JP7282782B2 - System for detecting proximity of surgical end effector to cancerous tissue - Google Patents
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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、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する2018年6月28日出願の米国特許仮出願第62/691,227号に対する優先権を主張する。
(Cross reference to related applications)
This application was filed June 28, 2018 under 35 U.S.C. No. 62/691,227 of U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,227.
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、それぞれの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日出願の米国特許仮出願第62/650,887号、「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,877号、「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,882号、及び「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する2018年3月30日出願の米国特許仮出願第62/650,898号の優先権の利益を主張する。 This application is filed March 30, 2018 under 35 U.S.C. U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS," U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,877, filed March 30, 2018, entitled "SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SUR GICAL PLATFORM and U.S. Provisional Application No. 62/650,882, filed March 30, 2018, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS," filed March 30, 2018. Priority benefit of 62/650,898 is claimed.
本出願は更に、米国特許法第119条(e)の下で、それぞれの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日出願の米国特許仮出願第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日出願の米国特許仮出願第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 Application No. 62/640,417, filed March 8, 2018; claim the priority benefit of
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日出願の米国特許仮出願第62/611,341号、「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する2017年12月28日出願の米国特許仮出願第62/611,340号、及び「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,339号の優先権の利益を主張する。 119(e), the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entireties, filed Dec. 28, 2017. Application No. 62/611,341, U.S. Provisional Patent Application No. 62/611,340, filed December 28, 2017, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," and U.S. Provisional Application No. 62/611,340, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM," December 2017. It claims the benefit of priority from US Provisional Patent Application No. 62/611,339, filed May 28.
本開示は外科システムに関する。 The present disclosure relates to surgical systems.
外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む。制御回路はセンサに連結されており、該制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて癌組織に対するセンサの近接度を評価するように構成されている。 A surgical instrument is disclosed. A surgical instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. wherein the staples are deformable by the anvil; and a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of tissue. A control circuit is coupled to the sensor, the control circuit configured to receive the sensor signal and assess the sensor's proximity to the cancerous tissue based on the sensor signal.
外科用ステープル留め器具が開示される。外科用ステープル留め器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、癌組織に対するセンサの近接度を示す生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む。制御回路はセンサに連結されており、該制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて生理学的パラメータの値を決定し、生理学的パラメータの値を所定の閾値と比較するように構成されている。 A surgical stapling instrument is disclosed. A surgical stapling instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. wherein the staples are deformable by the anvil; and a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of proximity of the sensor to cancerous tissue. . A control circuit is coupled to the sensor, the control circuit configured to receive the sensor signal, determine a value of the physiological parameter based on the sensor signal, and compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold. It is
外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、癌組織に対するセンサの近接度を示す生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサ組立体と、を含む。センサ組立体は、ステープルカートリッジを通って延在する長手方向軸線の第1の側上の第1のセンサと、長手方向軸の第2の側上の第2のセンサと、を含む。制御回路はセンサ組立体に連結されており、該制御回路は、第1のセンサから第1のセンサ信号を受信し、第2のセンサから第2のセンサ信号を受信し、第1のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第1の値を決定し、第2のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第2の値を決定し、第1の値及び第2の値を所定の閾値と比較するように構成されている。 A surgical instrument is disclosed. A surgical instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. a staple cartridge, wherein the staples are deformable by the anvil; a sensor assembly configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of proximity of the sensor to cancerous tissue; including. The sensor assembly includes a first sensor on a first side of a longitudinal axis extending through the staple cartridge and a second sensor on a second side of the longitudinal axis. A control circuit is coupled to the sensor assembly, the control circuit receiving a first sensor signal from the first sensor, a second sensor signal from the second sensor, and a first sensor signal. determining a first value of the physiological parameter based on the second sensor signal; determining a second value of the physiological parameter based on the second sensor signal; comparing the first value and the second value to a predetermined threshold is configured to
様々な態様の特徴が、添付の「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。
・「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8542USNP/170755、
・「CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP/170760、
・「SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOPERATIVE INFORMATION」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP1/170760-1、
・「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP2/170760-2、
・「SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP3/170760-3、
・「SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP4/170760-4、
・「SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8543USNP6/170760-6、
・「VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY」と題する、米国特許出願__________号、代理人整理番号END8543USNP7/170760-7、
・「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP/170761、
・「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP1/170761-1、
・「SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP2/170761-2、
・「SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8544USNP3/170761-3、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP/170762、
・「SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP1/170762-1、
・「SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP2/170762-2、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP3/170762-3、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8545USNP4/170762-4、
・「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8546USNP/170763、
・「SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8546USNP1/170763-1、
・「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」と題する、米国特許出願第__________号、代理人整理番号END8547USNP/170764、及び
・「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する、米国特許出願第__________号、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. ____________, Attorney Docket No. END8542USNP/170755, entitled "CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS";
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8543USNP/170760, entitled "CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT ACCORDING TO SENSED CLOSURE PARAMETERS";
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8543USNP1/170760-1, entitled "SYSTEMS FOR ADJUSTING END EFFECTOR PARAMETERS BASED ON PERIOD PERATIVE INFORMATION";
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8543USNP2/170760-2, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8543USNP3/170760-3, entitled "SAFETY SYSTEMS FOR SMART POWERED SURGICAL STAPLING";
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8543USNP4/170760-4, entitled "SURGICAL SYSTEMS FOR DETECTING END EFFECTOR TISSUE DISTRIBUTION IRREGULARITIES";
- U.S. Patent Application No. ______________, Attorney Docket No. END8543USNP6/170760-6, entitled "SURGICAL INSTRUMENT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLIES";
- U.S. Patent Application entitled "VARIABLE OUTPUT CARTRIDGE SENSOR ASSEMBLY", Attorney Docket No. END8543USNP7/170760-7;
U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8544USNP/170761, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE ELECTRODE";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8544USNP1/170761-1, entitled "SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FLEXIBLE CIRCUIT";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8544USNP2/170761-2, entitled "SURGICAL INSTRUMENT WITH A TISSUE MARKING ASSEMBLY";
U.S. Patent Application No. ______________, Attorney Docket No. END8544USNP3/170761-3, entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH PRIORITIZED DATA TRANSMISSION CAPABILITIES";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8545USNP/170762, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8545USNP1/170762-1, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSOR ARRANGEMENTS";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8545USNP2/170762-2, entitled "SURGICAL EVACUATION FLOW PATHS";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8545USNP3/170762-3, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND GENERATOR CONTROL";
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8545USNP4/170762-4, entitled "SURGICAL EVACUATION SENSING AND DISPLAY";
U.S. Patent Application No. ____________, entitled "COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM"; Agent reference number END8546USNP/170763,
- U.S. Patent Application No. ____________, Attorney Docket No. END8546USNP1/170763-1, entitled "SMOKE EVACUATION SYSTEM INCLUDING A SEGMENTED CONTROL CIRCUIT FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM";
- U.S. Patent Application No. ________, Attorney Docket No. E, entitled "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION DEVICE" ND8547USNP/170764, and "DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS No. ____________, Attorney Docket No. 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特許仮出願を所有する。
・「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」と題する米国特許仮出願第62/691,230号、
・「SURGICAL EVACUATION SENSING AND MOTOR CONTROL」と題する米国特許仮出願第62/691,219号、
・「COMMUNICATION OF SMOKE EVACUATION SYSTEM PARAMETERS TO HUB OR CLOUD IN SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国特許仮出願第62/691,257号、
・「SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE」と題する米国特許仮出願第62/691,262号、及び
・「DUAL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS」と題する米国特許仮出願第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";
"Communication OF SMOKE Evacutations to Hub or Cloud IN SMOKE EVACUATION MODULE FORGIVE SURGICAL SURGICAL PLATFORM "US Patent Open application No. 62/691, 257,
U.S. Provisional Patent Application No. 62/691,262 entitled "SURGICAL EVACUATION SYSTEM WITH A COMMUNICATION CIRCUIT FOR COMMUNICATION BETWEEN A FILTER AND A SMOKE EVACUATION DEVICE"; AL IN-SERIES LARGE AND SMALL DROPLET FILTERS Provisional Patent Application No. 62/691,251.
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. entitled "COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS" 15/940,640,
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.
U.S. Patent Application No. 15/940,722, entitled "CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO-CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY," and U.S. Patent Application No. 15/940, entitled "DUAL CMOS ARRAY IMAGING." , 742.
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 No. 15/940,634 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES"
U.S. Patent Application No. 15/940,706, entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK"; No. 675.
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," and US patent application Ser. No. 15/940,711.
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特許仮出願を所有する。
・「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」と題する米国特許仮出願第62/649,302号、
・「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」と題する米国特許仮出願第62/649,294号、
・「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」と題する米国特許仮出願第62/649,300号、
・「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」と題する米国特許仮出願第62/649,309号、
・「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」と題する米国特許仮出願第62/649,310号、
・「USE OF LASER LIGHT AND RED-GREEN-BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」と題する米国特許仮出願第62/649,291号、
・「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」と題する米国特許仮出願第62/649,296号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」と題する米国特許仮出願第62/649,333号、
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」と題する米国特許仮出願第62/649,327号、
・「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」と題する米国特許仮出願第62/649,315号、
・「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」と題する米国特許仮出願第62/649,313号、
・「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許仮出願第62/649,320号、
・「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許仮出願第62/649,307号、及び
・「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」と題する米国特許仮出願第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 No. 62/649,294 entitled "DATA STRIPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,300 entitled "SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,309 entitled "SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,310 entitled "COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS";
U.S. Provisional Patent Application 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 No. 62/649,296 entitled "ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,333 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,327 entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES";
U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,315 entitled "DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,313 entitled "CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,320, entitled "DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT-ASSISTED SURGICAL PLATFORMS";
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/649,307 entitled "AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT - ASSISTED SURGICAL PLATFORMS"; U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/649,323 entitled "ORMS" issue.
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4月19日出願の以下の米国特許仮出願を所有する。
・「METHOD OF HUB COMMUNICATION」と題する米国特許仮出願第62/659,900号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications, filed April 19, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
• 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30日出願の以下の米国特許仮出願を所有する。
・「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」と題する米国特許仮出願第62/650,887号、
・「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」と題する米国特許仮出願第62/650,877号。
・「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国特許仮出願第62/650,882号、及び
・「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」と題する米国特許仮出願第62/650,898号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications filed March 30, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,887 entitled "SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES";
• US Provisional Patent Application No. 62/650,877, entitled "SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS."
U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,882 entitled "SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM"; Application No. 62/650,898 .
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8日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
・「TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR」と題する米国特許仮出願第62/640,417号、及び
・「ESTIMATING STATE OF ULTRASONIC END EFFECTOR AND CONTROL SYSTEM THEREOFR」と題する米国特許仮出願第62/640,415号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications filed March 8, 2018, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
- U.S. Provisional Patent Application No. 62/640,417 entitled "TEMPERATURE CONTROL IN ULTRASONIC DEVICE AND CONTROL SYSTEM THEREFOR"; U.S. Provisional Patent Application No. 62/640 entitled EM THEREOFR , No. 415.
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、2017年12月28日出願の以下の米国特許仮出願を所有する。
・「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する米国特許仮出願第62/611,341号。
・「CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS」と題する米国特許仮出願第62/611,340号、及び
・「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」と題する米国特許仮出願第62/611,339号。
The applicant of this application owns the following US provisional patent applications, filed December 28, 2017, the entire disclosures of each of which are incorporated herein by reference:
• US Provisional Patent Application No. 62/611,341 entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM".
• US Provisional Patent Application No. 62/611,340, entitled "CLOUD-BASED MEDICAL ANALYTICS," and • US Provisional Patent Application No. 62/611,339, entitled "ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM."
外科用装置及びシステムの様々な態様を詳細に説明する前に、例示される実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明で示される部品の構造及び構成の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の具現、及び/又は実施例のうち1つ又は2つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の具現、及び/又は実施例のうち任意の1つ又は2つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。 Before describing various aspects of surgical devices and systems in detail, it is noted that the illustrated embodiments are not limited in application or use to the details of construction and arrangement of the parts shown in the accompanying drawings and description. Should. Example embodiments may be practiced with or incorporated in other aspects, variations, and modifications, and may be practiced or carried out in various ways. Further, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein have been chosen for the convenience of the reader for the purpose of describing example embodiments and not for purposes of limitation thereof. . Further, one or more of the aspects, implementations of aspects and/or examples described below may be combined with any of the other aspects, implementations of aspects and/or examples described below. It should be understood that one or more can be combined.
本開示の態様は、癌治療において利用される様々な外科用器具を提示し、これらは、癌組織に対する近接度を評価するため、及び/又は、ユーザが癌組織から安全な距離を誘導するのを支援するための様々なセンサ及びアルゴリズムを用いる。外科用器具は、単独で、又はコンピュータ実装インタラクティブ外科システムの構成要素として利用することができる。 Aspects of the present disclosure present various surgical instruments that are utilized in cancer treatment to assess proximity to cancerous tissue and/or to guide a user to a safe distance from cancerous tissue. Using various sensors and algorithms to assist in A surgical instrument may be utilized alone or as a component of a computer-implemented interactive surgical system.
