configured to stimulate the patient's nerves. According to various aspects, the low frequency waveform is a unipolar neural control signal and the waveform generator of generator 60002 performs this step.

第3の工程60036では、発生器60002は、工程60032で発生された高周波波形を利用して、工程60034で発生された低周波波形を変調して複合波形を形成する。様々な態様によれば、発生器60002の波形発生器がこの工程を実行する。他の実施形態によれば、発生器60002の処理回路がこの工程を実行する。 In a third step 60036, generator 60002 utilizes the high frequency waveform generated in step 60032 to modulate the low frequency waveform generated in step 60034 to form a composite waveform. According to various aspects, the waveform generator of generator 60002 performs this step. According to another embodiment, the processing circuitry of generator 60002 performs this step.

第4の工程60038では、発生器60002は、工程60036で発生された複合波形を電気外科用器具60004に供給する。 In a fourth step 60038 the generator 60002 supplies the composite waveform generated in step 60036 to the electrosurgical instrument 60004 .

第5の工程60040では、電気外科用器具60004の電極(すなわち、活性電極)は、複合波形を患者60010に適用する。高周波波形は、患者60010の標的組織を加熱するように作用し、リターンパッド60006の電極60016によって受容される前に患者の身体から抜け出す。低周波波形は、患者の神経を刺激し、かつ/又は神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動き(例えば、筋肉の攣縮)を引き起こすように作用する。 In a fifth step 60040 , electrodes (ie, active electrodes) of electrosurgical instrument 60004 apply the composite waveform to patient 60010 . The high frequency waveform acts to heat target tissue of the patient 60010 and exits the patient's body before being received by the electrodes 60016 of the return pad 60006 . The low frequency waveforms act to stimulate the patient's nerves and/or induce movement (eg, muscle spasms) of the patient's anatomical features resulting from the application of the neural control signal.

第6の工程60042では、スイッチングデバイス60020を介して一緒に連結された複数の電極60016は、患者の身体から抜け出す電気外科用エネルギーを受容し、それぞれの導電性部材60018、スイッチングデバイス60020及び第2の導体/ケーブル60012によって電気外科エネルギーを再び発生器60002に渡す。 In a sixth step 60042, the plurality of electrodes 60016 coupled together via the switching device 60020 receive electrosurgical energy exiting the patient's body, and the respective conductive member 60018, the switching device 60020 and the second conductors/cables 60012 pass the electrosurgical energy back to the generator 60002 .

第7の工程60044では、感知デバイス60022は、患者60010に適用された単極神経制御信号、及び/又はその神経制御信号の適用から生じる患者60010の解剖学的特徴の動き(例えば、筋肉の攣縮)を検知し、それに対応するそれぞれの出力信号を発生させる。それぞれの感知デバイス60022の出力は、上述のようにサンプリングされ、分析のために処理回路に転送される。処理回路は、例えば、外科用ハブ206の処理回路、外科用ハブ106の処理回路などによって、図22の電気外科用システム60000の発生器60002の処理回路、図22の電気外科用システム60000の発生器60002とは別個の神経モニタリングシステムの処理回路であり得る。 In a seventh step 60044, the sensing device 60022 senses the unipolar neural control signal applied to the patient 60010 and/or movement of an anatomical feature of the patient 60010 resulting from the application of the neural control signal (e.g., muscle spasm). ) and generate corresponding respective output signals. The output of each sensing device 60022 is sampled as described above and forwarded to processing circuitry for analysis. The processing circuitry may be, for example, the processing circuitry of generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. 22, the processing circuitry of generator 60002 of electrosurgical system 60000 of FIG. It can be a processing circuit of a neuromonitoring system separate from the device 60002 .

第8の工程60046では、適用可能な処理回路が出力信号を解析し、出力信号に関連する神経、神経束及び/又は神経ネクサスがどこに位置するかを判定する。上記のように、様々な態様によれば、それぞれの出力信号は、処理回路によって実行される単極神経刺激アルゴリズムへの入力として機能することができ、単極神経刺激アルゴリズムは、外科医が神経、神経束、及び/又は神経ネクサスを切断又は損傷することを防止するのを助けるように動作する。 In an eighth step 60046, applicable processing circuitry analyzes the output signal to determine where nerves, nerve bundles and/or nerve nexus associated with the output signal are located. As noted above, according to various aspects, each output signal can serve as an input to a monopolar neurostimulation algorithm executed by a processing circuit, the monopolar neurostimulation algorithm allowing a surgeon to It acts to help prevent cutting or damaging nerve bundles and/or nerve nexuses.

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。 Various aspects of the subject matter described herein are illustrated in the following numbered examples.