図1を参照すると、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100は、1つ又は2つ以上の外科システム102と、クラウドベースのシステム(例えば、ストレージ装置105に連結されたリモートサーバ113を含み得るクラウド104)と、を含む。各外科システム102は、リモートサーバ113を含み得るクラウド104と通信する少なくとも1つの外科用ハブ106を含む。一実施例では、図1に示すように、外科システム102は、互いに、及び/又はハブ106と通信するように構成された、可視化システム108と、ロボットシステム110と、ハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含む。いくつかの態様では、外科システム102は、M個のハブ106と、N個の可視化システム108と、O個のロボットシステム110と、P個のハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と、を含んでもよく、ここでM、N、O、及びPは1以上の整数である。
Referring to FIG. 1, a computer-implemented interactive
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。本開示の外科用器具の1つ又は2つ以上は、ロボットシステムと共に使用するためのロボットツールとして実装され得る。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
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」と題する米国特許仮出願第62/611,339号に記載されている。
Other types of robotic systems can be readily adapted for use with
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」と題する米国特許仮出願第62/611,340号に記載されている。
Various examples of cloud-based analytics performed by the
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,
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
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 (i.e., detectable by the human eye) to 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、低侵襲性手術で使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、膀胱鏡(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、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,
一態様では、撮像装置は、トポグラフィーと下層構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを用いる。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにわたって特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、IR及び紫外光を含む特定の波長からの光に感受性の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」と題する米国特許仮出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で詳細に説明されている。マルチスペクトルモニタリングは、1つの手術作業が完了した後に、処置された組織上で上述の試験の1つ又は2つ以上を実施するために手術野を再配置するのに有用なツールであり得る。 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 that are sensitive to light from specific wavelengths, including 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 US Provisional Application No. 62/611,341, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," filed Dec. 28, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. 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
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、Health Level-7、画像アーカイブ及び通信システム、並びに電子医療記録(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」と題する米国特許仮出願第62/611,341号の「Advanced Imaging Acquisition Module」の項で説明されている。
In various aspects, the
図2に示すように、一次ディスプレイ119は、手術台114に位置する操作者に可視であるように、滅菌野内に配置される。加えて、可視化タワー111は、滅菌野の外に位置付けられる。可視化タワー111は、互いに離れる方に面する第1の非滅菌ディスプレイ107及び第2の非滅菌ディスプレイ109を含む。ハブ106によって誘導される可視化システム108は、ディスプレイ107、109、及び119を使用して、滅菌野の内外の操作者に対する情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ106は、可視化システム108に、一次ディスプレイ119上の手術部位のライブ映像を維持させながら、撮像装置124によって記録される手術部位のスナップショットを非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示させることができる。非滅菌ディスプレイ107又は109上のスナップショットは、例えば、非滅菌操作者が外科処置に関連する診断工程を実施することを可能にすることができる。
As shown in FIG. 2,
一態様では、ハブ106は、滅菌野内で、可視化タワー111に位置する非滅菌操作者によって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌領域内の一次ディスプレイ119に送り、これを手術台に位置する滅菌操作者が見ることができるようにも構成される。一実施例では、入力は、ハブ106によって一次ディスプレイ119に送ることのできる、非滅菌ディスプレイ107又は109上に表示されるスナップショットに対する修正の形態であってもよい。
In one aspect, the
図2を参照すると、外科用器具112は、外科処置において外科システム102の一部として使用されている。ハブ106はまた、外科用器具112のディスプレイへの情報フローを調整するようにも構成されている。例えば、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」と題する2017年12月28日出願の米国特許仮出願第62/611,341号における。可視化タワー111の位置で非滅菌操作者によって入力される診断入力又はフィードバックは、滅菌野内でハブ106によって外科用器具ディスプレイ115に送られてもよく、ここで診断入力又はフィードバックは外科用器具112の操作者によって見られてもよい。外科システム102と共に用いるのに好適な例示的外科用器具については、例えば、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日出願の米国特許仮出願第62/611,341号で説明されている。
Referring to FIG. 2,
ここで図3を参照すると、ハブ106が、可視化システム108、ロボットシステム110、及びハンドヘルド式インテリジェント外科用器具112と通信している状態で示されている。ハブ106は、モニタ135、撮像モジュール138、発生器モジュール140、通信モジュール130、プロセッサモジュール132、及びストレージアレイ134を含む。特定の態様では、図3に示すように、ハブ106は、排煙モジュール126及び/又は吸引/灌注モジュール128を更に含む。
Referring now to FIG. 3 ,
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。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 hub's
本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブを提示する。外科用ハブは、ハブ筐体と、ハブ筐体のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ及び電力接点を含む。組み合わせ生成器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極高周波(RF)エネルギー発生器構成要素、及び単極RFエネルギー発生器構成要素のうちの2つ以上を含む。一態様では、組み合わせ生成器モジュールは、更に、排煙構成要素と、組み合わせ生成器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも1つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体、及び/又は微粒子を排出するように構成された少なくとも1つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。 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 hub housing and a combination generator module slidably receivable within a docking station of the hub housing. The docking station contains data and power contacts. A combination generator module includes two or more of an ultrasonic energy generator component, a bipolar radio frequency (RF) energy generator component, and a unipolar RF energy generator component housed within a single unit. include. 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、ハブ筐体内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュールまで延在する。一態様では、ハブ筐体は、流体インターフェースを備える。 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 hub housing. In one aspect, the hub housing includes a fluidic 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、ハブのモジュール式筐体136が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式筐体136の利点の1つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び/又は交換を可能にすることである。
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 hub's
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含む第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 the 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ハブのモジュール式筐体136に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128間の双方向通信を更に促進する。図5に示すように、発生器モジュール140は、ハブのモジュール式筐体136に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット139内に支持される、統合された単極、双極、及び超音波構成要素を備える発生器モジュールであってもよい。図5に示すように、発生器モジュール140は、単極装置146、双極装置147、及び超音波装置148に接続するように構成され得る。あるいは、発生器モジュール140は、ハブのモジュール式筐体136を介して相互作用する一連の単極、双極、及び/又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式筐体136は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式筐体136にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。
Referring to FIGS. 3-7, aspects of the present disclosure are presented for a hub
以下により詳細に記載されるように、単極装置146、双極装置147、及び超音波装置148のうちの1つ又は2つ以上には、癌組織に対する近接度を評価するため、及び/又はユーザが癌組織から安全な距離を誘導するのを支援するためのセンサ及びアルゴリズムが装備され得る。
As described in more detail below, one or more of the
一態様では、ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128の取り外し可能な取り付け及びそれらの間の双方向通信を可能にするために、外部及び無線通信ヘッダを備えるモジュール式電力及び通信バックプレーン149を備える。
In one aspect, the hub's
一態様では、ハブのモジュール式筐体136は、モジュール140、126、128を摺動可能に受容するように構成された、本明細書ではドロアーとも称されるドッキングステーション又はドロアー151を含む。図4は、外科用ハブ筐体136、及び外科用ハブ筐体136のドッキングステーション151に摺動可能に受容可能な組み合わせ生成器モジュール145の部分斜視図を示す。組み合わせ生成器モジュール145の後側に電力及びデータ接点を有するドッキングポート152は、組み合わせ生成器モジュール145がハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151内の位置へと摺動されると、対応するドッキングポート150をハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の電力及びデータ接点と係合するように構成される。一態様では、組み合わせ生成器モジュール145は、図5に示すように、双極、超音波、及び単極モジュールと、単一のハウジングユニット139と共に一体化された排煙モジュールと、を含む。
In one aspect, the hub
様々な態様では、排煙モジュール126は、捕捉/回収された煙及び/又は流体を手術部位から遠ざけて、例えば、排煙モジュール126へと搬送する流体ライン154を含む。排煙モジュール126から発生する真空吸引は、煙を手術部位のユーティリティ導管の開口部に引き込むことができる。流体ラインに連結されたユーティリティ導管は、排煙モジュール126で終端する可撓管の形態であってもよい。ユーティリティ導管及び流体ラインは、ハブ筐体136内に受容される排煙モジュール126に向かって延在する流体経路を画定する。
In various aspects, the
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/
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
灌注管は流体源と流体連通することができ、吸い込み管は真空源と流体連通することができる。流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128内に収容され得る。一実施例では、流体源及び/又は真空源は、吸引/灌注モジュール128とは別にハブ筐体136内に収容され得る。このような実施例では、流体インターフェースは、吸引/灌注モジュール128を流体源及び/又は真空源に接続するように構成され得る。
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/
一態様では、モジュール140、126、128及び/又はハブのモジュール式筐体136上のそれらの対応するドッキングステーションは、モジュールのドッキングポートを位置合わせして、ハブのモジュール式筐体136のドッキングステーション内でこれらの対応部品と係合させるように構成された位置合わせ機構を含み得る。例えば、図4に示すように、組み合わせ生成器モジュール145は、ハブのモジュール式筐体136の対応するドッキングステーション151の対応するブラケット156と摺動可能に係合するように構成された側部ブラケット155を含む。ブラケットは協働して、組み合わせ生成器モジュール145のドッキングポート接点をハブのモジュール式筐体136のドッキングポート接点と電気係合させるように誘導する。
In one aspect, the
いくつかの態様では、ハブのモジュール式筐体136のドロアー151はサイズが同じ又は実質的に同じであり、モジュールはドロアー151内に受容されるサイズに調整される。例えば、側部ブラケット155及び/又は156は、モジュールのサイズに応じてより大きくなっても小さくなってもよい。他の態様では、ドロアー151はサイズが異なり、それぞれ特定のモジュールを収容するように設計される。
In some aspects, the
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、ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の双方向通信を容易にすることができる。あるいは又は更に、ハブのモジュール式筐体136のドッキングポート150は、ハブのモジュール式筐体136内に収容されたモジュール間の無線双方向通信を容易にしてもよい。例えば、Air Titan-Bluetoothなどの任意の好適な無線通信を用いてもよい。
As shown in FIG. 4, the
図6は、外科用ハブ206の複数のモジュールを受容するように構成された横方向モジュール式ハウジング160の複数の横方向ドッキングポートの個々の電力バスアタッチメントを示す。横方向モジュール式ハウジング160は、モジュール161を横方向に受容して相互接続するように構成される。モジュール161は、モジュール161を相互接続するためのバックプレーンを含む横方向モジュール式ハウジング160のドッキングステーション162内に摺動可能に挿入される。図6に示すように、モジュール161は、横方向モジュール式ハウジング160内で横方向に配置される。あるいは、モジュール161は、垂直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
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
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
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.
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
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
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
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
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。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
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
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)は記憶しない。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
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
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209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製する。ネットワークルータ211は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室、又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワークなどの、異なる位置に位置する2つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ211は、パケット形態のデータをクラウド204に送信し、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ211は、データを転送するためにIPアドレスを使用する。
一実施例では、ネットワークハブ207は、複数のUSB装置をホストコンピュータに接続することを可能にするUSBハブとして実装されてもよい。USBハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のUSBポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ207は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線又は無線能力を含むことができる。一態様では、無線USB短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置1a~1nと装置2a~2mとの間の通信のために使用されてもよい。
In one embodiment,
他の実施例では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、固定及びモバイル装置から短距離にわたってデータを交換し(2.4~2.485GHzのISM帯域における短波長UHF電波を使用して)、かつパーソナルエリアネットワーク(PAN)を構築するために、Bluetooth無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。他の態様では、手術室装置1a~1n/2a~2mは、Wi-Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16ファミリー)、IEEE802.20、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、並びにEv-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、及びこれらのイーサネット派生物、のみならず3G、4G、5G、及びそれ以降と指定される任意の他の無線及び有線プロトコルが挙げられるがこれらに限定されない数多くの無線又は有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ203と通信することができる。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第1の通信モジュールは、Wi-Fi及びBluetoothなどの短距離無線通信専用であってもよく、第2の通信モジュールは、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DOなどの長距離無線通信専用であってもよい。
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
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
モジュール式通信ハブ203は、スタンドアロンの装置として使用されてもよく、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ及びネットワークスイッチに接続されてもよい。モジュール式通信ハブ203は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ203は手術室装置1a~1n/2a~2mをネットワーク接続するための良好な選択肢となる。
図9は、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム100と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、多くの点で外科システム102と類似する1つ又は2つ以上の外科システム202を含む。各外科システム202は、リモートサーバ213を含み得るクラウド204と通信する少なくとも1つの外科用ハブ206を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科システム200は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室内に位置する他のコンピュータ化装置などの複数の手術室装置に接続されたモジュール式制御タワー236を備える。図10に示されるように、モジュール式制御タワー236は、コンピュータシステム210に連結されたモジュール式通信ハブ203を備える。図9の実施例に例示するように、モジュール式制御タワー236は、内視鏡239に連結された撮像モジュール238、エネルギー装置241に連結された発生器モジュール240、排煙器モジュール226、吸引/灌注モジュール228、通信モジュール230、プロセッサモジュール232、ストレージアレイ234、任意でディスプレイ237に連結されたスマート装置/器具235、及び非接触センサモジュール242に連結される。手術室装置は、モジュール式制御タワー236を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結される。ロボットハブ222もまた、モジュール式制御タワー236及びクラウドコンピューティングリソースに接続されてもよい。中でもとりわけ、装置/器具235、可視化システム208が、本明細書に記載される有線又は無線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー236に連結されてもよい。モジュール式制御タワー236は、撮像モジュール、装置/器具ディスプレイ、及び/又は他の可視化システム208から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ215(例えば、モニタ、スクリーン)に連結されてもよい。ハブディスプレイはまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワーに接続された装置から受信したデータを表示してもよい。
FIG. 9 shows a computer-implemented interactive
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
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日出願の米国特許仮出願第62/611,341号中の「Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査し、ここでセンサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリングの距離限界を調整するように構成される。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信し、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して、手術室のサイズを判定し、かつBluetoothペアリング距離限界を調整することによって手術室を走査する。
コンピュータシステム210は、プロセッサ244とネットワークインターフェース245とを備える。プロセッサ244は、システムバスを介して、通信モジュール247、ストレージ248、メモリ249、不揮発性メモリ250、及び入力/出力インターフェース251に連結される。システムバスは、9ビットバス、業界標準アーキテクチャ(ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MSA)、拡張ISA(EISA)、インテリジェントドライブエレクトロニクス(IDE)、VESAローカルバス(VLB)、周辺装置相互接続(PCI)、USB、アドバンスドグラフィックスポート(AGP)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス(PCMCIA)、小型計算機システム・インターフェース(SCSI)、又は任意の他の独自バス(proprietary bus)が挙げられるがこれらに限定されない任意の様々なバスアーキテクチャを用いる、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び/又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造(複数可)のうちのいずれかであっってもよい。
プロセッサ244は、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、及び/又は、1つ若しくは2つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ若しくは2つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ若しくは2つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。
一態様では、プロセッサ244は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。
In one aspect, the
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 non-volatile 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。
コンピュータシステム210は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含むことを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムが挙げられる。ディスクストレージ上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能する。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスクストレージ上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用する。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
It should be appreciated that
ユーザは、I/Oインターフェース251に連結された入力装置(複数可)を介してコンピュータシステム210にコマンド又は情報を入力する。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライトディッシュ、スキャナ、TVチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどが挙げられるが、これらに限定されない。これら及び他の入力装置は、インターフェースポート(複数可)を介し、システムバスを通してプロセッサに接続する。インターフェースポート(複数可)としては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、及びUSBが挙げられる。出力装置(複数可)は、入力装置(複数可)と同じ種類のポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、USBポートを使用して、コンピュータシステムに入力を提供し、またコンピュータシステムからの情報を出力装置に出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とする出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ、及びプリンタなどのいくつかの出力装置が存在することを示すために提供される。出力アダプタとしては、例示としてのものであり限定するものではないが、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードが挙げられる。遠隔コンピュータ(複数可)などの他の装置及び/又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供することに留意されたい。
A user enters commands or information into
コンピュータシステム210は、クラウドコンピュータ(複数可)などの1つ若しくは2つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータ(複数可)は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークPC、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置、又は他の一般的なネットワークノードなどであり得、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、遠隔コンピュータ(複数可)と共にメモリストレージ装置のみが示される。遠隔コンピュータ(複数可)は、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク(LAN)及びワイドエリアネットワーク(WAN)などの通信ネットワークを包含する。LAN技術としては、光ファイバ分散データインターフェース(FDDI)、銅線分散データインターフェース(CDDI)、Ethernet/IEEE802.3、Token Ring/IEEE802.5などが挙げられる。WAN技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)及びその変形などの回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、並びにデジタル加入者回線(DSL)が挙げられるがこれらに限定されない。
様々な態様では、図10のコンピュータシステム210、図9~図10の撮像モジュール238、及び/又は可視化システム208、及び/又はプロセッサモジュール232は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ(DSP)を含んでもよい。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
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
図11は、本開示の少なくとも1つの態様による、USBネットワークハブ300装置の一態様の機能ブロック図を示す。図示した態様では、USBネットワークハブ装置300は、Texas Instruments製TUSB2036集積回路ハブを採用する。USBネットワークハブ300は、USB2.0規格に準拠する、上流USB送受信ポート302及び最大3つの下流USB送受信ポート304、306、308を提供するCMOS装置である。上流USB送受信ポート302は、差動データプラス(DP0)入力とペアリングされた差動データマイナス(DM0)入力を含む差動ルートデータポートである。3つの下流USB送受信ポート304、306、308は、各ポートが差動データマイナス(DM1~DM3)出力とペアリングした差動データプラス(DP1~DP3)出力を含む差動データポートである。
FIG. 11 illustrates a functional block diagram of one aspect of a
USBネットワークハブ300装置は、マイクロコントローラの代わりにデジタル状態マシンを備えて実装され、ファームウェアのプログラミングを必要としない。完全準拠したUSB送受信機が、上流USB送受信ポート302及び全ての下流USB送受信ポート304、306、308の回路に統合される。下流USB送受信ポート304、306、308は、ポートに取り付けられた装置の速度に応じてスルーレートを自動的に設定することによって、最高速度及び低速の装置の両方をサポートする。USBネットワークハブ300装置は、バスパワーモード又はセルフパワーモードのいずれかで構成されてもよく、電力を管理するためのハブパワー論理312を含む。
The
USBネットワークハブ300装置は、シリアルインターフェースエンジン310(SIE)を含む。SIE310は、USBネットワークハブ300ハードウェアのフロントエンドであり、USB仕様書の第8章に記載されているプロトコルの大部分を取り扱う。SIE310は、典型的には、トランザクションレベルまでのシグナリングを理解する。これが取り扱う機能としては、パケット認識、トランザクションの並べ替え、SOP、EOP、RESET、及びRESUME信号の検出/生成、クロック/データ分離、非ゼロ復帰逆転(NRZI)データ符号化/復号及びビットスタッフィング、CRC生成及びチェック(トークン及びデータ)、パケットID(PID)の生成、及びチェック/復号、並びに/又はシリアル・パラレル/パラレル・シリアル変換が挙げられ得る。310はクロック入力314を受信し、ポート論理回路320、322、324を介して上流USB送受信ポート302と下流USB送受信ポート304、306、308との間の通信を制御するためにサスペンド/レジューム論理並びにフレームタイマー316回路及びハブリピータ回路318に連結される。SIE310は、シリアルEEPROMインターフェース330を介してシリアルEEPROM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
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
外科用器具のハードウェア
図12は、本開示の1つ又は2つ以上の態様による、外科用器具又はツールの制御システム470の論理図を示す。制御システム470は、プロセッサ462及びメモリ468を含む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。
Surgical Instrument Hardware FIG. 12 illustrates a logic diagram of a surgical instrument or
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,
一態様では、マイクロコントローラ461は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。
In one aspect, the
マイクロコントローラ461は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御など、様々な機能を実行するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ461は、プロセッサ462及びメモリ468を含む。電動モータ482は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流(DC)モータであってもよい。一態様では、モータ駆動器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。
The
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。
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。他の構成において、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もよい。モータ駆動器492は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)を含むHブリッジ駆動器を備えてもよい。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、ハンドル組立体又はツールハウジングに解除可能に装着された電源組立体によって給電され得る。電源組立体は、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もよい。少なくとも1つの実施例では、電池セルは、電源組立体に連結可能かつ電源組立体から分離可能であり得るリチウムイオン(LI)電池であり得る。
In one aspect,
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、電池電圧が7Vに下がるまで完全な(>10V)ゲート駆動をもたらし、5.5Vに下がるまでA3941を低減ゲート駆動で動作させる、固有の電荷ポンプレギュレータを含む。ブートストラップコンデンサが、NチャネルのMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を提供するために使用されてもよい。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。
追跡システム480は、本開示の少なくとも1つの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含む。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、ギア減速機組立体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、それぞれは、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、外科用器具の任意の移動可能な部材を総じて指すために使用される。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びIビームに連結される。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Iビームの直線変位を追跡することができる。様々な他の態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ472に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはIビーム、又はそれらの組み合わせは、任意の好適な変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器(LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(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含む磁気感知システム、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含む磁気感知システム、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含む光学検出システム、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含む光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
電動モータ482は、変位部材上の駆動歯のセット又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体と動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ素子は、位置センサ472素子の1回転が、変位部材のいくらかの直線長手方向並進に対応するように、ギア組立体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、ギア減速機組立体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
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が1回転した後で、変位部材が点「a」から点「b」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ472が変位部材のフルストロークに対して1回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して接続されてもよい。位置センサ472は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
One rotation of the sensor element associated with the
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決定する。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 rotations of the
位置センサ472は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するか否かに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁界の感知に用いられる技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動(nuclear precession)、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサが挙げられる。
一態様では、絶対位置決めシステムを備える追跡システム480の位置センサ472は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。位置センサ472は、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ472は、マイクロコントローラ461と連携して絶対位置決めシステムを提供する。位置センサ472は、低電圧低電力の構成要素であり、磁石の上方に位置する位置センサ472の領域に、4つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ADC及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法(digit-by-digit method)及びボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)としても知られる、座標回転デジタルコンピュータ(CORDIC)プロセッサが設けられる。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース(SPI)インターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ461に伝送される。位置センサ472は、12ビット又は14ビットの解像度を提供する。位置センサ472は、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。
In one aspect,
絶対位置決めシステムを備える追跡システム480は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のPWMが挙げられる。位置センサ472によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(複数可)が設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサ(複数可)としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2016年5月24日発行の米国特許第9,345,481号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する2014年9月18日公開の米国特許出願公開第2014/0263552号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」と題する2017年6月20日出願の米国特許出願第15/628,175号に記載されているものなどのセンサ構成が挙げられ得る。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
絶対位置決めシステムは、モータ482が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット(ゼロ又はホーム)位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
The absolute positioning system resets the displacement member, as might be required with a conventional rotary encoder where the
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、又はそれに加えて、例えば、負荷センサなどのセンサ476が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサなどのセンサ476は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にIビームに加えられる発射力を測定することができる。Iビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、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、鋭利な刃先を含む。あるいは、モータ482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
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、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は大きさを測定することができ、これは組織の圧縮を示すことができる。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ461のプロセッサ462に提供される。負荷センサ476は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を操作するのに用いられる力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ462に提供され得る。
In one form, a
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
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
図13は、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500を示す。制御回路500は、本明細書に記載される様々なプロセスを実行するように構成され得る。制御回路500は、少なくとも1つのメモリ回路504に連結された1つ又は2つ以上のプロセッサ502(例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ)を備えるマイクロコントローラを備えることができる。メモリ回路504は、プロセッサ502によって実行されると、本明細書に記載される様々なプロセスを実行するための機械命令をプロセッサ502に実行させる、機械実行可能命令を記憶する。プロセッサ502は、当該技術分野で既知の多数のシングル又はマルチコアプロセッサのうち任意の1つであってもよい。メモリ回路504は、揮発性及び不揮発性のストレージ媒体を含んでもよい。プロセッサ502は、命令処理ユニット506及び演算ユニット508を含んでもよい。命令処理ユニットは、本開示のメモリ回路504から命令を受信するように構成されてもよい。
FIG. 13 illustrates
図14は、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行するように構成され得る。組み合わせ論理回路510は、入力514で外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理512によってデータを処理し、出力516を提供するように構成された組み合わせ論理512を含む有限状態マシンを含み得る。
FIG. 14 illustrates
図15は、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行するように構成することができる。順序論理回路520は有限状態マシンを含んでもよい。順序論理回路520は、例えば、組み合わせ論理522、少なくとも1つのメモリ回路524、及びクロック529を含んでもよい。少なくとも1つのメモリ回路524は、有限状態マシンの現在の状態を記憶することができる。特定の例では、順序論理回路520は、同期式又は非同期式であってもよい。組み合わせ論理522は、入力526から外科用器具又はツールと関連付けられたデータを受信し、組み合わせ論理522によってデータを処理し、出力528を提供するように構成される。他の態様では、回路は、プロセッサ(例えば、図13のプロセッサ502)と、本明細書の様々なプロセスを実行する有限状態マシンと、の組み合わせを含んでもよい。他の態様では、有限状態マシンは、組み合わせ論理回路(例えば図14の組み合わせ論理回路510)と順序論理回路520の組み合わせを含むことができる。
FIG. 15 illustrates a
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、例えばシャフト組立体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
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、発射モータ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、発射モータ駆動組立体604に動作可能に連結されてもよい。特定の例では、発射モータ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置し、かつ/又はIビーム要素の刃先を前進させて、捕捉された組織を切断してもよい。Iビーム要素は、発射モータ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 operable to a firing motor drive assembly 604, which can be configured to transmit firing motion generated by firing motor 602 to an end effector, specifically to displace the I-beam elements. may be connected to In certain examples, the firing motion generated by firing motor 602 may, for example, deploy staples from a staple cartridge into tissue captured by an end effector and/or advance a cutting edge of an I-beam element to The captured tissue may be cut. The I-beam elements can be retracted by reversing the direction of firing 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閉鎖モータ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、閉鎖モータ駆動組立体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、閉鎖モータ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 specifically configured to displace the closure tube to close the anvil and transmit the closure motion generated by closure motor 603 to the end effector to compress tissue between the anvil and staple cartridge. may be operably coupled with a closure motor drive assembly 605, which may be configured to: The closing motion can 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 the closing 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。関節運動モータ606a、606bは、関節運動モータ606a、606bによって生成された関節運動をエンドエフェクタに伝達するように構成され得る、対応する関節運動モータ駆動組立体608a、608bに動作可能に連結され得る。特定の例では、関節運動は、例えば、シャフトに対してエンドエフェクタを関節運動させることができる。
In certain examples, a surgical instrument or tool may include, for example, one or
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ビーム要素を遠位方向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,
特定の例では、外科用器具又はツールは、外科用器具又はツールの複数のモータと共に用いることができる、共通の制御モジュール610を含んでもよい。特定の例では、共通の制御モジュール610は、一度に複数のモータのうちの1つに対応することができる。例えば、共通の制御モジュール610は、ロボット外科用器具の複数のモータ対して個々に連結及び分離が可能であってもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610などの1つ又は2つ以上の共通の制御モジュールを共有してもよい。特定の例では、外科用器具又はツールの複数のモータは、共通の制御モジュール610に独立してかつ選択的に係合することができる。特定の例では、共通の制御モジュール610は、外科用器具又はツールの複数のモータのうち一方との連携から、外科用器具又はツールの複数のモータのうちもう一方との連携へと選択的に切り替えることができる。
In certain examples, a surgical instrument or tool may include a
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,
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
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を含み得るモータ駆動器626を含んでもよい。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,
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,
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、LI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,
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、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,
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,
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,
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
図17は、本開示の少なくとも1つの態様による、本明細書に記載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、及び/又は1つ若しくは2つ以上の関節運動部材を制御するように構成された制御回路710を備える。
FIG. 17 is a schematic illustration of a robotic
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(鋭い刃先を含む)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
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もよい。
In one aspect, the
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、本明細書に記載されるように、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,
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、様々なモータ制御部708a~708eに提供されてもよい。モータ制御部708a~708eは、本明細書に記載されるように、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つ以上の回路を含んでもよい。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、モータ制御部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
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
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、対応する伝達装置706a~706eを介して、Iビーム714、アンビル716、シャフト740、関節運動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。伝達装置706a~706eは、モータ704a~704eを可動機械的要素に連結するための1つ又は2つ以上のギア又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ734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。いくつかの実施例では、位置センサ734は、Iビーム714が遠位方向及び近位方向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の位置を決定してもよい。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、いくつかの実施例では、位置センサ734は省略されてもよい。モータ704a~704eのいずれかがステッパモータである場合、制御回路710は、モータ704が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム714の位置を追跡することができる。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してもよい。モータ704a~704eのそれぞれの出力は、力を感知するためのトルクセンサ744a~744eを含み、駆動シャフトの回転を感知するエンコーダを有する。
In one aspect, the motors 704a-704e may receive power from the
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のIビーム714部分などの発射部材を駆動するように構成されている。制御回路710はモータ制御部708aにモータ設定値を提供し、モータ制御部708aはモータ704aに駆動信号を提供する。モータ704aの出力シャフトは、トルクセンサ744aに連結される。トルクセンサ744aは、Iビーム714に連結された伝達装置706aに連結される。伝達装置706aは、エンドエフェクタ702の長手方向軸線に沿っ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含む。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組立体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。発射部材が遠位方向に並進すると、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、遠位方向に前進して、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,
一態様では、制御回路710は、エンドエフェクタ702のアンビル716などの閉鎖部材を駆動するように構成されている。制御回路710は、モータ704bに駆動信号を提供するモータ制御部708bにモータ設定点を提供する。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に連結された伝達装置706bに連結される。伝達装置706bは、開放位置及び閉鎖位置からのアンビル716の移動を制御するための回転要素及び閉鎖部材などの可動機械的要素を含む。一態様では、モータ704bは、閉鎖スパーギアと噛合係合して支持される閉鎖減速ギアセットを含む閉鎖ギア組立体に連結される。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の反対側に位置付けられる。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,
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に連結された伝達装置706cに連結される。伝達装置706cは、シャフト740の時計回り又は反時計回りの回転を360度まで及びそれを超えて制御するために回転要素などの可動機械的要素を含む。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組立体によって動作可能に係合されるように、近位閉鎖管の近位端上に形成された(又はこれに取り付けられた)管状ギアセグメントを含む回転伝達装置組立体に連結される。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,
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に連結された伝達装置706dに連結される。伝達装置706dは、エンドエフェクタ702の±65°の関節運動を制御するための関節運動要素などの可動機械的要素を含む。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組立体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,
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
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と連係して絶対位置決めシステムを提供してもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
In one aspect,
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んでもよい。センサ738は、セグメント化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のデッキ上に位置してもよい。トルクセンサ744a~744eは、とりわけ、発射力、閉鎖力、及び/又は関節運動力などの力を感知するように構成されてもよい。したがって、制御回路710は、(1)遠位閉鎖管によって経験される閉鎖負荷及びその位置、(2)ラックにある発射部材及びその位置、(3)ステープルカートリッジ718のどの部分がその上に組織を有しているか、及び(4)両方の関節運動ロッド上の負荷及び位置を感知することができる。
In one aspect,
一態様では、1つ又は2つ以上のセンサ738は、クランプ状態にあるアンビル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含んでもよい。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含んでもよい。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
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,
一態様では、センサ738は、閉鎖駆動システムによってアンビル716に及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ738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得る。アンビル716に対して及ぼされる力は、アンビル716とステープルカートリッジ718との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ738を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル716に加えられる閉鎖力を検出し得る。1つ又は2つ以上のセンサ738は、制御回路710のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路710は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル716に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
In one aspect,
一態様では、電流センサ736を用いて、モータ704a~704eのそれぞれによって引き込まれる電流を測定することができる。Iビーム714などの可動機械的要素のいずれかを前進させるのに必要な力は、モータ704a~704eのうちの1つによって引き込まれる電流に対応する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路710に提供される。制御回路710は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ702内のIビーム714を目標速度又はその付近で移動させることができる。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、線形二次(LQR)、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。ロボット外科用器具700は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月29日出願の「CLOSED LOOP VELOCITY CONTROL TECHNIQUES FOR ROBOTIC SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/636,829号に開示されている。
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-
図18は、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(鋭い刃先を含む)、及び取り外し可能なステープルカートリッジ768を含み得るエンドエフェクタ752を備える。
FIG. 18 shows a block diagram of a
閉鎖部材764などの直線変位部材の位置、移動、変位、及び/又は並進は、絶対位置決めシステム、センサ構成、及び位置センサ784によって測定され得る。Iビーム764が長手方向に移動可能な駆動部材に連結されているため、Iビーム764の位置は、位置センサ784を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定され得る。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含んでもよい。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によって決定された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の位置を決定し得る。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
制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータ制御部758に提供されてもよい。モータ制御部758は、本明細書に記載されるように、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つ以上の回路を含んでもよい。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、モータ制御部758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。
モータ754は、エネルギー源762から電力を受け取ってもよい。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ若しくは2つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を感知し得る。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。いくつかの実施例では、位置センサ784は、Iビーム764が遠位方向及び近位方向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の位置を決定してもよい。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、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータ754が実行するように指示されたステップの数及び方向を合計することによって、Iビーム764の位置を追跡することができる。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してもよい。
制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信してもよい。センサ788は、エンドエフェクタ752上に位置付けられ、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含んでもよい。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよい。
1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態にあるアンビル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含んでもよい。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含んでもよい。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
センサ788は、閉鎖駆動システムにより、アンビル766に対して及ぼされる力を測定するように構成されてもよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル766に加えられる閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。
A
制御回路760は、器具の実際のシステムの応答をコントローラのソフトウェアでシミュレートするように構成され得る。変位部材を作動させて、エンドエフェクタ752内のIビーム764を目標速度又はその付近で移動させることができる。外科用器具750は、フィードバックコントローラを含むことができ、フィードバックコントローラは、例えば、PID、状態フィードバック、LQR、及び/又は適応コントローラが挙げられるがこれらに限定されない任意のフィードバックコントローラのうちのいずれか1つであってもよい。外科用器具750は、フィードバックコントローラからの信号を、例えば、ケース電圧、PWM電圧、周波数変調電圧、電流、トルク、及び/又は力などの物理的入力に変換するための電源を含むことができる。
The
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
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変位部材を遠位方向及び近位方向に駆動してもよい。エンドエフェクタ752は、枢動可能なアンビル766と、使用のために構成される場合は、アンビル766の反対側に位置付けられたステープルカートリッジ768と、を含んでもよい。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。外科用器具750を使用する準備が整った場合、臨床医は、例えば外科用器具750のトリガを押すことによって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754は、変位部材をエンドエフェクタ752の長手方向軸線に沿って、近位のストローク開始位置からストローク開始位置の遠位にあるストローク終了位置まで遠位方向に駆動してもよい。変位部材が遠位方向に並進するにつれて、遠位端に位置付けられた切断要素を有するIビーム764は、ステープルカートリッジ768とアンビル766との間の組織を切断することができる。
Various exemplary aspects are directed to a
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、本明細書に記載されるように、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,
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外科用器具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装してもよい。例えば、ストロークの閉ループ部分の間、制御回路760は、変位部材の位置を記述する並進データに基づいてモータ754を閉ループ式に変調して、変位部材を一定速度で並進させてもよい。更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年9月29日出願の「SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING A DISPLAY OF A SURGICAL INSTRUMENT」と題する米国特許出願第15/720,852号に開示されている。
In some embodiments,
図19は、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、を含み得るエンドエフェクタ792を備える。
FIG. 19 is a schematic illustration of a
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,
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含む絶対位置決めシステムとして実装されてもよい。位置センサ784は、制御回路760と連係して絶対位置決めシステムを提供してもよい。位置は、磁石の上方に位置し、加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために設けられた、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られるCORDICプロセッサに連結された、複数のホール効果素子を含み得る。
In one aspect,
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含む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もよい。一態様では、ステープルカートリッジ768は、標準的な(機械式)外科用締結具カートリッジとして実装されてもよい。一態様では、RFカートリッジ796はRFカートリッジとして実装されてもよい。これら、及び他のセンサ構成は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる、2017年6月20日に出願された同一所有者の米国特許出願第15/628,175号(表題「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」)に記載されている。
In one aspect, the I-
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を用いる長手方向に移動可能な駆動部材の位置を測定することによって決定され得る。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。本明細書に記載されるように、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含んでもよい。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によって決定された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の位置を決定し得る。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-
制御回路760は、モータ設定点信号772を生成してもよい。モータ設定値信号772は、モータ制御部758に提供されてもよい。モータ制御部758は、本明細書に記載されるように、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つ以上の回路を含んでもよい。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、モータ制御部758は省略されてもよく、制御回路760がモータ駆動信号774を直接生成してもよい。
モータ754は、エネルギー源762から電力を受け取ってもよい。エネルギー源762は、電池、超コンデンサ、又は任意の他の好適なエネルギー源であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。モータ754は、伝達装置756を介してIビーム764に機械的に連結されてもよい。伝達装置756は、モータ754をIビーム764に連結するための1つ若しくは2つ以上の歯車又は他の連結構成要素を含んでもよい。位置センサ784は、Iビーム764の位置を感知し得る。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が遠位方向及び近位方向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の位置を決定してもよい。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、いくつかの実施例では、位置センサ784は省略されてもよい。モータ754がステッパモータである場合、制御回路760は、モータ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してもよい。
制御回路760は、1つ又は2つ以上のセンサ788と通信してもよい。センサ788は、エンドエフェクタ792上に位置付けられ、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含んでもよい。センサ788は、1つ又は2つ以上のセンサを含んでもよい。
1つ又は2つ以上のセンサ788は、クランプ状態にあるアンビル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含んでもよい。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含んでもよい。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
センサ788は、閉鎖駆動システムによりにより、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もよい。例えば、1つ又は2つ以上のセンサ788は、閉鎖管によってアンビル766に加えられる閉鎖力を検出するために、閉鎖管とアンビル766との間の相互作用点に位置し得る。アンビル766に対して及ぼされる力は、アンビル766とステープルカートリッジ768との間に捕捉された組織部分が経験する組織圧縮を表すものであり得る。1つ以上のセンサ788を、閉鎖駆動システムに沿って様々な相互作用点に位置付けて、閉鎖駆動システムによりアンビル766に加えられる閉鎖力を検出することができる。1つ又は2つ以上のセンサ788は、制御回路760のプロセッサによるクランプ動作中にリアルタイムでサンプリングされてもよい。制御回路760は、リアルタイムのサンプル測定値を受信して時間ベースの情報を提供及び分析し、アンビル766に加えられる閉鎖力をリアルタイムで評価する。
モータ754によって引き込まれる電流を測定するために、電流センサ786を用いることができる。Iビーム764を前進させるのに必要な力は、モータ754によって引き込まれる電流に相当する。力はデジタル信号に変換されて、制御回路760に提供される。
A
RFエネルギー源794はエンドエフェクタ792に連結され、RFカートリッジ796が、ステープルカートリッジ768の代わりにエンドエフェクタ792にロードされるときに、RFカートリッジ796に適用される。制御回路760は、RFエネルギーのRFカートリッジ796への送達を制御する。
更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月28日出願の「SURGICAL SYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE,AND METHOD OF USING SAME」と題する米国特許出願第15/636,096号に開示されている。 Further details can be found in U.S. Patent Application No. 15, 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. /636,096.