実施例1-電気外科用システムのリターンパッドであって、患者に適用された無線周波数電流を受容するように構成された複数の導電性部材と、複数の感知デバイスであって、患者に適用された神経制御信号と、神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも1つを検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッド。 Example 1 - A return pad of an electrosurgical system, a plurality of conductive members configured to receive radio frequency current applied to a patient, and a plurality of sensing devices, the plurality of sensing devices applied to the patient. and a plurality of sensing devices configured to sense at least one of a neural control signal applied to the patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal.

実施例2-複数の導電性部材は、患者と容量結合するように更に構成されている、実施例1に記載のリターンパッド。 [0040] Example 2 - The return pad of Example 1, wherein the plurality of conductive members is further configured to capacitively couple with a patient.

実施例3-複数の導電性部材のうちの少なくとも1つを、複数の導電性部材のうちの別の1つから選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施例1又は2に記載のリターンパッド。 Example 3 - Example 1, further comprising a switching device configured to selectively decouple at least one of the plurality of conductive members from another one of the plurality of conductive members Or the return pad according to 2.

実施例4-導電性部材の各々を互いから選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施例1~3のいずれか1つに記載のリターンパッド。 [0040] Embodiment 4 - The return pad of any one of Embodiments 1-3, further comprising a switching device configured to selectively decouple each of the conductive members from one another.

実施例5-複数の導電性部材を患者から選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施例1~4のいずれか1つに記載のリターンパッド。 [0051] Example 5 - The return pad of any one of Examples 1-4, further comprising a switching device configured to selectively decouple the plurality of conductive members from the patient.

実施例6-複数の導電性部材を発生器から選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施例1~5のいずれか1つに記載のリターンパッド。 [0052] Embodiment 6 - The return pad of any one of Embodiments 1-5, further comprising a switching device configured to selectively decouple the plurality of conductive members from the generator.

実施例7-複数の導電性部材の各々を発生器に選択的に連結するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施例1~6のいずれか1つに記載のリターンパッド。 [0053] Example 7 - The return pad of any one of Examples 1-6, further comprising a switching device configured to selectively couple each of the plurality of conductive members to the generator.

実施例8-複数の感知デバイスは、感知デバイスの配列として構成されている、実施例1~7のいずれか1つに記載のリターンパッド。 Example 8 - The return pad of any one of Examples 1-7, wherein the plurality of sensing devices is configured as an array of sensing devices.

実施例9-複数の感知デバイスの各々は、複数の導電性部材のうちの対応する1つに連結されている、実施例1~8のいずれか1つに記載のリターンパッド。 Example 9 - The return pad of any one of Examples 1-8, wherein each of the plurality of sensing devices is coupled to a corresponding one of the plurality of conductive members.

実施例10-複数の導電性部材の各々は、複数の感知デバイスのうちの対応する1つに連結されている、実施例1~9のいずれか1つに記載のリターンパッド。 Example 10 - The return pad of any one of Examples 1-9, wherein each of the plurality of conductive members is coupled to a corresponding one of the plurality of sensing devices.

実施例11-複数の感知デバイスのうちの少なくとも1つは、圧力センサと、加速度計と、圧力センサ及び加速度計と、のうちの1つを含む、実施例1~10のいずれか1つに記載のリターンパッド。 Example 11 - As in any one of Examples 1-10, wherein at least one of the plurality of sensing devices includes one of a pressure sensor, an accelerometer, and a pressure sensor and an accelerometer. Return pad as described.

実施例12-複数の感知デバイスの各々は、その検知を示す信号を出力するように更に構成されている、実施例1~11のいずれか1つに記載のリターンパッド。 [0051] Example 12 - The return pad of any one of Examples 1-11, wherein each of the plurality of sensing devices is further configured to output a signal indicative of its detection.

実施例13-無線周波数で交流を供給するように構成された発生器と、該交流を患者に適用するように構成された器具と、患者に容量結合可能なリターンパッドであって、無線周波数電流を伝導するように構成された複数の導電性部材であって、患者に容量結合可能であり、発生器に選択的に連結可能である複数の導電性部材と、複数の感知デバイスであって、患者に適用された神経制御信号と、該神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッドと、リターンパッド及び発生器に連結された導体と、を備える電気外科用システム。 Example 13 - A generator configured to provide an alternating current at a radio frequency, an instrument configured to apply the alternating current to a patient, and a return pad capacitively coupleable to the patient, wherein the radio frequency current a plurality of conductive members capacitively coupleable to a patient and selectively couplable to a generator; and a plurality of sensing devices, wherein a plurality of sensing devices configured to sense at least one of a neural control signal applied to a patient and movement of an anatomical feature of the patient resulting from application of the neural control signal. An electrosurgical system comprising a pad and a conductor coupled to a return pad and a generator.