図21~図24は、再使用され得る、又は再使用され得ない、切断及び締結用のモータ駆動式外科用器具150010を示している。図示した実施例では、外科用器具150010は、臨床医が把持し、操作し、作動させるように構成されたハンドル組立体150014を含むハウジング150012を含む。ハウジング150012は、1つ若しくは2つ以上の外科的タスク又は処置を行うように構成されたエンドエフェクタ150300が動作可能に連結されている、交換式シャフト組立体150200に動作可能に取り付けられるように構成されている。本開示によると、様々な形態の交換式シャフト組立体が、ロボット制御された外科用システムと関連させて効果的に使用され得る。したがって、「ハウジング」という用語は、交換式シャフト組立体を作動させるために利用できる少なくとも1つの制御運動を生成及び加えるように構成された少なくとも1つの駆動システムを収容するか又は動作可能に支持する、ロボットシステムのハウジング又は類似部分を包含することができる。「フレーム」という用語は、手持ち式外科用器具の一部分を指してもよい。「フレーム」という用語はまた、ロボット制御式の外科用器具の一部分、及び/又は外科用器具を動作可能に制御するために使用され得るロボットシステムの一部分を表す場合もある。交換式シャフト組立体は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」と題する米国特許第9,072,535号に開示されている、様々なロボットシステム、器具、構成要素、及び方法と共に用いられてもよい。
21-24 illustrate a motorized cutting and fastening
図21は、本開示の少なくとも1つの態様による、動作可能に連結された交換式シャフト組立体150200を有する外科用器具150010の斜視図である。ハウジング150012はエンドエフェクタ150300を含み、エンドエフェクタ150300は、外科用ステープルカートリッジ150304を動作可能に支持するように構成された外科用切断及び締結装置をその中に含む。ハウジング150012は、交換式シャフト組立体と接続して使用するように構成されていてもよく、交換式シャフト組立体は、様々なサイズ及び種類のステープルカートリッジを支持するように適合されたエンドエフェクタを含み、様々なシャフト長さ、サイズ及び種類を有する。ハウジング150012は、様々な交換式シャフト組立体と共に用いられてもよく、交換式シャフト組立体は、様々な外科的用途及び処置に関連して使用するように適合されたエンドエフェクタ構成に対して、高周波(RF)エネルギー、超音波エネルギー、及び/又は運動などの、他の運動及びエネルギー形態を印加するように構成された組立体を含む。エンドエフェクタ、シャフト組立体、ハンドル、外科用器具、及び/又は外科用器具システムは、組織を締結するために任意の好適な締結具を利用できる。例えば、中に着脱可能に格納された複数の締結具を備える締結具カートリッジが、シャフト組立体のエンドエフェクタに着脱可能に挿入及び/又は装着され得る。
FIG. 21 is a perspective view of a
ハンドル組立体150014は、ねじ、スナップ機構、接着剤などで相互接続される一対の相互接続可能なハンドルハウジングセグメント150016、150018を含んでもよい。ハンドルハウジングセグメント150016、150018は協働して、臨床医によって把持及び操作され得るピストルグリップ部分150019を形成する。ハンドル組立体150014は複数の駆動システムを動作可能に支持し、駆動システムは、ハンドル組立体に動作可能に取り付けられた交換式シャフト組立体の対応部分に、制御運動を生成及び適用するように構成されている。ディスプレイはカバー150045の下方に提供されてもよい。
The
図22は、本開示の少なくとも1つの態様による、図21の外科用器具150010の一部の分解組立図である。ハンドル組立体150014は、複数の駆動システムを動作可能に支持するフレーム150020を含んでもよい。フレーム150020は、「第1の」、すなわち閉鎖駆動システム150030を動作可能に支持し得、閉鎖駆動システム150030は、交換式シャフト組立体150200に対して閉鎖及び開放運動を適用し得る。閉鎖駆動システム150030は、フレーム150020によって枢動可能に支持される閉鎖トリガ150032などのアクチュエータを含んでもよい。閉鎖トリガ150032は、枢動ピン150033によってハンドル組立体150014に枢動可能に連結されて、閉鎖トリガ150032が臨床医によって操作されることを可能にする。臨床医がハンドル組立体150014のピストルグリップ部分150019を把持する場合に、閉鎖トリガ150032は、開始位置又は「非作動」位置から「作動」位置へ、より具体的には完全圧縮位置又は完全作動位置へと枢動し得る。
FIG. 22 is an exploded view of a portion of the
ハンドル組立体150014及びフレーム150020は発射駆動システム150080を動作可能に支持してもよく、発射駆動システム150080は、それに取り付けられた交換式シャフト組立体の対応する部分に対して発射運動を適用するように構成されている。発射駆動システム150080は、ハンドル組立体150014のピストルグリップ部分150019に位置する電気モータ150082を用いてもよい。電気モータ150082は、例えば約25,000RPMの最大回転スピードを有するブラシ付きDCモータであってもよい。その他の構成では、モータとしては、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、又はその他の任意の好適な電気モータを挙げてもよい。電気モータ150082は、取り外し可能な電源パック150092を含み得る電源150090によって給電されてもよい。取り外し可能な電源パック150092は、遠位ハウジング部分150096に取り付けるように構成された、近位ハウジング部分150094を含んでもよい。近位ハウジング部分150094及び遠位ハウジング部分150096は、その中で複数の電池150098を動作可能に支持するように構成されている。電池150098はそれぞれ、例えば、LI又は他の好適な電池を含んでもよい。遠位ハウジング部分150096は、制御回路基板150100に取り外し可能かつ動作可能に取り付けられるように構成され、制御回路基板150100は電気モータ150082に動作可能に連結されている。直列に接続されているいくつかの電池150098は、外科用器具150010に給電することができる。電源150090は、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。カバー150045の下方に位置するディスプレイ150043は、制御回路基板150100に電気的に連結されている。カバー150045を取り外してディスプレイ150043を露出させてもよい。
The
電気モータ150082は、長手方向に移動可能な駆動部材150120上にある駆動歯150122の組又はラックと噛合係合して装着されるギア減速機組立体150084と動作可能に連係する、回転式シャフト(図示せず)を含み得る。長手方向に移動可能な駆動部材150120は、ギア減速機組立体150084の対応する駆動ギア150086と噛合係合するための、その上に形成された駆動歯150122のラックを有する。
An
使用の際、電源150090によって提供される電圧極性によって電気モータ150082を時計方向に動作させることができるが、電池によって電気モータに印加される電圧極性は、電気モータ150082を反時計方向に動作させるために反転させることができる。電気モータ150082が一方向に回転されると、長手方向に移動可能な駆動部材150120は、遠位方向「DD」に軸方向駆動されることになる。電気モータ150082が反対の回転方向に駆動されると、長手方向に移動可能な駆動部材150120は、近位方向「PD」に軸方向駆動されることになる。ハンドル組立体150014は、電源150090によって電気モータ150082に印加される極性を反転させるように構成され得るスイッチを含み得る。ハンドル組立体150014は、長手方向に移動可能な駆動部材150120の位置、及び/又は長手方向に移動可能な駆動部材150120が移動している方向を検出するように構成されたセンサを含んでもよい。
In use, the voltage polarity provided by the
電気モータ150082の作動は、ハンドル組立体150014上に枢動可能に支持される発射トリガ150130によって制御され得る。発射トリガ150130は、非作動位置と作動位置との間を枢動してもよい。
Actuation of
図21に戻ると、交換式シャフト組立体150200はエンドエフェクタ150300を含み、エンドエフェクタ150300はその中に、外科用ステープルカートリッジ150304を動作可能に支持するように構成された細長いチャネル150302を含む。エンドエフェクタ150300は、細長いチャネル150302に対して枢動可能に支持されるアンビル150306を含んでもよい。交換式シャフト組立体150200は、関節継手150270を含んでもよい。エンドエフェクタ150300及び関節継手150270の構成及び動作は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる、「ARTICULATABLE SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION LOCK」と題する米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている。交換式シャフト組立体150200は、ノズル部分150202、150203から構成される近位ハウジング又はノズル150201を含んでもよい。交換式シャフト組立体150200は、シャフト軸「SA」に沿って延在する閉鎖管150260を含んでもよく、閉鎖管150260はエンドエフェクタ150300のアンビル150306を閉鎖及び/又は開放するために利用され得る。
Returning to FIG. 21,
図21に戻ると、前述の参考文献である米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている方法で、例えば、閉鎖トリガ150032の作動に応じて、閉鎖管150260を遠位方向(方向「DD」)に並進させてアンビル150306が閉鎖される。アンビル150306は、閉鎖管150260を近位方向に並進させることによって開かれる。アンビル開放位置において、閉鎖管150260は、その近位位置へと移動する。
Returning to FIG. 21, in response to actuation of the
図23は、本開示の少なくとも1つの態様による、交換式シャフト組立体150200の一部分の別の分解組立図である。交換式シャフト組立体150200は、スパイン150210内部で軸方向移動するように支持される発射部材150220を含んでもよい。発射部材150220は、遠位切断部分又はナイフバー150280に取り付けるように構成された中間発射シャフト150222を含む。発射部材150220は、「第2のシャフト」又は「第2のシャフト組立体」と呼ばれる場合もある。中間発射シャフト150222は、その遠位端に、ナイフバー150280の近位端150282にあるタブ150284を受容するように構成された長手方向スロット150223を含んでもよい。長手方向スロット150223及び近位端150282は、それらの間の相対移動が可能なように構成されてもよく、また、スリップ継手150286を含み得る。スリップ継手150286は、ナイフバー150280を移動させずに、又は少なくとも実質的に移動させずに、発射部材150220の中間発射シャフト150222が、エンドエフェクタ150300に関節継手150270の周りを関節運動させることを可能にし得る。いったんエンドエフェクタ150300が適切に向けられたら、長手方向スロット150223の近位側壁がタブ150284に接触するまで、中間発射シャフト150222を遠位方向に前進させて、ナイフバー150280を前進させ、チャネル150302内に位置するステープルカートリッジを発射することができる。スパイン150210は内部に細長い開口部又は窓150213を有して、スパイン150210の中への中間発射シャフト150222の組み付け及び挿入を容易にしている。いったん中間発射シャフト150222が挿入されたら、頂部フレームセグメント150215がシャフトフレーム150212と係合されて、中間発射シャフト150222及びナイフバー150280を中に囲い込んでもよい。発射部材150220の動作は、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出すことができる。スパイン150210は、発射部材150220と、スパイン150210の周りに延在する閉鎖管150260と、を摺動可能に支持するように構成され得る。スパイン150210は、関節運動ドライバ150230を摺動可能に支持してもよい。
FIG. 23 is another exploded view of a portion of
交換式シャフト組立体150200は、関節運動ドライバ150230を発射部材150220に選択的かつ取り外し可能に結合させるように構成されたクラッチ組立体150400を含み得る。クラッチ組立体150400は、発射部材150220の周りに位置付けられるロックカラー又はロックスリーブ150402を含み、ロックスリーブ150402は、ロックスリーブ150402が関節運動ドライバ150230を発射部材150220に連結する係合位置と、関節運動ドライバ150230が発射部材150220に動作可能に連結されない係合解除位置との間で回転され得る。ロックスリーブ150402がその係合位置にある場合は、発射部材150220の遠位方向移動によって、関節運動ドライバ150230を遠位方向に移動させることができ、それに対応して、発射部材150220の近位方向移動によって、関節運動ドライバ150230を近位方向に移動させることができる。ロックスリーブ150402がその係合解除位置にある場合は、発射部材150220の移動は関節運動ドライバ150230に伝達されず、その結果、発射部材150220を関節運動ドライバ150230とは無関係に移動させることができる。ノズル150201は、米国特許出願公開第2014/0263541号に記載されている様々な方式で、関節駆動システムと発射駆動システムとを動作可能に係合及び係合解除させるために用いることができる。
交換式シャフト組立体150200は、スリップリング組立体150600を含み得、スリップリング組立体150600は、例えば、エンドエフェクタ150300に及び/若しくはエンドエフェクタ150300から電力を伝え、並びに/又は、エンドエフェクタ150300に及び/若しくはエンドエフェクタ150300から信号を通信するように構成され得る。スリップリング組立体150600は、ノズル部分150202、150203内に画定されたスロットの内部に位置付けられた近位コネクタフランジ150604及び遠位コネクタフランジ150601を含み得る。近位コネクタフランジ150604は第1の面を含み得、遠位コネクタフランジ150601は、第1の面に隣接して位置付けられ、第1の面に対して移動可能である第2の面を含み得る。遠位コネクタフランジ150601は、シャフト軸「SA」(図21)を中心に、近位コネクタフランジ150604に対して回転し得る。近位コネクタフランジ150604は、その第1の面に画定される、複数の同心の、又は少なくとも実質的に同心の導体150602を含み得る。コネクタ150607は、遠位コネクタフランジ150601の近位側に装着され得、複数の接点を有してもよく、それぞれの接点は、導体150602のうちの1つに対応し、それと電気的に接触している。かかる構成により、近位コネクタフランジ150604と遠位コネクタフランジ150601とが、それらの間の電気的接触を維持したまま相対回転することが可能になる。近位コネクタフランジ150604は、例えば、導体150602をシャフト回路基板と通信させることができる、電気コネクタ150606を含み得る。少なくとも一事例では、複数の伝導体を含むワイヤハーネスが、電気コネクタ150606とシャフト回路基板との間に延在し得る。電気コネクタ150606は、シャーシ取り付けフランジに画定されたコネクタ開口部を通って近位方向に延在してもよい。「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する、米国特許出願公開第2014/0263551号が、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」と題する、米国特許出願公開第2014/0263552号が、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。スリップリング組立体150600に関する更なる詳細が、米国特許出願公開第2014/0263541号に見出され得る。
The
交換式シャフト組立体150200は、ハンドル組立体150014に固定可能に取り付けられている近位部分と、長手方向軸を中心に回転可能である遠位部分と、を含み得る。回転可能な遠位シャフト部分は、スリップリング組立体150600を中心にして近位部分に対して回転し得る。スリップリング組立体150600の遠位コネクタフランジ150601は、回転可能な遠位シャフト部分内に位置付けられ得る。
図24は、本開示の少なくとも1つの態様による、図21の外科用器具150010のエンドエフェクタ150300の一態様の分解図である。エンドエフェクタ150300は、アンビル150306及び外科用ステープルカートリッジ150304を含んでもよい。アンビル150306は、細長いチャネル150302に連結されてもよい。アンビル150306から延在するピン150152を受容するように、細長いチャネル150302内にアパーチャ150199を画定することができて、細長いチャネル150302及び外科用ステープルカートリッジ150304に対してアンビル150306を開放位置から閉鎖位置まで枢動させることができる。発射バー150172が、エンドエフェクタ150300の中へと長手方向に並進するように構成される。発射バー150172は、1つの中実部分から構築されてもよく、又は鋼板のスタックを含む積層材料を含んでもよい。発射バー150172は、Iビーム150178と、その遠位端にある刃先150182と、を含む。発射バー150172の遠位方向に突出する端部をIビーム150178に取り付けて、アンビル150306が閉鎖位置にあるときに、細長いチャネル150302内に位置付けられた外科用ステープルカートリッジ150304からアンビル150306を離間配置するのに役立てることができる。Iビーム150178は、Iビーム150178を発射バー150172によって遠位方向に前進させながら組織を切るための鋭利な刃先150182を含んでもよい。動作時に、Iビーム150178は、外科用ステープルカートリッジ150304を発射してもよい。外科用ステープルカートリッジ150304は、ステープルドライバ150192上に載置された複数のステープル150191を、対応する上向きに開いたステープルキャビティ150195内に保持する成形されたカートリッジ本体150194を含み得る。楔形スレッド150190は、Iビーム150178によって遠位方向に駆動され、外科用ステープルカートリッジ150304のカートリッジトレイ150196上を摺動する。Iビーム150178の刃先150182がクランプされた組織を切る間に、楔形スレッド150190はステープルドライバ150192を上向きにカム駆動して、ステープル150191を追い出して変形させてアンビル150306と接触させる。
24 is an exploded view of one aspect of the
Iビーム150178は、発射の間に、アンビル150306に係合する上部ピン150180を含み得る。Iビーム150178は、カートリッジ本体150194、カートリッジトレイ150196、及び細長いチャネル150302の一部分に係合するために、中央ピン150184及び底部フット150186を含んでもよい。外科用ステープルカートリッジ150304が細長いチャネル150302内に配置される場合、カートリッジ本体150194内に画定されたスロット150193を、カートリッジトレイ150196内に画定された長手方向スロット150197、及び細長いチャネル150302内に画定されたスロット150189と位置合わせすることができる。使用時は、Iビーム150178は、位置合わせされた長手方向スロット150193、150197、及び150189を通って摺動し得、図24に示されるように、Iビーム150178の底部フット150186は、スロット150189の長さに沿って細長いチャネル150302の底面に沿って通っている溝に係合し得、中央ピン150184は、長手方向スロット150197の長さに沿ってカートリッジトレイ150196の上面に係合し得、上部ピン150180は、アンビル150306に係合し得る。発射バー150172が遠位方向へと前進して、外科用ステープルカートリッジ150304からステープルを発射し、及び/又はアンビル150306と外科用ステープルカートリッジ150304との間に捕捉された組織を切開する際に、Iビーム150178は、アンビル150306と外科用ステープルカートリッジ150304との間の間隔を空けるか、又はそれらの相対移動を制限し得る。発射バー150172及びIビーム150178を近位方向へと後退させ、それによりアンビル150306が開かれ、ステープル留めされ切られた2つの組織部分を解放することが可能になる。
I-
図25A~図25Bは、本開示の少なくとも1つの態様による、2枚の図面に及ぶ、図21の外科用器具150010の制御回路150700のブロック図である。主として図25A及び図25Bを参照すると、ハンドル組立体150702はモータ150714を含んでよく、モータ150714は、モータドライバ150715によって制御され得るものであり、また外科用器具150010の発射システムによって用いられ得る。様々な形態において、モータ150714は、約25,000RPMの最大回転速度を有する、ブラシ付きDC駆動モータであってもよい。別の構成において、モータ150714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もよい。モータドライバ150715は、例えば、FET150719を含むHブリッジドライバを含んでもよい。モータ150714は、制御電力を外科用器具150010に供給するためにハンドル組立体150200に解放可能に取り付けられた電源組立体150706により給電され得る。電源組立体150706は、電池を含んでもよく、電池としては、外科用器具150010に給電するための電源として使用され得る、直列に接続された複数の電池が挙げられ得る。特定の状況下では、電源組立体150706の電池セルは、交換可能及び/又は再充電可能であってもよい。少なくとも1つの例では、電池セルは、電源組立体150706に別個に連結可能であり得るLI電池であり得る。
25A-25B are block diagrams of
シャフト組立体150704は、シャフト組立体150704と電源組立体150706がハンドル組立体150702に連結されている間に、インターフェースを介して安全コントローラ及び電力管理コントローラ150716と通信可能である、シャフト組立体コントローラ150722を含んでもよい。例えば、インターフェースは、シャフト組立体150704及び電源組立体150706がハンドル組立体150702に連結されている間にシャフト組立体コントローラ150722と電力管理コントローラ150716との間の電気通信を可能にするために、対応するシャフト組立体電気コネクタとの連結係合のために1つ又は2つ以上の電気コネクタを含み得る第1のインターフェース部分150725、及び、対応する電源組立体電気コネクタとの連結係合のために1つ又は2つ以上の電気コネクタを含み得る第2のインターフェース部分150727を含んでもよい。インターフェースを介して1つ又は2つ以上の通信信号を送信して、取り付けられた交換式シャフト組立体150704の1つ又は2つ以上の電力要件を電力管理コントローラ150716に送信することができる。それに応じて、電力管理コントローラは、取り付けられたシャフト組立体150704の電力要件に従って、以下に更に詳細に記載されているように、電源組立体150706の電池の電力出力を変調し得る。コネクタは、ハンドル組立体150702の、シャフト組立体150704及び/又は電源組立体150706への機械的連結係合の後に起動して、シャフト組立体コントローラ150722と電力管理コントローラ150716との間の電気的通信を可能にすることができるスイッチを含んでもよい。
The
インターフェースは、例えば、ハンドル組立体150702に収められたメインコントローラ150717を通して、通信信号の経路指定を行うことにより、電力管理コントローラ150716とシャフト組立体コントローラ150722との1つ又は2つ以上のこのような通信信号の伝達を容易にし得る。他の状況下では、シャフト組立体150704及び電源組立体150706がハンドル組立体150702に連結されている間、インターフェースは、ハンドル組立体150702を介した電力管理コントローラ150716とシャフト組立体コントローラ150722との間の直接線の通信を容易にし得る。
The interface may be one or more such controllers between the
メインコントローラ150717は、Texas Instrumentsの商標名ARM Cortexとして知られるものなど、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、メインコントローラ150717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。
安全コントローラは、これもまたTexas Instrumentsの商標名Hercules ARM Cortex R4として知られている、TMS570及びRM4xなど、2つのコントローラベースファミリを備える安全コントローラプラットフォームであってよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。 The safety controller may be a safety controller platform comprising two controller-based families, such as the TMS570 and RM4x, also known by Texas Instruments as the Hercules ARM Cortex R4. Safety controllers may be configured specifically for IEC61508 and ISO26262 safety limit applications to provide advanced integrated safety mechanisms while offering scalable performance, connectivity, and memory options. good.
電源組立体150706は、電力管理回路を含んでもよく、電力管理回路は、電力管理コントローラ150716、電力変調器150738、及び電流感知回路150736を含んでもよい。シャフト組立体150704及び電源組立体150706がハンドル組立体150702に連結されている間に、電力管理回路は、シャフト組立体150704の電力要件に基づいて電池の電力出力を変調するように構成され得る。電力管理コントローラ150716は、電源組立体150706の電力出力の電力変調器150738を制御するようにプログラムされ得、電流感知回路150736は、電源組立体150706の電力出力を監視して、電池の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ150716に提供するように用いられ得るため、電力管理コントローラ150716は、電源組立体150706の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。電力管理コントローラ150716及び/又はシャフト組立体コントローラ150722はそれぞれ、多数のソフトウェアモジュールを記憶可能な1つ若しくは2つ以上のプロセッサ、及び/又はメモリユニットを含んでもよい。
The
外科用器具150010(図21~図24)は、感覚フィードバックをユーザに提供するための装置を含み得る、出力装置150742を含んでもよい。このような装置は、例えば、視覚的フィードバック装置(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)スクリーン、LEDインジケータ)、可聴フィードバック装置(例えば、スピーカ、ブザー)又は触覚フィードバック装置(例えば、触覚作動装置)を含んでもよい。特定の状況下では、出力装置150742は、ハンドル組立体150702に含まれ得るディスプレイ150743を含んでもよい。シャフト組立体コントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716は、出力装置150742を介して外科用器具150010のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェースは、シャフト組立体コントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716を出力装置150742に接続するように構成され得る。出力装置150742は代わりに、電源組立体150706と一体化し得る。このような状況下では、シャフト組立体150704がハンドル組立体150702に連結されている一方で、出力装置150742とシャフト組立体コントローラ150722との間の通信はインターフェースを介して成し遂げられ得る。
Surgical instrument 150010 (FIGS. 21-24) may include
制御回路150700は、電動外科用器具150010の動作を制御するように構成された回路セグメントを含む。安全コントローラセグメント(セグメント1)は、安全コントローラ、及びメインコントローラ150717セグメント(セグメント2)を含む。安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717は、加速度セグメント、ディスプレイセグメント、シャフトセグメント、エンコーダセグメント、モータセグメント、及び電力セグメントなどの1つ又は2つ以上の追加の回路セグメントと相互作用するように構成されている。回路セグメントのそれぞれは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されてもよい。メインコントローラ150717もまた、フラッシュメモリに連結される。メインコントローラ150717は、シリアル通信インターフェースも含む。メインコントローラ150717は、例えば、1つ若しくは2つ以上の回路セグメント、電池、及び/又は複数のスイッチに連結された、複数の入力を含む。セグメント化回路は、例えば、電動外科用器具150010内のプリント回路基板組立体(printed circuit board assembly、PCBA)など、任意の好適な回路によって実装されてもよい。プロセッサという用語は、本明細書で使用するとき、任意のマイクロプロセッサ、プロセッサ、1つ若しくは複数のコントローラ、又は、コンピュータの中央処理装置(central processing unit、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に組み込んだ、他の基本コンピューティングデバイスを含むと理解されるべきである。メインコントローラ150717は、デジタルデータを入力として受理し、メモリに記憶された命令に従ってそのデータを処理し、結果を出力として提供する、多目的のプログラム可能装置である。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。制御回路150700は、本明細書に記載される1つ又は2つ以上のプロセスを実行するように構成され得る。
加速度セグメント(セグメント3)は加速度計を備える。加速度計は、電動外科用器具150010の移動又は加速度を検出するように構成されている。加速度計からの入力は、スリープモードとの間での遷移、電動外科用器具の配向の識別、及び/又は外科用器具が落下したときの識別に使用されてもよい。いくつかの例では、加速度セグメントは安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結される。
The acceleration segment (segment 3) comprises an accelerometer. The accelerometer is configured to detect movement or acceleration of the powered
ディスプレイセグメント(セグメント4)は、メインコントローラ150717に連結されたディスプレイコネクタを含む。ディスプレイコネクタは、メインコントローラ150717を、ディスプレイの1つ又は2つ以上の集積回路ドライバを通して、ディスプレイに連結している。ディスプレイの集積回路ドライバは、ディスプレイと一体化されてよく、かつ/又はディスプレイとは別個に配置されてよい。ディスプレイは、例えば、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、及び/又は任意の他の好適なディスプレイなど、任意の好適なディスプレイを含んでもよい。いくつかの例では、ディスプレイセグメントは安全コントローラに連結される。
The display segment (segment 4) includes a display connector coupled to the
シャフトセグメント(セグメント5)は、外科用器具150010(図21~図24)に連結されている、交換式シャフト組立体150200(図21及び図23)用の制御部、及び/又は、交換式シャフト組立体150200に連結されたエンドエフェクタ150300用の1つ若しくは2つ以上の制御部を含む。シャフトセグメントは、メインコントローラ150717をシャフトPCBAに連結するように構成された、シャフトコネクタを含む。シャフトPCBAは、強誘電性ランダムアクセスメモリ(FRAM)、関節運動スイッチ、シャフト解放ホール効果スイッチ、及びシャフトPCBA EEPROMを有する低電力マイクロコントローラを備える。シャフトPCBA EEPROMは、交換式シャフト組立体150200及び/又はシャフトPCBAに固有の、1つ若しくは2つ以上のパラメータ、ルーチン、及び/又はプログラムを含む。シャフトPCBAは交換式シャフト組立体150200に連結されてもよく、かつ/又は、外科用器具150010と一体であってもよい。いくつかの例では、シャフトセグメントは、第2のシャフトEEPROMを備える。第2のシャフトEEPROMは、電動外科用器具150010と連係され得る1つ若しくは2つ以上のシャフト組立体150200及び/又はエンドエフェクタ150300に対応する複数のアルゴリズム、ルーチン、パラメータ、及び/又は他のデータを含む。
Shaft segment (Segment 5) is a control and/or replaceable shaft for replaceable shaft assembly 150200 (FIGS. 21 and 23) coupled to surgical instrument 150010 (FIGS. 21-24). It includes one or more controls for the
位置エンコーダセグメント(セグメント6)は、1つ又は2つ以上の磁気式角度回転位置エンコーダを備える。1つ又は2つ以上の磁気回転位置エンコーダは、外科用器具150010(図21~図24)のモータ150714、交換式シャフト組立体150200(図21及び図23)、及び/又はエンドエフェクタ150300の回転位置を識別するように構成されている。いくつかの例では、磁気式角度回転位置エンコーダは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されてもよい。
The position encoder segment (segment 6) comprises one or more magnetic angular rotary position encoders. One or more magnetic rotary position encoders are used to rotate the
モータ回路セグメント(セグメント7)は、電動外科用器具150010(図21~図24)の移動を制御するように構成されたモータ150714を含む。モータ150714は、1つ以上のHブリッジ電界効果トランジスタ(FET)、及びモータコントローラを含む、Hブリッジドライバによりメインマイクロコントローラプロセッサ150717に連結される。Hブリッジドライバはまた、安全コントローラにも連結される。モータ電流センサは、モータの電引き込み電流を測定するため、モータと直列に連結している。モータ電流センサは、メインコントローラ150717及び/又は安全コントローラと信号通信している。いくつかの例では、モータ150714は、モータ電磁干渉(EMI)フィルタに連結されている。
Motor circuit segment (segment 7) includes
モータコントローラは、第1のモータフラグ及び第2のモータフラグを制御して、モータ150714のステータス及び位置をメインコントローラ150717に示す。メインコントローラ150717は、パルス幅変調(PWM)高信号、PWM低信号、方向信号、同期信号、及びモータリセット信号をモータコントローラに、バッファを介して供給する。電力セグメントは、セグメント電圧を回路セグメントのそれぞれに提供するように構成される。
The motor controller controls a first motor flag and a second motor flag to indicate the status and position of
電力セグメント(セグメント8)は、安全コントローラ、メインコントローラ150717、及び追加の回路セグメントに連結された電池を含む。電池は、電池コネクタ及び電流センサによってセグメント化回路に連結されている。電流センサは、セグメント化回路の合計引き込み電流を測定するように構成されている。いくつかの例では、1つ又は2つ以上の電圧変換器が、所定の電圧値を1つ又は2つ以上の回路セグメントに提供するように構成されている。例えば、いくつかの例では、セグメント化回路は、3.3V電圧変換器及び/又は5V電圧変換器を備えてもよい。ブースト変換器は、例えば最大13Vなど、既定量までのブースト電圧を提供するように構成されている。ブースト変換器は、電力集約的な動作の間、追加の電圧及び/又は電流を提供し、電圧低下又は低電力状態を防止するように構成されている。
The power segment (segment 8) includes a battery coupled to the safety controller,
複数のスイッチは、安全コントローラ及び/又はメインコントローラ150717に連結されている。スイッチは、外科用器具150010(図21~図24)の動作を制御し、セグメント化回路の動作を制御し、かつ/又は外科用器具150010のステータスを示すように構成されてもよい。緊急離脱ドアスイッチ、及び緊急離脱用のホール効果スイッチは、緊急離脱ドアのステータスを示すように構成される。例えば、左側関節運動左スイッチ、左側関節運動右スイッチ、左側関節運動中央スイッチ、右側関節運動左スイッチ、右側関節運動右スイッチ、及び右側関節運動中央スイッチなど、複数の関節運動スイッチは、交換式シャフト組立体150200(図21及び図23)及び/又はエンドエフェクタ150300(図21及び図24)の関節運動を制御するように構成されている。左側反転スイッチ及び右側反転スイッチは、メインコントローラ150717に連結されている。左側関節運動左スイッチ、左側関節運動右スイッチ、左側関節運動中央スイッチ、及び左側反転スイッチを含む左側スイッチは、左側可撓コネクタによってメインコントローラ150717に連結されている。右側関節運動左スイッチ、右側関節運動右スイッチ、右側関節運動中央スイッチ、及び右側反転スイッチを含む右側スイッチは、右側可撓コネクタによってメインコントローラ150717に連結されている。発射スイッチ、クランプ解放スイッチ、及びシャフト係合スイッチは、メインコントローラ150717に連結されている。
Multiple switches are coupled to the safety controller and/or
任意の好適な機械的スイッチ、電気機械的スイッチ、又は固体スイッチを用いて、任意の組み合わせで、複数のスイッチを実装してよい。例えば、スイッチは、外科用器具150010(図21~図24)、又は対象体の存在と関連した構成要素の運動により操作される制限スイッチであってもよい。このようなスイッチを用いて、外科用器具150010に関連付けられた様々な機能を制御することができる。制限スイッチは、一組の接触部と機械的につながったアクチュエータからなる、電気機械装置である。対象体がアクチュエータと接触すると、装置はその接触部を操作して、電気的接続を作成する、又は破壊する。その丈夫さ、取り付けの容易さ、及び動作の信頼性により、制限スイッチは様々な用途及び環境で用いられる。制限スイッチは、対象体の有無、通過、配置、及び移動の終了を判定することができる。他の実装形態においては、スイッチは、とりわけホール効果装置、磁気抵抗性(MR)装置、巨大磁気抵抗性(GMR)装置、磁力計などの、磁場の影響下にて稼働する、固体スイッチであってもよい。他の実装形態では、スイッチは、とりわけ光センサ、赤外線センサ、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、例えばトランジスタ(例えば、FET、接合FET、金属酸化物半導体FET(MOSFET)、バイポーラなど)などの固体装置であってもよい。他のスイッチは、とりわけ、無線スイッチ、超音波スイッチ、加速度計、慣性センサを含んでもよい。
Multiple switches may be implemented in any combination using any suitable mechanical, electromechanical, or solid state switches. For example, the switch may be a limit switch operated by movement of the surgical instrument 150010 (FIGS. 21-24) or a component associated with the presence of a subject. Such switches can be used to control various functions associated with