実施例14-複数の感知デバイスの各々に連結された多入力単出力スイッチングデバイスを更に備える、実施例13に記載の電気外科用システム。 [00130] Example 14 - The electrosurgical system of Example 13, further comprising a multiple-input single-output switching device coupled to each of the plurality of sensing devices.

実施例15-多入力単出力スイッチングデバイスに連結されたアナログ-デジタル変換器を更に備える、実施例14に記載の電気外科用システム。 Example 15—The electrosurgical system of Example 14, further comprising an analog-to-digital converter coupled to the multiple-input single-output switching device.

実施例16-発生器は、交流を高周波波形として発生させ、患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を発生させ、高周波波形を利用して低周波波形を変調して複合波形を形成し、該複合波形を器具に供給するように更に構成されている、実施例1~15のいずれか1つに記載の電気外科用システム。 Example 16 - A generator generates alternating current as a high frequency waveform, generates a low frequency waveform configured to stimulate nerves in a patient, and utilizes the high frequency waveform to modulate the low frequency waveform to produce a composite waveform. The electrosurgical system of any one of Examples 1-15, further configured to form and deliver the composite waveform to an instrument.

実施例17-発生器は、低周波波形を振幅変調して複合波形を形成するように更に構成されている、実施例1~16のいずれか1つに記載の電気外科用システム。 [00130] Example 17 - The electrosurgical system of any one of Examples 1-16, wherein the generator is further configured to amplitude modulate the low frequency waveform to form the composite waveform.

実施例18-電気外科用システムのリターンパッドであって、患者と容量結合するように構成された複数の電極と、感知デバイスの配列であって、患者に適用された神経制御信号と、該神経制御信号の適用から生じる患者の解剖学的特徴の動きと、の少なくとも一方を検知するように構成された感知デバイスの配列と、を備えるリターンパッド。 Example 18 - A return pad of an electrosurgical system comprising a plurality of electrodes configured to capacitively couple with a patient and an array of sensing devices comprising a neural control signal applied to the patient and the nerve A return pad comprising an array of sensing devices configured to sense at least one of movement of an anatomical feature of a patient resulting from application of a control signal.

実施例19-感知デバイスの配列のうちの各感知デバイスは、その検知を示す信号を出力するように構成されている、実施例18に記載のリターンパッド。 [00130] Example 19 - The return pad of example 18, wherein each sensing device of the array of sensing devices is configured to output a signal indicative of its sensing.

実施例20-感知デバイスの配列のうちの各感知デバイスは、複数の電極のうちの対応する1つの上に位置付けられている、実施例18又は19に記載のリターンパッド。 Example 20 - The return pad of Example 18 or 19, wherein each sensing device of the array of sensing devices is positioned over a corresponding one of the plurality of electrodes.

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。 Although several forms have been illustrated and described, it is not the applicant's intention to limit or limit the appended claims to such recitations. Numerous modifications, variations, changes, permutations, combinations and equivalents of these forms can be implemented and will occur to those skilled in the art without departing from the scope of this disclosure. Further, the structure of each element associated with the described form can be alternatively described as a means for providing the function performed by that element. Also, although materials are disclosed for particular components, other materials may be used. Accordingly, the above description and appended claims are intended to cover all such modifications, combinations, and variations as included within the scope of the disclosed forms. Please understand. The appended claims are intended to cover all such modifications, variations, variations, substitutions, modifications and equivalents.

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台又は2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台又は2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。 The foregoing detailed description has described various aspects of apparatus and/or processes using block diagrams, flowcharts, and/or examples. To the extent such block diagrams, flowcharts, and/or embodiments include one or more functions and/or operations, it should be understood by those skilled in the art that such block diagrams, flowcharts, and/or examples Each function and/or operation included in the embodiments may be implemented individually and/or collectively by various hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. Those skilled in the art will appreciate that all or part of some aspects of the forms disclosed herein can be implemented as one or more computer programs running on one or more computers ( as one or more programs running on one or more computer systems), as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors), as firmware, or substantially any combination thereof, and can be equivalently implemented on an integrated circuit; , designing circuits, and/or writing software and/or firmware code are within the skill of one of ordinary skill in the art in view of the present disclosure. Moreover, those skilled in the art will appreciate that the subject matter described herein may be distributed in a variety of forms as one or more program products, and is incorporated herein by reference. The specific forms of subject matter described are used regardless of the particular type of signal-bearing medium used to implement the distribution.

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。 Instructions used to program logic to perform various disclosed aspects may be stored in system memory such as dynamic random access memory (DRAM), cache, flash memory, or other storage. Additionally, the instructions may be distributed over a network or by other computer-readable media. Thus, a machine-readable medium can include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), including floppy diskettes, optical discs, compact discs, read-only memories (CDs), -ROM), as well as magneto-optical disks, read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), magnetic or optical cards, Any tangible machine-readable material used to transmit information over the Internet via flash memory or electrical, optical, acoustic, or other form of propagated signal (e.g., carrier wave, infrared signal, digital signal, etc.) Not limited to storage. Accordingly, non-transitory computer-readable media include any type of tangible machine-readable medium suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (eg, a computer).