図26は、本開示の少なくとも1つの態様により、ハンドル組立体150702と電源組立体150706との間のインターフェース、及びハンドル組立体150702と交換式シャフト組立体150704との間のインターフェースを示す、図21の外科用器具の制御回路150700の別のブロック図である。ハンドル組立体150702は、メインコントローラ150717、シャフト組立体コネクタ150726、及び電源組立体コネクタ150730を含んでもよい。電源組立体150706は、電源組立体コネクタ150732、電力管理コントローラ150716を含み得る電力管理回路150734、電力変調器150738、及び電流感知回路150736を含んでもよい。シャフト組立体コネクタ150726、150728はインターフェース150727を形成する。交換式シャフト組立体150704及び電源組立体150706がハンドル組立体150702に連結されている間、電力管理回路150734は、交換式シャフト組立体150704の電力要件に基づいて電池150707の電力出力を変調するように構成され得る。例えば、電力管理コントローラ150716は、電源組立体150706の電力出力の電力変調器150738を制御するようにプログラムされ得、電流感知回路150736は、電池150707の電力出力に関するフィードバックを電力管理コントローラ150716に提供するため、電源組立体150706の電力出力を監視するように用いられ得、そのため、電力管理コントローラ150716は、電源組立体150706の電力出力を調節して、所望の出力を維持することができる。シャフト組立体150704は、不揮発性メモリ150721及びシャフト組立体コネクタ150728に連結され、シャフト組立体150704をハンドル組立体150702に電気的に連結する、シャフトプロセッサ150720を含む。シャフト組立体コネクタ150726、150728は、インターフェース150725を形成する。メインコントローラ150717、シャフトプロセッサ150720、及び/又は電力管理コントローラ150716は、本明細書に記載されるプロセスの1つ又は2つ以上を実装するように構成され得る。
FIG. 26 shows the interface between the
外科用器具150010(図21~図24)は、感覚フィードバックをユーザに送る出力装置150742を含んでもよい。このような装置は、視覚的フィードバック装置(例えば、LCD表示画面、LEDインジケータ)、可聴フィードバック装置(例えば、スピーカー、ブザー)又は触覚フィードバック装置(例えば、触覚作動装置)を含んでよい。特定の状況下では、出力装置150742は、ハンドル組立体150702に含まれ得るディスプレイ150743を含んでもよい。シャフト組立体コントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716は、出力装置150742を介して外科用器具150010のユーザにフィードバックを提供し得る。インターフェース150727は、シャフト組立体コントローラ150722及び/又は電力管理コントローラ150716を出力装置150742に接続するように構成され得る。出力装置150742は電源組立体150706と一体化され得る。交換式シャフト組立体150704がハンドル組立体150702に連結されている間に、出力装置150742とシャフト組立体コントローラ150722との間の通信が、インターフェース150725を介して成し遂げられ得る。
Surgical instrument 150010 (FIGS. 21-24) may include an
癌組織毒性検出
癌は、細胞制御機構における障害を伴う細胞レベルの疾患である。腫瘍細胞は、それらの代謝を変化させて、無秩序な細胞増殖及び生存を維持するが、この形質転換により、栄養素及びエネルギーの一定の供給に依存したままとなる。癌細胞は、グルコースの取り込みの増加を含む、それらの代謝プログラムの特性変化を経験することが示されている。多くの癌細胞は、間質液環境におけるグルコースの減少及び乳酸の増加につながる解糖(嫌気的代謝)の増加を示している。したがって、正常組織における血糖値は、癌組織よりも高い。また、癌組織における乳酸レベルの増加により、癌組織のpH(水素の電位)は正常組織のpHよりも低い。
Cancer Histotoxicity Detection Cancer is a disease at the cellular level involving disturbances in cellular regulatory mechanisms. Tumor cells alter their metabolism to maintain unregulated cell growth and survival, but this transformation leaves them dependent on a constant supply of nutrients and energy. Cancer cells have been shown to undergo characteristic changes in their metabolic program, including increased uptake of glucose. Many cancer cells exhibit increased glycolysis (anaerobic metabolism) leading to decreased glucose and increased lactate in the interstitial fluid environment. Therefore, blood glucose levels in normal tissue are higher than in cancer tissue. Also, due to the increased lactate level in cancer tissue, the pH (potential of hydrogen) of cancer tissue is lower than that of normal tissue.
癌の一般的な治療の1つは、癌組織を切除することである。図27に示されるように、外科用器具を用いて、癌組織の周囲の健康な組織内に画定された周辺部に沿って組織を封止及び切断することができる。組織の封止は、エネルギー(例えば、RF又は超音波)の適用によって、又は組織内へのステープルの配置によって達成され得る。成功した処置では、除去された組織の外縁において癌細胞は検出されず、これは、腫瘍のない切除縁(clear surgical margin)と称される。 One common treatment for cancer is to resect cancerous tissue. As shown in FIG. 27, surgical instruments can be used to seal and cut tissue along a perimeter defined in healthy tissue around cancerous tissue. Tissue sealing may be accomplished by application of energy (eg, RF or ultrasound) or by placement of staples into the tissue. With successful treatment, no cancer cells are detected in the outer margin of the removed tissue, referred to as the clear surgical margin.
様々な既存の技術を使用して、外科医は、外科用エンドエフェクタによって把持された組織が所望の腫瘍のない切除縁に対して位置する場所を視覚的に決定することを試みる場合がある。言うまでもなく、このような視覚的決定は非効率的であり得る。更に、癌組織を切断することによって癌組織を意図せずに乱すことは、望ましくない結果を有し得る。例えば、このプロセスによって除去された癌細胞は、血流を通って他の健康な組織に移動し、例えば、癌を他の健康な組織に広げる原因となり得る。 Using various existing techniques, the surgeon may attempt to visually determine where the tissue grasped by the surgical end effector lies relative to the desired tumor-free margin. Needless to say, such visual determination can be inefficient. Furthermore, unintentionally disturbing cancerous tissue by cutting it can have undesirable consequences. For example, cancer cells removed by this process can migrate through the bloodstream to other healthy tissues, causing, for example, the spread of cancer to other healthy tissues.
本開示の態様は、癌治療において利用される様々な外科用器具を提示し、これらは、癌組織に対する近接度を評価する、及び/又は、エンドエフェクタによる癌治療の適用前に、ユーザが癌組織から安全な距離を誘導するのを支援するための、様々なセンサ及びアルゴリズムを用いる。 Aspects of the present disclosure present various surgical instruments utilized in cancer therapy that assess proximity to cancerous tissue and/or allow a user to assess cancer prior to application of cancer therapy by an end effector. Various sensors and algorithms are used to help guide the safe distance from the tissue.
図29は、本開示の少なくとも1つの態様による、癌組織に対する外科用器具26010のエンドエフェクタ26000の近接度を評価するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス26120の論理フロー図である。一態様では、以下により詳細に記載されるように、プロセス26120は、制御回路500(図13)によって実行される。別の態様では、プロセス26120は、組み合わせ論理回路510(図14)によって実行され得る。更に別の態様では、プロセス26120は、順序論理回路520(図15)によって実行され得る。
FIG. 29 is a logic flow diagram of a
プロセス26120は、エンドエフェクタ26000と接触している組織の生理学的パラメータを測定し(26123)、測定された生理学的パラメータは、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を示すものである。プロセス26120は更に、生理学的パラメータが所定の閾値に到達するか又は超えていると決定された場合、ユーザに警告する(26125)、かつ/又は組織治療を無効にする(26126)。
図30は、本開示の少なくとも1つの態様による、癌組織に対する外科用器具26010のエンドエフェクタ26000の近接度を評価するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス26020の論理フロー図である。一態様では、以下により詳細に記載されるように、プロセス26020は、制御回路500(図13)によって実行される。別の態様では、プロセス26020は、組み合わせ論理回路510(図14)によって実行され得る。更に別の態様では、プロセス26020は、順次論理回路520(図15)によって実行され得る。
FIG. 30 is a logic flow diagram of a
エンドエフェクタ26000は、図31及び図32に示されるように、癌組織に対するエンドエフェクタの近接度を表す組織の生理学的パラメータを示すセンサ信号を生成又は提供するように構成されたセンサアレイ26471を含む。図32は、センサアレイ26471に連結された制御回路を含む制御システム26470を示す。制御システム26470は、センサアレイ26471のセンサ信号に基づいて、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を評価するように構成されている。
The
一態様では、生理学的パラメータは、組織内の血糖値である。低血糖値は、エンドエフェクタが癌組織に近接していることを示す。 In one aspect, the physiological parameter is blood glucose levels in tissue. Hypoglycemia indicates proximity of the end effector to cancerous tissue.
別の態様では、生理学的パラメータはpHレベルである。低pHレベルは、エンドエフェクタが癌組織に近接していることを示す。 In another aspect, the physiological parameter is pH level. A low pH level indicates that the end effector is in close proximity to the cancerous tissue.
図28は、腫瘍からの距離(x軸)に対してプロットされた組織の生理学的パラメータ(Y軸)を示すグラフである。図28の実施例では、生理学的パラメータは、腫瘍に対する近接度の増加と共に減少する。このような特性を呈する生理学的パラメータの例としては、以下により詳細に記載されるように、グルコース及びpHが挙げられる。他の実施例は、腫瘍に対する近接度の増加と共に増加する生理学的パラメータを伴い得る。 FIG. 28 is a graph showing tissue physiological parameters (Y-axis) plotted against distance from the tumor (x-axis). In the example of Figure 28, the physiological parameter decreases with increasing proximity to the tumor. Examples of physiological parameters exhibiting such properties include glucose and pH, as described in more detail below. Other examples may involve physiological parameters that increase with increasing proximity to the tumor.
図28の実施例では、組織の生理学的パラメータは、図27に示されるように、腫瘍のない縁を画定する腫瘍からの距離(d)で正常レベル(N)に到達する。正常レベル(N)は、正常組織における生理学的パラメータの典型的なレベルを表す。 In the example of FIG. 28, the tissue physiological parameter reaches a normal level (N) at a distance (d) from the tumor that defines the tumor-free margin, as shown in FIG. Normal level (N) represents the typical level of a physiological parameter in normal tissue.
外科用器具26010は、多くの点で外科用器具150010と類似している。例えば、エンドエフェクタ26000及び制御システム26470は、それぞれ、多くの点でエンドエフェクタ150300及び制御システム470(図12)に類似している。簡潔にするために、外科用器具150010の上述の構成要素と類似する外科用器具26010の構成要素は、本明細書で詳細には繰り返さない。
エンドエフェクタ26000は、交換式シャフト組立体150200から延在する第1のジョー26001及び第2のジョー26002を含む。エンドエフェクタ26000は、第1のジョー26001内に画定されたアンビル26009(図32)と、第2のジョー26002内に画定されたステープルカートリッジ26005と、を更に含む。第1のジョー26001及び第2のジョー26002のうちの少なくとも1つは、エンドエフェクタ26000を開放構成と閉鎖構成との間で移行させて、アンビル26009とステープルカートリッジ26005との間に組織を把持するため、他方に対して移動可能である。動作時に、外科用器具26010による組織治療は、発射部材26011によってステープルカートリッジ26005から把持された組織内にステープルを配置することを伴う。配置されたステープルは、アンビル26009によって変形される。
様々な態様において、本開示による外科用器具は、RFエネルギー又は超音波エネルギーを組織に印加することによって組織を治療するエンドエフェクタを含んでもよい。様々な態様において、外科用器具26010は、ハンドヘルド外科用器具であり得る。あるいは、外科用器具26010は、ロボットアームの構成要素としてロボットシステムに組み込まれ得る。ロボットシステムに関する更なる詳細は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2017年12月28日に出願された米国特許仮出願第62/611,339号に開示されている。
In various aspects, a surgical instrument according to the present disclosure may include an end effector that treats tissue by applying RF energy or ultrasonic energy to the tissue. In various aspects,
生理学的パラメータを測定し、エンドエフェクタ26000の癌組織に対する近接度を評価することは、外科用器具26010の起動で始まってもよく、外科用器具26010が動作したままである限り継続的に実施され得る。あるいは、プロセス26020に関連して記載されるように、かかる活動は、例えば、エンドエフェクタ26000によって把持された組織を検出することによってトリガされ得る。特定の事例では、かかる活動は、閉鎖構成に到達又は接近してトリガされ得る。
Measuring physiological parameters and assessing the proximity of
プロセス26020は、組織が外科用エンドエフェクタ26000によって把持されているかどうかを検出する(26021)。図20は、エンドエフェクタのジョーが最初に組織「T」と接触したときを決定する組織接触又は圧力センサを含む組織接触回路の一例を示す。ジョーと組織「T」との接触は、ジョー部材上に提供された一対の対向するプレート「P1、P2」と接触することを確立することによって、それ以外の場合は開いている感知回路「SC」を閉じる。
接触センサはまた、組織「T」に印加される力の量と同じであると想定され得る、センサに印加される力の量を決定する感知力変換器を含んでもよい。組織に印加されるこのような力は、次いで、組織圧縮の量に変換され得る。特定の事例では、生理学的パラメータを測定し、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を評価することは、所定の組織圧縮閾値に到達することによってトリガされ得る。
The contact sensor may also include a sensing force transducer that determines the amount of force applied to the sensor, which can be assumed to be the same as the amount of force applied to tissue "T". Such force applied to tissue can then be translated into an amount of tissue compression. In certain instances, measuring physiological parameters and assessing the proximity of the
力変換器としては、限定するものではないが、圧電素子、ピエゾ抵抗素子、金属膜又は半導体歪みゲージ、誘導性圧力センサ、容量性圧力センサ、及び、抵抗要素上のワイパーアームを駆動するためにブルドン管、カプセル、又はベローズを使用する圧電式圧力変換器が挙げられ得る。図20及び追加の例示は、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 EMPLOYING SENSORS」と題する2011年6月27日に出願された、2012年5月5日発行の米国特許第第8,181,839号に更に記載されている。 Force transducers include, but are not limited to, piezoelectric elements, piezoresistive elements, metal film or semiconductor strain gauges, inductive pressure sensors, capacitive pressure sensors, and for driving wiper arms on resistive elements. Piezoelectric pressure transducers using Bourdon tubes, capsules, or bellows may be mentioned. FIG. 20 and additional examples are provided in a U.S. patent issued May 5, 2012, entitled "SURGICAL INSTRUMENT EMPLOYING SENSORS," filed Jun. 27, 2011, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Further described in 8,181,839.
特定の事例では、エンドエフェクタ26000の閉鎖構成への移行は、生理学的パラメータを測定すること、及び癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を評価することをトリガし得る。エンドエフェクタ26000に閉鎖運動を伝達する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追跡システム480(図12及び図32)が、閉鎖構成を検出する際に用いられ得る。
In certain instances, transitioning the
マイクロコントローラ461は、検出(26021)を実施する際にセンサ472、474、476のうちの1つ又は2つ以上からの1つ又は2つ以上の読み取り値を参照し得る。例えば、エンドエフェクタ26000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に使用され得る歪みゲージセンサ474からの読み取り値は、組織がエンドエフェクタ26000によって把持されているかどうかを反映し得る。
いずれの場合も、組織がエンドエフェクタ26000によって把持されるか、又は閉鎖構成に到達していると決定された場合(26021)、把持された組織の生理学的パラメータに基づいて、癌組織からのエンドエフェクタ26000の近接度が確認され得る(26023)。「n」個のセンサを含むセンサアレイ26471(「n」は1以上の整数)は、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を示す組織の生理学的パラメータに従って、マイクロコントローラ461にセンサ信号を提供するように構成され得る。
In either case, if tissue is grasped by the
癌組織に対するエンドエフェクタの近接度が所定の閾値に到達するか又は超えていると決定された場合(26024)、外科手術者に警告する(26025)、かつ/又は組織治療を無効にする(26026)工程がとられ得る。 If it is determined (26024) that the proximity of the end effector to the cancerous tissue reaches or exceeds a predetermined threshold, alert the surgeon (26025) and/or disable tissue treatment (26026). ) steps can be taken.
マイクロコントローラ461は、例えば、ディスプレイ473を介して外科手術者に警告してもよい。他の音声、触覚、及び/又は視覚的手段も用いられ得る。マイクロコントローラ461はまた、組織封止を防止するための工程をとってもよい。例えば、マイクロコントローラ461は、モータ駆動器492に信号を送ってモータ482を停止させてもよい。
様々な態様では、プロセス26020及びプロセス26120のうちの1つ又は2つ以上は、プロセス26020及び26120の工程のうちの1つ又は2つ以上を実行するためにプロセッサ462によって実行され得る、メモリ468内に記憶されたプログラム命令によって実行される。マイクロコントローラ461はまた、プロセス26020及び26120の工程のうちの1つ又は2つ以上を実施する際に、クラウドベースのシステム104(図1)からのニューラルネットワーク、ルックアップテーブル、定義関数、及び/又はリアルタイム入力を用いてもよい。
In various aspects, one or more of
一実施例では、マイクロコントローラ461は、センサアレイ26471からのセンサ信号を、把持された組織の生理学的パラメータの値と相関させる際に、メモリ468に記憶され得るルックアップテーブル又は定義関数を用いてもよい。ルックアップテーブルはまた、生理学的パラメータの決定された値に基づいて、又はより直接的に、受信したセンサ信号に基づいて、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を評価するための近接指数を定義し得る。図33は、センサアレイ26471からマイクロコントローラ461によって受信されたセンサ信号読み取り値(R1-n)を、エンドエフェクタと癌組織との間の対応する距離(D1-n)と相関させる、例示的な近接指数26030を示す。
In one embodiment,
様々な事例において、組織の生理学的パラメータを測定すること、及び/又は、癌組織に対するエンドエフェクタ26000の近接度を評価することは、ユーザ入力によってトリガされる。例えば、ディスプレイ473などのユーザインターフェースを用いて、例えば、ユーザ入力を受信してマイクロコントローラ461に送信することができる。
In various instances, measuring physiological parameters of tissue and/or assessing proximity of
癌組織に対するエンドエフェクタの近接度を検出することに加えて、癌組織から十分に離れる方向にエンドエフェクタを誘導するための方向を提供することが望ましい。図34は、エンドエフェクタ26050を癌組織から離れる方向に誘導するための制御プログラム又は論理構成を示すプロセス26040の論理フロー図である。エンドエフェクタ26050は、多くの点でエンドエフェクタ26000と類似している。例えば、外科用器具26010には、エンドエフェクタ26000の代わりにエンドエフェクタ26050が装備され得る。
In addition to detecting the proximity of the end effector to cancerous tissue, it is desirable to provide a direction to guide the end effector sufficiently away from the cancerous tissue. FIG. 34 is a logic flow diagram of
プロセス26040は、単独で、又はプロセス26020若しくは少なくともその一部と組み合わせて実行され得る。様々な態様では、プロセス26040は、エンドエフェクタ26050の両側26053、26054のセンサ26055、26056と通信する制御システム26470の制御回路によって実行される。センサ26055、26056は、その中を移動可能な横切開部材を収容するように構成された細長いチャネルに沿って延在する長手方向軸「L」によって画定される横切開経路によって離間し、分離される。センサ26055、26056は、癌組織に対するエンドエフェクタ26050の近接度を示す生理学的パラメータに対応するセンサ信号を提供するように構成されている。
プロセス26040は、プロセッサ462によって実行されてプロセス26040を実施し得る、メモリ468に記憶されたプログラム命令によって実行され得る。マイクロコントローラ461はまた、プロセス26040を実行する際に、クラウドベースのシステム104(図1)からのニューラルネットワーク、ルックアップテーブル、定義関数、及び/又はリアルタイム入力を用いてもよい。
プロセス26040は、センサ26055、26056からセンサ信号を受信すること(26041)を含む。センサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表していると決定された場合(26042)、プロセス26040は、エンドエフェクタ26050によって組織への治療適用を可能にする(26043)。逆に、センサ信号が所定の閾値以下の生理学的パラメータの値を表していると決定された場合(26044)、プロセス26040は、ユーザがエンドエフェクタを任意の好適な方向に移動させるように指示する(26045)。
上記に加えて、第1のセンサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表し、第2のセンサ信号が所定の閾値未満の値を表していると決定された場合(26046)、プロセス26040は、ユーザにエンドエフェクタ26050を第1の方向26061に移動させるように指示する。逆に、第2のセンサ信号が所定の閾値以上の生理学的パラメータの値を表し、第1のセンサ信号が所定の閾値未満の値を表していると決定された場合(26048)、プロセス26040は、ユーザにエンドエフェクタ26050を第1の方向26061とは反対の第2の方向26062に移動させるように指示する。
Further to the above, if it is determined 26046 that the first sensor signal represents a value of the physiological parameter equal to or greater than the predetermined threshold and the second sensor signal represents a value less than the predetermined threshold, the
図35に示すように、長手方向軸「L」は、第1の側26053及び第2の側26054を画定する。第1の方向26061は、第1の側26053で長手方向軸「L」から離れる方向に延在し、一方、第2の方向26062は、第2の側26054で長手方向軸「L」から離れる方向に延在する。
As shown in FIG. 35, longitudinal axis “L” defines
図36は、癌組織に対するエンドエフェクタ26050の3つの異なる位置(位置A、位置B、位置C)について、時間(x軸)に対してプロットされた組織の生理学的パラメータ(Y軸)の値を表すセンサ26055、26056からのセンサ信号を示すグラフである。生理学的パラメータは、組織内の血糖値である。上述のように、低血糖値は、癌組織に近接していることを示す。あるいは、生理学的パラメータはpHレベルであり得る。低pHレベルは、癌組織に近接していることを示す。
FIG. 36 shows the values of tissue physiological parameters (Y-axis) plotted against time (x-axis) for three different positions (Position A, Position B, Position C) of the
様々な実施例において、本開示の少なくとも1つの態様によると、エンドエフェクタは、癌組織に対する近接度を示す2つ以上の生理学的パラメータを測定するセンサを含んでもよい。例えば、エンドエフェクタは、1つ又は2つ以上のグルコースセンサ及び1つ又は2つ以上のpHセンサを含んでもよい。異なる種類のセンサからのセンサ信号を、マイクロコントローラ461によって受信し、分析して、癌組織に対する近接度を評価することができる。
In various embodiments, according to at least one aspect of the present disclosure, an end effector may include sensors that measure two or more physiological parameters indicative of proximity to cancerous tissue. For example, an end effector may include one or more glucose sensors and one or more pH sensors. Sensor signals from different types of sensors can be received by
位置Aでは、センサ26055、26056のセンサ信号26057、26058は、所定の閾値「N」以上である。したがって、癌組織は、エンドエフェクタ26050から十分遠く離れていると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ461は、エンドエフェクタ26050によって把持された組織を治療するのに安全であることを外科手術者に通知し得る。
At position A, sensor signals 26057, 26058 of
位置Cでは、センサ26055、26056の信号26057、26058は、所定の閾値「N」未満である。したがって、腫瘍は、センサ26055、26056間の横切開経路26052上にあるか、又は少なくともその近くにあると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ461は、組織への治療の適用前に、外科手術者に対して、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ26050をいずれかの方向の側に移動させることによって再配置するように指示し得る。
At position C, signals 26057, 26058 of
位置Bでは、センサ26055のセンサ信号26057は所定の閾値「N」を下回り、センサ26056のセンサ信号26058は、所定の閾値「N」を超えている。したがって、腫瘍がエンドエフェクタ26050の第1の側56053に広がっていると結論付けることができる。したがって、マイクロコントローラ461は、外科手術者に対して、組織を治療する前に、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ26050を第2の方向26062に移動させることによって再配置するように指示し得る。
At position B,
様々な実施例では、センサ信号は、センサによって検出される生理学的パラメータに正比例する。しかしながら、他の等価な実施例では、センサ信号は、センサによって検出される生理学的パラメータに反比例し得る。かかる他の実施例では、センサ信号は、癌組織に対する近接度が増加するにつれて減少する。それでもなお、インバータを利用して、受信したセンサ信号を反転させることができる。 In various embodiments, the sensor signal is directly proportional to the physiological parameter detected by the sensor. However, in other equivalent embodiments, the sensor signal may be inversely proportional to the physiological parameter detected by the sensor. In other such embodiments, the sensor signal decreases with increasing proximity to cancerous tissue. Nevertheless, an inverter can be utilized to invert the received sensor signal.
様々な態様では、図32、図35、及び図36を参照すると、マイクロコントローラ461は、他のセンサ信号から1つのセンサ信号を減算することによって、センサ26055、26056のセンサ信号を更に処理する。得られたデルタを更に分析して、エンドエフェクタ26050が移動される方向を決定することができる。図36に示されるように、位置A及び位置Cでは、センサ信号はほとんど互いに打ち消し合う。しかしながら、図36の位置Bでは、デルタ26059で正が検出される。デルタ正遷移は、癌組織がエンドエフェクタ26050の第1の側26053に広がっているが、第2の側26054には広がっていないことを示す。加えて、デルタ26059がゼロより上又は下であるかどうかは、エンドエフェクタ26050に対する所望の運動方向に関する指標を与え得る。
In various aspects, referring to FIGS. 32, 35 and 36,
図35の実施例に示されるように、センサ26055、26056を用いて、マイクロコントローラ461は、癌に関連する近接度を評価し、癌組織方向から離れる方向に誘導する方法を決定することができる。他の実施例では、センサアレイは、3つ以上のセンサを含んでもよい。一実施例では、センサアレイは、センサ26055、26056に加えて、エンドエフェクタの遠位部分に第3のセンサを含んでもよい。
As shown in the example of FIG. 35, using
様々な態様では、図37に示すように、エンドエフェクタ26070には、6つのセンサ(Sen1~Sen6)、すなわち2つの近位センサ(Sen1及びSen6)、2つの内側センサ(Sen2及びSen5)、及び2つの遠位センサ(Sen3及びSen4)を含むセンサアレイ26080が装備されてもよい。追加されたセンサは、マイクロコントローラ461が、とりわけ、癌組織に対するエンドエフェクタ26070の位置をより正確に予測することを可能にする。
In various aspects, as shown in FIG. 37, the end effector 26070 has six sensors (Sen 1 -Sen 6 ), two proximal sensors (Sen 1 and Sen 6 ), two inner sensors (Sen 2 and Sen 5 ), and two distal sensors (Sen 3 and Sen 4 ). The added sensors allow the
エンドエフェクタ26070は、多くの点でエンドエフェクタ26000、26050と類似している。例えば、エンドエフェクタ26070は、第1のジョー26071及び第2のジョー26072を含む。第1のジョー26071及び第2のジョー26072のうちの少なくとも1つは、それらの間の組織を把持するために、他方に対して移動可能である。
The end effector 26070 is similar in many respects to the
上記に加えて、エンドエフェクタ26070は、第2のジョー26072内に画定されたアンビルと、第1のジョー26071内に画定されたステープルカートリッジ26075と、を含む。エンドエフェクタ26070によって把持された組織を治療するために、ステープルは、ステープルカートリッジ26075から把持された組織内に配置され、アンビルによって変形される。組織を切断するために、横切開部材は、横切開部材の横切開経路26073を画定する細長いスロットに対して移動される。横切開経路26073は、エンドエフェクタ26070の2つの両側26076、26077を画定する。
Further to the above, end effector 26070 includes an anvil defined within
上記に加えて、センサアレイ26080は、多くの点でセンサアレイ26471と類似している。例えば、センサアレイ26080はまた、マイクロコントローラ461に連結され得る。センサアレイ26080は、癌組織に対するエンドエフェクタ26070の近接度を示す組織の生理学的パラメータに従って、マイクロコントローラ461にセンサ信号を提供するように構成された6つのセンサ(Sen1~Sen6)を含む。他の実施例では、センサアレイ26080は、センサアレイ26471と同様に、6つより多い又は少ないセンサを含んでもよい。
In addition to the above,
センサアレイ26080のセンサは、ステープルカートリッジ26075の外側縁部26078、26079上に離間配置される。図37の実施例では、Sen1、Sen2、及びSen3は、側26076に配置され、Sen4、Sen5、及びSen6が側26077に配置されている。換言すれば、横切開経路26052は、センサアレイ26080のセンサの間に延在する。
The sensors of
様々な実施例では、センサ信号と信号の平均との差は、腫瘍の近接度に洞察を加え得る。信号が、センサが腫瘍上にあることを示す場合、そのセンサと他のセンサとの差は、腫瘍が一方の側沿いにあるか(横切開されていない)又は横切開経路にわたっているか(横切開されている)どうかの洞察を加えることになる。信号と平均との間の差は小さいが、平均が高い場合、エンドエフェクタ全体が腫瘍上にある。 In various embodiments, the difference between the sensor signal and the average of the signals can add insight into the proximity of the tumor. If the signal indicates that the sensor is over the tumor, the difference between that sensor and the other sensors is whether the tumor is along one side (not transected) or across the transcision path (transcision It would add insight as to whether If the difference between the signal and the mean is small, but the mean is high, the entire end effector is on the tumor.
図38及び図41は、x軸上の時間に対するY軸上にプロットされたセンサSen1~Sen6のセンサ信号を示すグラフである。センサSen1~Sen6のセンサ信号は、癌組織からの距離の変化と共に変化する生理学的パラメータを測定する。したがって、Sen1~Sen6のセンサ信号は、癌組織に対するエンドエフェクタ26070の位置を示す組織の生理学的パラメータを表す。 38 and 41 are graphs showing the sensor signals of sensors Sen 1 -Sen 6 plotted on the y-axis against time on the x-axis. The sensor signals of sensors Sen 1 -Sen 6 measure physiological parameters that change with changing distance from the cancerous tissue. Accordingly, the Sen 1 -Sen 6 sensor signals represent tissue physiological parameters indicative of the position of the end effector 26070 relative to the cancerous tissue.