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、それらは存在しない可能性がある。通信モジュールは、Wi-Fi(IEEE 802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE 802.16ファミリー)、IEEE 802.20、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。 As used throughout this description, the term "wireless" and its derivatives describe circuits, devices, systems, methods, techniques, communication channels, etc. that can communicate data through the use of modulated electromagnetic radiation over non-solid media. may be used for This term does not imply that the associated device does not contain any wires, although in some aspects they may not be present. Communication modules include Wi-Fi (IEEE 802.11 family), WiMAX (IEEE 802.16 family), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, their Ethernet derivatives, as well as any other wireless and wireline protocols designated 3G, 4G, 5G, and beyond. Any of a number of wireless or wired communication standards or protocols may be implemented. A computing module may include multiple communication modules. For example, a first communication module may be dedicated to short-range wireless communication such as Wi-Fi and Bluetooth, and a second communication module may be dedicated to GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, etc. may be dedicated to long-range wireless communication.

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)、プログラマブルロジックデバイス(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。 As used in any aspect herein, the term "control circuitry" includes, for example, hardwired circuits, programmable circuits (e.g., computer processors including one or more individual instruction processing cores, processing units , processor, microcontroller, microcontroller unit, controller, digital signal processor (DSP), programmable logic device (PLD), programmable logic array (PLA), or field programmable gate array (FPGA)), state machine circuit, programmable circuit It can refer to firmware that stores instructions to be executed, and any combination thereof. Control circuits, collectively or individually, can be, for example, integrated circuits (ICs), application-specific integrated circuits (ASICs), systems-on-chips (SoCs), desktop computers, laptop computers, tablet computers, servers, smart phones, etc. , may be embodied as circuits forming part of a larger system. Thus, as used herein, the term “control circuit” includes an electrical circuit having at least one discrete electrical circuit, an electrical circuit having at least one integrated circuit, an electrical circuit having at least one application specific integrated circuit, A circuit, a general-purpose computing device configured with a computer program (e.g., a general-purpose computer configured with a computer program that executes, at least in part, a process and/or apparatus described herein, or a process described herein) and/or a microprocessor configured by a computer program that at least partially executes the device); an electrical circuit forming a memory device (e.g., in the form of a random access memory); (modems, communications switches, or optical-to-electrical equipment). Those skilled in the art will recognize that the subject matter described herein may be implemented in analog or digital form, or some combination thereof.

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。 As used herein, a processor or processing unit is an electronic circuit that performs operations on some external data source, usually memory or some other data stream. The term is used herein to refer to a central processor (central processing unit) within a system or computer system (particularly a system-on-chip (SoC)) that combines many dedicated "processors".

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、及び多くの場合は無線周波数機能を、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。 As used herein, a system-on-a-chip or system-on-chip (SoC or SOC) is an integrated circuit (also known as an "IC" or "chip" that integrates all the components of a computer or other electronic system). is available). It can include digital, analog, mixed signal, and often radio frequency functionality all on a single substrate. SoCs integrate microcontrollers (or microprocessors) with modern peripherals such as graphics processing units (GPUs), Wi-Fi modules, or co-processors. The SoC may or may not include embedded memory.

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で構成された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。 As used herein, a microcontroller or controller is a system that integrates a microprocessor with peripheral circuits and memory. A microcontroller (or microcontroller unit MCU) may be implemented as a small computer on a single integrated circuit. This may be similar to a SoC, which may include a microcontroller as one of its components. A microcontroller can house memory and programmable input/output peripherals along with one or more core processing units (CPUs). Program memory in the form of ferroelectric RAM, NOR flash, or OTP ROM, and small amounts of RAM are also often included on the chip. Microcontrollers may be employed for embedded applications, as opposed to microprocessors used in personal computers or other general purpose applications made up of various discrete chips.

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接続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。 As used herein, the term controller or microcontroller may be a standalone IC or chip device that interfaces with peripheral devices. This may be the link between the two parts of the computer or controller on the external device that manages the operation of that device (and the connection with the device).

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)、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。 Any processor or microcontroller described herein may be any single-core or multi-core processor, such as those known under the trade name ARM Cortex manufactured by Texas Instruments. In one aspect, the processor has on-chip memory, e.g., 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory at up to 40 MHz, details of which are available in the product datasheet, to improve performance beyond 40 MHz. 1 or 2 prefetch buffers, 32 KB single-cycle serial random access memory (SRAM), internal read-only memory (ROM) with StellarisWare® software, 2 KB electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) One or more pulse width modulation (PWM) modules, one or more quadrature encoder input (QEI) analog, one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADC) with 12 analog input channels ), including the LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments.

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、IEC 61508及びISO 26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 In one aspect, the processor may include a safety controller that includes two controller family families, such as the TMS570 and RM4x, also known by the trade name Hercules ARM Cortex R4, also manufactured by Texas Instruments. Safety controllers are specifically configured for IEC 61508 and ISO 26262 safety limit applications to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. may

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。 As used in any aspect herein, the term "logic" may refer to applications, software, firmware, and/or circuitry configured to perform any of the operations described above. Software may be embodied as software packages, code, instructions, instruction sets, and/or data recorded on a non-transitory computer-readable storage medium. Firmware may be embodied as code, instructions, or sets of instructions in a memory device and/or hard-coded (eg, non-volatile) data.

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。 As used in any aspect of this specification, the terms “component,” “system,” “module,” etc. may be implemented in either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution. It can refer to some computer-related entity.

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。 As used in any aspect herein, "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps leading to a desired result; Refers to the comparison and manipulation of physical quantities and/or logical states, which may take the form of electrical or magnetic signals capable of being otherwise manipulated. It is common practice to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like. These and similar terms may be associated with the appropriate physical quantities and are merely convenient labels applied to these quantities and/or states.

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「IEEE 802.3Standard」、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 Interworking 2.0」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。 The network may include packet switched networks. The communication devices can communicate with each other using a selected packet-switched network communication protocol. One exemplary communication protocol may include the Ethernet communication protocol, which may use Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) to enable communication. The Ethernet protocol conforms to or is compatible with the Ethernet standard entitled "IEEE 802.3 Standard" published December 2008 by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) and/or later versions of this standard. possible. Alternatively or additionally, the communication device may V.25 communication protocol can be used to communicate with each other. X. The V.25 communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, the communication devices can communicate with each other using a frame relay communication protocol. The frame relay communication protocol may conform to or be compatible with standards promulgated by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (ANSI). Alternatively or additionally, the transceivers may be able to communicate with each other using the Asynchronous Transfer Mode (ATM) communication protocol. The ATM communication protocol conforms to or is compatible with the ATM standard and/or later versions of this standard published in August 2001 by the ATM Forum under the title "ATM-MPLS Network Interworking 2.0". obtain. Of course, different and/or later developed connection-oriented network communication protocols are equally contemplated herein.

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」、「決定する」、「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他のそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。 Unless expressly specified otherwise, terms such as "process", "calculate", "calculate", "determine", "display", etc. are used throughout the foregoing disclosure as is apparent from the foregoing disclosure. Discussions using the term refer to data represented as physical (electronic) quantities in the registers and memory of a computer system, as well as data represented as physical (electronic) quantities in the memory or registers of a computer system or other such information storage, transmission, or display device. It will be understood to refer to the operations and processes of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and transforms other data that are likewise represented as physical quantities.

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/又はスタンバイ状態の構成要素を包含し得ることを認識するであろう。 As used herein, one or more components are “configured to,” “configurable to,” “operable/to operable/operative to, adapted/adaptable, capable to, conformable/conformed to)”, etc. Those skilled in the art will understand that "configured to" generally refers to active components and/or inactive components and/or standby components, unless the context requires otherwise. will recognize that it may include

「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。便宜のため、また明確にするために、「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「左」及び「右」などの空間に関する用語は、本明細書において、図面を基準にして用いら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。 The terms "proximal" and "distal" are used herein with reference to the clinician manipulating the handle portion of the surgical instrument. The term "proximal" refers to the portion closest to the clinician and the term "distal" refers to the portion located farther from the clinician. For convenience and clarity, spatial terms such as "vertical", "horizontal", "top", "bottom", "left" and "right" are used herein with reference to the drawings. It will further be appreciated that the However, surgical instruments are used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.

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、吸入器、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、組織特性又は注入圧)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。 Modular devices are connected to various modules for connection or pairing with corresponding surgical hubs (e.g., described in connection with FIGS. 3 and 9) receivable within a surgical hub. a surgical device or instrument to obtain. Modular devices include, for example, intelligent surgical instruments, medical imaging devices, suction/irrigation devices, smoke evacuators, energy generators, ventilators, inhalers, and displays. The modular devices described herein can be controlled by control algorithms. Control algorithms may be implemented on the modular device itself, on the surgical hub with which the particular modular device is paired, or on both the modular device and the surgical hub (e.g., via a distributed computing architecture). ), can be executed. In some examples, the control algorithm for the modular device is based on data sensed by the modular device itself (i.e., by sensors within, on, or connected to the modular device). control the device based on This data may relate to the patient (eg, tissue properties or injection pressure) during surgery or the modular device itself (eg, advancing knife speed, motor current, or energy level). For example, a control algorithm for a surgical stapling and severing instrument can control the speed at which the instrument's motor drives the knife through tissue based on the resistance encountered by the knife as it advances.

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。 Those skilled in the art will appreciate that the terms used herein generally, and particularly in the appended claims (e.g., the appended claim text), are generally intended as "open" terms. (e.g., the term "including" is to be interpreted as "including but not limited to"; the term "having" is to be interpreted as "including but not limited to"); should be interpreted as "having at least" and the term "includes" should be interpreted as "includes but is not limited to" should be done, etc.). Moreover, where a particular number is intended in an introduced claim recitation, such intent is expressly recited in the claim; and in the absence of such a statement, such intent does not exist. will be understood by those skilled in the art. For example, as an aid to understanding, the following appended claims use the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce claim recitations. may be included to However, the use of such phrases when introducing claim recitations by the indefinite article "a" or "an" may be used even if the introductory phrases "one or more" or "at least one" are used within the same claim. and any particular claim containing such an introduced claim recitation is limited to the claim containing only one such recitation, even if the indefinite articles "a" or "an" are included. (e.g., "a" and/or "an" should generally be construed to mean "at least one" or "one or more ). the same holds true where the definite article is used to introduce claim recitations.

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。 Moreover, even if a specific number is specified in the introduced claim statement, such statement should typically be construed to mean at least the stated number. , as will be recognized by those skilled in the art (e.g., where there is simply a statement "two statements" without other modifiers, generally there are at least two statements, or two or more statements matter). Further, where notations like "at least one of A, B, and C, etc." are used, such syntax is generally intended in the sense that one skilled in the art would understand the notation (e.g. , "a system having at least one of A, B, and C" includes, but is not limited to, A only, B only, C only, both A and B, both A and C, B and C, and/or all of A and B and C, etc.). Where notations like "at least one of A, B, or C, etc." are used, such syntax is generally intended in the sense that one skilled in the art would understand the notation (e.g., " A system having at least one of A, B, or C" includes, but is not limited to, A only, B only, C only, both A and B, both A and C, B and C (including systems having both, and/or all of A and B and C, etc.). Further, typically any disjunctive word and/or phrase expressing two or more alternative terms is used in the specification unless the context requires otherwise. It is understood to be intended to include one of the terms, either of the terms, or both terms, whether in the claims, or in the drawings. Those skilled in the art will understand that it should. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibilities of "A" or "B" or "A and B."

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。 With regard to the appended claims, those skilled in the art will understand that the operations recited herein can generally be performed in any order. Additionally, while the flow diagrams of various acts are depicted in sequence(s), it is understood that the various acts may occur in orders other than those illustrated, or may occur simultaneously. It should be. Examples of such alternative orderings include overlapping, interleaving, interrupting, reordering, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse, or other different orderings, unless the context requires otherwise. may include Further, terms such as "response to", "related to", or other past tense adjectives generally exclude such variations unless the context dictates otherwise. not intended.

「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特徴、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。 Any reference to "an aspect", "an aspect", "exemplary", "an example", etc., includes in at least one aspect the particular feature, structure, or property described in connection with that aspect It is worth noting that it means Thus, the appearances of the phrases "in one aspect," "in an aspect," "in an example," and "in an example" in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same aspect. Moreover, the particular features, structures or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more aspects.

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。したがって、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれ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。 Any patent applications, patents, non-patent publications, or other disclosure material referenced herein and/or listed in any application data sheet is, to the extent the material incorporated herein, is not inconsistent with this specification. , incorporated herein by reference. As such, and to the extent necessary, the disclosure as explicitly set forth herein supersedes any conflicting statements incorporated herein by reference. Any content, or portion thereof, that is inconsistent with the current definitions, opinions, or other disclosures set forth herein, is hereby incorporated by reference, but the reference content and the current disclosure are hereby incorporated by reference. References shall be made only to the extent that there is no inconsistency between

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。 In summary, a number of benefits have been described that result from using the concepts described herein. The foregoing description of one or more aspects has been presented for the purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to be limited to the precise forms disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. One or more embodiments illustrate principles and practical applications, thereby making the various forms, with various modifications, available to those skilled in the art as suitable for the particular use envisioned. It is selected and described for the purpose. It is intended that the claims presented herewith define the overall scope.

〔実施の態様〕
(1) 電気外科用システムのリターンパッドであって、
患者に適用される無線周波数電流を受容するように構成された複数の導電性部材と、
複数の感知デバイスであって、
前記患者に適用された神経制御信号と、
前記神経制御信号の適用から生じる前記患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッド。
(2) 前記複数の導電性部材は、前記患者と容量結合するように更に構成されている、実施態様1に記載のリターンパッド。
(3) 前記複数の導電性部材のうちの少なくとも1つを、前記複数の導電性部材のうちの別の1つから選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施態様1に記載のリターンパッド。
(4) 前記導電性部材の各々を互いから選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施態様1に記載のリターンパッド。
(5) 前記複数の導電性部材を前記患者から選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施態様1に記載のリターンパッド。
[Mode of implementation]
(1) A return pad for an electrosurgical system comprising:
a plurality of conductive members configured to receive radio frequency current applied to a patient;
a plurality of sensing devices,
a neural control signal applied to the patient;
a plurality of sensing devices configured to sense at least one of motion of the patient's anatomical feature resulting from application of the neural control signal.
Clause 2. The return pad of clause 1, wherein the plurality of electrically conductive members are further configured to capacitively couple with the patient.
(3) The embodiment further comprising a switching device configured to selectively decouple at least one of said plurality of conductive members from another one of said plurality of conductive members. 1. The return pad according to 1.
Clause 4. The return pad of clause 1, further comprising a switching device configured to selectively decouple each of the conductive members from one another.
Clause 5. The return pad of clause 1, further comprising a switching device configured to selectively decouple the plurality of conductive members from the patient.

(6) 前記複数の導電性部材を発生器から選択的に連結解除するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施態様1に記載のリターンパッド。
(7) 前記複数の導電性部材の各々を発生器に選択的に連結するように構成されたスイッチングデバイスを更に備える、実施態様1に記載のリターンパッド。
(8) 前記複数の感知デバイスは、感知デバイスの配列として構成されている、実施態様1に記載のリターンパッド。
(9) 前記複数の感知デバイスの各々は、前記複数の導電性部材のうちの対応する1つに連結されている、実施態様1に記載のリターンパッド。
(10) 前記複数の導電性部材の各々は、前記複数の感知デバイスのうちの対応する1つに連結されている、実施態様1に記載のリターンパッド。
Clause 6. The return pad of clause 1, further comprising a switching device configured to selectively decouple the plurality of conductive members from the generator.
Clause 7. The return pad of clause 1, further comprising a switching device configured to selectively couple each of said plurality of conductive members to a generator.
Aspect 8. The return pad of aspect 1, wherein the plurality of sensing devices is configured as an array of sensing devices.
Aspect 9. The return pad of aspect 1, wherein each of the plurality of sensing devices is coupled to a corresponding one of the plurality of conductive members.
Aspect 10. The return pad of aspect 1, wherein each of the plurality of conductive members is coupled to a corresponding one of the plurality of sensing devices.

(11) 前記複数の感知デバイスのうちの少なくとも1つは、
圧力センサと、
加速度計と、
圧力センサ及び加速度計と、のうちの1つを含む、実施態様1に記載のリターンパッド。
(12) 前記複数の感知デバイスの各々は、その検知を示す信号を出力するように更に構成されている、実施態様1に記載のリターンパッド。
(13) 電気外科用システムであって、
無線周波数で交流を供給するように構成された発生器と、
前記交流を患者に適用するように構成された器具と、
前記患者に容量結合可能なリターンパッドであって、
無線周波数電流を伝導するように構成された複数の導電性部材であって、患者に容量結合可能であり、前記発生器に選択的に連結可能である複数の導電性部材と、
複数の感知デバイスであって、
前記患者に適用された神経制御信号と、
前記神経制御信号の適用から生じる前記患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッドと、
前記リターンパッド及び前記発生器に連結された導体と、を備える電気外科用システム。
(14) 前記複数の感知デバイスの各々に連結された多入力単出力スイッチングデバイスを更に備える、実施態様13に記載の電気外科用システム。
(15) 前記多入力単出力スイッチングデバイスに連結されたアナログ-デジタル変換器を更に備える、実施態様14に記載の電気外科用システム。
(11) at least one of the plurality of sensing devices;
a pressure sensor;
an accelerometer;
2. The return pad of embodiment 1, including one of a pressure sensor and an accelerometer.
Clause 12. The return pad of clause 1, wherein each of the plurality of sensing devices is further configured to output a signal indicative of its detection.
(13) An electrosurgical system comprising:
a generator configured to supply alternating current at a radio frequency;
a device configured to apply said alternating current to a patient;
A return pad capacitively coupling to the patient, comprising:
a plurality of conductive members configured to conduct radio frequency current, the plurality of conductive members capacitively coupleable to a patient and selectively couplable to the generator;
a plurality of sensing devices,
a neural control signal applied to the patient;
a return pad comprising a plurality of sensing devices configured to sense at least one of movement of the patient's anatomical features resulting from application of the neural control signal;
an electrosurgical system comprising: a conductor coupled to the return pad and the generator.
14. The electrosurgical system of claim 13, further comprising a multiple-input single-output switching device coupled to each of the plurality of sensing devices.
15. The electrosurgical system of claim 14, further comprising an analog-to-digital converter coupled to the multiple-input single-output switching device.

(16) 前記発生器は、
前記交流を高周波波形として発生させ、
前記患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を発生させ、
前記高周波波形を利用して前記低周波波形を変調して複合波形を形成し、
前記複合波形を前記器具に供給するように更に構成されている、実施態様13に記載の電気外科用システム。
(17) 前記発生器は、前記低周波波形を振幅変調して前記複合波形を形成するように更に構成されている、実施態様14に記載の電気外科用システム。
(18) 電気外科用システムのリターンパッドであって、
患者と容量結合するように構成された複数の電極と、
感知デバイスの配列であって、
前記患者に適用された神経制御信号と、
前記神経制御信号の適用から生じる前記患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された感知デバイスの配列と、を備えるリターンパッド。
(19) 感知デバイスの前記配列のうちの各感知デバイスは、その検知を示す信号を出力するように構成されている、実施態様18に記載のリターンパッド。
(20) 感知デバイスの前記配列のうちの各感知デバイスは、前記複数の電極のうちの対応する1つの上に位置付けられている、実施態様18に記載のリターンパッド。
(16) The generator includes:
generating the alternating current as a high frequency waveform;
generating a low frequency waveform configured to stimulate nerves of the patient;
modulating the low frequency waveform using the high frequency waveform to form a composite waveform;
14. An electrosurgical system according to embodiment 13, further configured to supply the composite waveform to the instrument.
Clause 17. The electrosurgical system of clause 14, wherein the generator is further configured to amplitude modulate the low frequency waveform to form the composite waveform.
(18) A return pad for an electrosurgical system comprising:
a plurality of electrodes configured for capacitive coupling with a patient;
An array of sensing devices,
a neural control signal applied to the patient;
and an array of sensing devices configured to sense at least one of movement of the patient's anatomical features resulting from application of the neural control signal.
Clause 19. The return pad of clause 18, wherein each sensing device in the array of sensing devices is configured to output a signal indicative of its sensing.
(20) The return pad of embodiment 18, wherein each sensing device in the array of sensing devices is positioned over a corresponding one of the plurality of electrodes.

Claims (3)

電気外科用システムであって、
無線周波数で交流を供給するように構成された発生器と、
前記交流を患者に適用するように構成された器具と、
前記患者に容量結合可能なリターンパッドであって、
無線周波数電流を伝導するように構成された複数の導電性部材であって、患者に容量結合可能であり、前記発生器に選択的に連結可能である複数の導電性部材と、
複数の感知デバイスであって、
前記患者に適用された神経制御信号であって、低周波波形である神経制御信号と、
前記神経制御信号の適用から生じる前記患者の解剖学的特徴の動きと、のうちの少なくとも一方を検知するように構成された複数の感知デバイスと、を備えるリターンパッドと、
前記リターンパッド及び前記発生器に連結された導体と、を備え
前記発生器は、
前記交流を高周波波形として発生させ、
前記患者の神経を刺激するように構成された低周波波形を発生させ、
前記高周波波形で前記低周波波形を振幅変調して複合波形を形成し、
前記複合波形を前記器具に供給するように更に構成されている、電気外科用システム。
An electrosurgical system comprising:
a generator configured to supply alternating current at a radio frequency;
a device configured to apply said alternating current to a patient;
A return pad capacitively coupling to the patient, comprising:
a plurality of conductive members configured to conduct radio frequency current, the plurality of conductive members capacitively coupleable to a patient and selectively couplable to the generator;
a plurality of sensing devices,
a neural control signal applied to the patient , the neural control signal being a low frequency waveform ;
a return pad comprising a plurality of sensing devices configured to sense at least one of movement of the patient's anatomical features resulting from application of the neural control signal;
a conductor coupled to the return pad and the generator ;
The generator is
generating the alternating current as a high frequency waveform;
generating a low frequency waveform configured to stimulate nerves of the patient;
Amplitude modulating the low frequency waveform with the high frequency waveform to form a composite waveform;
An electrosurgical system further configured to deliver the composite waveform to the instrument .
前記複数の感知デバイスの各々に連結された多入力単出力スイッチングデバイスを更に備える、請求項に記載の電気外科用システム。 The electrosurgical system of any preceding claim, further comprising a multiple-input single-output switching device coupled to each of the plurality of sensing devices. 前記多入力単出力スイッチングデバイスに連結されたアナログ-デジタル変換器を更に備える、請求項に記載の電気外科用システム。 An electrosurgical system according to claim 2 , further comprising an analog-to-digital converter coupled to the multiple-input single-output switching device.
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