図38及び図41の生理学的パラメータは、癌組織に対する近接度の増加と共に減少するものであるが、センサSen1~Sen6のセンサ信号は、インバータを通過している。図38の位置A~C及び図40の位置A~Eのそれぞれは、癌組織に対するエンドエフェクタ26070の別個の位置を表す。 Although the physiological parameters in FIGS. 38 and 41 decrease with increasing proximity to cancerous tissue, the sensor signals of sensors Sen 1 -Sen 6 are passed through the inverter. Positions AC in FIG. 38 and positions AE in FIG. 40 each represent a separate position of the end effector 26070 relative to the cancerous tissue.
図38及び図41の実施例では、センサ信号の平均(AVG)は、次式からマイクロコントローラ461を計算し得る。
In the examples of FIGS. 38 and 41, the sensor signal average (AVG) can be calculated by the
次いで、マイクロコントローラ461は、次式を用いて、癌組織に対するエンドエフェクタ26070の近接度を決定し得る。
The
マイクロコントローラ461は、センサSen1~Sen6のそれぞれのセンサ信号をセンサ信号の平均(AVG)と比較して、癌組織に対するセンサSen1~Sen6の近接度を評価し得る。組織に対するエンドエフェクタ26070の近接度は、癌組織に対するセンサSen1~Sen6の評価された近接度から推測され得る。(AVG)を超えるセンサ信号を提供するセンサは、癌組織に近接している範囲内に位置付けられたセンサとして識別され得る。センサSen1~Sen6のセンサ信号に他の数式を適用して、癌組織に対するセンサSen1~Sen6の近接度を確認することができる。
The
上記に加えて、エンドエフェクタ26070上のセンサSen1~Sen6の空間的関係から追加の情報も推測され得る。図39は、癌組織に対してエンドエフェクタを誘導するための命令を提供する制御プログラム又は論理構成を示す、プロセス26090の論理フロー図であり、この命令は、センサが癌組織に近接していることを示す読み取り値を報告する、エンドエフェクタ上のセンサの空間的関係に基づく。プロセス26090は、センサSen1~Sen6からのセンサ読み取り値に基づいてマイクロコントローラ461によって実行され得る。プロセス26090は、センサSen1~Sen6からセンサ信号を受信すること(26091)と、上述の式に基づいて癌組織に近接しているセンサを決定すること(26092)と、を含む。更に、プロセス26090は、エンドエフェクタ26050上の癌組織に近接しているセンサの相対位置に基づいて、癌組織から離れる方向にエンドエフェクタ26050を誘導する命令を提供すること(26092)を含む。
In addition to the above, additional information can also be inferred from the spatial relationships of sensors Sen 1 -Sen 6 on end effector 26070 . FIG. 39 is a logic flow diagram of
図38の位置C及び図41の位置Bは、図39のプロセス26090を実施する実施例を示す。図38の位置C及び図41の位置Bでは、Sen3及びSen4の読み取り値は(AVG)を超えるが、残りのセンサは(AVG)を下回る読み取り値を報告している。加えて、Sen3及びSen4は、エンドエフェクタ26070の遠位部分で両側26076及び26077に位置する。したがって、癌組織は横切開経路26073上に広がり、主にエンドエフェクタ26070の前方に位置すると結論付けることができる。これに応答して、マイクロコントローラ461は、外科手術者に対して、把持された組織を解放し、組織を再把持する前にエンドエフェクタ26070を後方に移動させて腫瘍のない縁に到達させるように指示し得る。
Position C of FIG. 38 and position B of FIG. 41 show an example of implementing
図38の位置Dは、図39のプロセス26090を実装する別の実施例を示す。図38の位置Dでは、Sen3及びSen2の読み取り値は(AVG)を超えるが、残りのセンサは、(AVG)を下回る読み取り値を報告している。加えて、Sen2及びSen3は、エンドエフェクタ26070の同じ側26076上に位置付けられている。したがって、癌組織は、エンドエフェクタ26070の側26076に広がっていると結論付けることができる。側26077に位置するセンサSen4、Sen5、及びSen6の読み取り値は、これらのセンサが癌組織に近接していないことを示しているため、マイクロコントローラ461は、外科手術者に対して、把持された組織を解放し、エンドエフェクタ26070を側26077で横切開経路26073から離れる方向に移動させて、側26076の正常組織に到達させるように指示し得る。
Position D of FIG. 38 shows another example of implementing
図40は、癌組織に対してエンドエフェクタを誘導するための命令を提供する制御プログラム又は論理構成を示す、プロセス26190の論理フロー図であり、この命令は、センサが癌組織に近接していることを示す読み取り値を報告する、エンドエフェクタ上のセンサの空間的関係及び読み取り値の比較に基づく。プロセス26190は、センサSen1~Sen6からのセンサ読み取り値に基づいてマイクロコントローラ461によって実行され得る。プロセス26190は、センサSen1~Sen6からセンサ信号を受信すること(26191)と、上述の式に基づいて、癌組織に近接しているセンサを決定すること(26192)と、を含む。更に、プロセス26190は、エンドエフェクタ26070上の癌組織に近接しているセンサの相対位置及び相対読み取り値に基づいて、癌組織から離れる方向にエンドエフェクタ26070を誘導する命令を提供すること(26193)を含む。
FIG. 40 is a logic flow diagram of
図41の位置Eは、プロセス26190を実行する実施例を提供する。図41の位置Eでは、Sen1、Sen2、及びSen3の読み取り値は全て、(AVG)以上であるが、残りのセンサは、(AVG)を下回る読み取り値を報告している。加えて、Sen1、Sen2、及びSen3は全て、エンドエフェクタ26070の側26076に位置付けられている。したがって、癌組織はエンドエフェクタ26070の側26076に広がっていると結論付けることができる。加えて、Sen2の読み取り値は、Sen1の読み取り値を超えている。また、Sen2の読み取り値は、Sen3の読み取り値を越えている。Sen2は、同じ側26076のSen1とSen3との間に位置付けられているため、癌組織は、Sen1及びSen3よりもSen2に近い位置でエンドエフェクタ26070の側26076に広がっていると結論付けることができる。
Location E of FIG. 41 provides an example of performing
様々な実施例では、センサアレイ26471及び/又はセンサアレイ26080などのセンサアレイのセンサは、ステープルカートリッジに統合され、エンドエフェクタと共に組み立てられるときに、電力及び/又はデータを伝送する接触器プレートと係合する、ステープルカートリッジの金属部分を介して伝導され得る。
In various embodiments, sensors of sensor arrays, such as
様々な実施例では、本開示による、センサアレイのセンサによって測定される組織の生理学的パラメータは、pHである。上述のように、乳酸は、癌組織によって実施される解糖(嫌気性代謝)プロセスの副生成物であり、間質液環境におけるグルコースの減少及び乳酸の増加をもたらす。 In various embodiments, the tissue physiological parameter measured by the sensors of the sensor array according to the present disclosure is pH. As mentioned above, lactate is a by-product of the glycolytic (anaerobic metabolism) process performed by cancerous tissue, resulting in decreased glucose and increased lactate in the interstitial fluid environment.
様々な実施例では、本開示による、センサアレイのセンサによって測定される組織の生理学的パラメータは、グルコースである。上述のように、血糖値は、腫瘍微小環境(0.1~0.4mM)において非常に低いことが測定されている。正常組織において、血糖値は、約3.3~5.5mMの範囲であり得る。 In various embodiments, the tissue physiological parameter measured by the sensors of the sensor array according to the present disclosure is glucose. As mentioned above, blood glucose levels have been measured to be very low in the tumor microenvironment (0.1-0.4 mM). In normal tissues, blood glucose levels can range from about 3.3-5.5 mM.
様々な実施例では、センサアレイのセンサは、本開示によれば、酵素との酸素反応に基づいて血糖値を測定するのに使用され得るクラーク型センサである。クラーク型センサは、固定化グルコース酸化酵素埋め込み表面を使用して、β-D-グルコースの酸化を触媒して、グルコン酸及び過酸化水素を産生する。過酸化水素は、存在するグルコース分子の数に比例する電子移動を誘導する触媒(通常は白金)アノードで酸化される。 In various embodiments, the sensors of the sensor array are Clark-type sensors that can be used to measure blood glucose levels based on oxygen reactions with enzymes, according to the present disclosure. The Clark-type sensor uses an immobilized glucose oxidase-embedded surface to catalyze the oxidation of β-D-glucose to produce gluconic acid and hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide is oxidized at a catalytic (usually platinum) anode which induces electron transfer proportional to the number of glucose molecules present.
図42及び図43は、本開示のセンサアレイと共に用いられ得る、例示的な厚膜印刷グルコースセンサ26200を示す。この構成は、他の一般的な干渉化学物質(例えばアスコルビン酸)によって隠されることのない、グルコース検出に向けた高い特異性を有するイリジウムドープカーボンインクを使用する。センサ26200は、約1mmの電極直径を含む。一実施例では、図43に示すように、センサ26200は、Ir炭素対電極26202、及びIr炭素作用電極26203、Ag/AgCl基準電極26204、及び銀導電パッド26205を含む。加えて、センサ26200は絶縁層26206を更に含む。センサ26200の更なる詳細は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Sensors and Actuators B:Chemical,2007,V125(1),pp.16-113と題するShen J et al.著の学術刊行物に記載されている。図44~図45に示されるように、0.2~0.3Vの印加電位では、5mMのグルコースの増加と共に、約15~20uAの応答電流を観察することができる。
42 and 43 show an exemplary thick film printed
様々な態様では、センサアレイのセンサは、本開示によれば、ステープルカートリッジ上に配置され得る。粘着マスクは、所定の位置にセンサと共に埋め込まれ得る。様々な態様では、センサは、ステープルカートリッジ上の隆起部に取り付けられ、その結果、センサは、組織との接触を確実にするために、ステープルカートリッジのカートリッジデッキよりも高く位置付けられる。粘着マスクは、例えば、ポリエステル基材上のスクリーン印刷技術を使用して大量に作製され得る。導電パッドは、共通の場所に印刷され得る。 In various aspects, the sensors of the sensor array can be located on the staple cartridge according to the present disclosure. Adhesive masks can be implanted with sensors in place. In various aspects, the sensor is attached to a ridge on the staple cartridge such that the sensor is positioned higher than the cartridge deck of the staple cartridge to ensure contact with tissue. Adhesive masks can be mass produced, for example, using screen printing techniques on polyester substrates. Conductive pads may be printed at common locations.
様々な実施例において、癌組織に対する近接度の検出に加えて、本開示のエンドエフェクタはまた、特定の組織内の特定の癌型を標的とするように構成され得る。その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Alternberg B及びGreulich KO著の学術刊行物、Genomics 84(2004)pp.1014-1020に示されているように、特定の癌は解糖遺伝子の過剰発現によって特徴付けられる一方、他の癌は解糖遺伝子の過剰発現によって特徴付けられない。したがって、本開示のエンドエフェクタには、肺癌又は肝癌などの解糖遺伝子の過剰発現を特徴とする癌組織に対する高い特異性を有するセンサアレイが装備され得る。 In various embodiments, in addition to detecting proximity to cancer tissue, the end effectors of the present disclosure can also be configured to target specific cancer types within specific tissues. Academic publication by Alternberg B and Greulich KO, Genomics 84 (2004) pp. 1014-1020, certain cancers are characterized by overexpression of glycolytic genes, while other cancers are not characterized by overexpression of glycolytic genes. Accordingly, the end effector of the present disclosure can be equipped with a sensor array that has high specificity for cancerous tissue characterized by overexpression of glycolytic genes, such as lung cancer or liver cancer.
様々な態様では、センサアレイのセンサ読み取り値は、本開示によると、追加の分析及び/又は状況認識のために、外科用器具によって外科用ハブ(例えば、外科用ハブ106、206)に通信される。
In various aspects, the sensor readings of the sensor array are communicated by the surgical instrument to a surgical hub (eg,
状況認識
状況認識は、データベース及び/又は器具から受信したデータから外科処置に関連する情報を決定又は推測するための、外科システムのいくつかの態様の能力である。情報としては、実行される処置の種類、手術される組織の種類、又は処置の対象である体腔が挙げられ得る。外科処置に関連するコンテキスト情報により、外科システムは、例えば、それに接続されるモジュール式装置(例えば、ロボットアーム及び/又はロボット外科用ツール)を制御し、外科処置の過程で状況に適した情報又は提案を外科医に提供する方法を改善し得る。
Situational Awareness Situational awareness is the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information related to a surgical procedure from data received from databases and/or instruments. Information may include the type of procedure being performed, the type of tissue being operated on, or the body cavity being treated. Contextual information related to a surgical procedure may allow the surgical system to, for example, control modular devices (e.g., robotic arms and/or robotic surgical tools) connected to it, and provide contextually appropriate information or information during the course of a surgical procedure. The method of providing suggestions to the surgeon can be improved.
ここで図46を参照すると、例えば、外科用ハブ106又は206などのハブの状況認識を示す時間線5200が示されている。時間線5200は例示的な外科処置、及び外科用ハブ106、206が、外科処置の各工程でデータソースから受信したデータから導き出すことができるコンテキスト情報である。時間線5200は、手術室を設置することから開始し、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除手術の過程で、看護師、外科医、及び他の医療関係者によって取られるであろう典型的な工程を示す。
Referring now to FIG. 46, a
状況認識外科用ハブ106、206は、外科処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ106、206とペアリングされたモジュール式装置を使用する度に生成されるデータを含むデータをデータソースから受信する。外科用ハブ106、206は、ペアリングされたモジュール式装置及び他のデータソースからこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が実施されているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推定(すなわち、コンテキスト情報)を継続的に導出することができる。外科用ハブ106、206の状況認識システムは、例えば、レポートを生成するために処置に関するデータを記録する、医療関係者によって取られている工程を検証する、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを(例えば、ディスプレイスクリーンを介して)提供する、コンテキストに基づいてモジュール式装置を調節する(例えば、モニタを起動する、医療用撮像装置の視界(FOV)を調節する、又は超音波外科用器具若しくはRF電気外科用器具のエネルギーレベルを変更するなど)、及び上記の任意の他のこうした動作を行うことが可能である。
The situational awareness
この例示的な処置における第1の工程5202で、病院職員は、病院のEMRデータベースから患者のEMRを読み出す。EMRにおける選択された患者データに基づいて、外科用ハブ106、206は、実行される処置が胸郭処置であることを判定する。
In the
第2の工程5204では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ106、206は、スキャンされた用品を様々な種類の処置で利用される用品のリストと相互参照し、用品の組み合わせ(mix of supplies)が胸郭処置に対応することを確認する。更に、外科用ハブ106、206はまた、処置が楔形処置ではないと判定することができる(入来する用品が、胸郭楔形処置に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸郭楔形処置に対応していないかのいずれかであるため)。
In a
第3の工程5206では、医療関係者は、外科用ハブ106、206に通信可能に接続されたスキャナを介して患者のバンドをスキャンする。続いて、外科用ハブ106、206は、スキャンされたデータに基づいて患者の識別情報を確認することができる。
In a
第4の工程5208では、医療スタッフが補助装置をオンにする。利用される補助装置は、外科処置の種類及び外科医によって使用される技術に従って変わり得るが、この例示的な場合では、これらとしては、排煙器、吸入器、及び医療用撮像装置が挙げられる。起動されると、モジュール式装置である補助装置は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式装置の特定の近傍内に位置する外科用ハブ106、206と自動的にペアリングすることができる。続いて、外科用ハブ106、206は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式装置の種類を検出することによって、外科処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ106、206は、ペアリングされたモジュール式装置のこの特定の組み合わせに基づいて、外科処置がVATS手術であると判定する。患者のEMRからのデータの組み合わせ、手術に用いられる医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式装置の種類に基づいて、外科用ハブ106、206は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推定することができる。外科用ハブ106、206が、何の特定の処置が実施されているかを知ると、続いて外科用ハブ106、206は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出して、次に接続されたデータソース(例えば、モジュール式装置及び患者監視装置)からその後受信したデータを相互参照して、外科処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推定することができる。
In a fourth step 5208, the medical staff turns on the assistive device. The auxiliary devices utilized may vary according to the type of surgical procedure and the technique used by the surgeon, but in this exemplary case they include smoke evacuators, inhalers, and medical imaging equipment. When activated, an auxiliary device that is a modular device can automatically pair with
第5の工程5210では、職員は、心電図検査(EKG)電極及び他の患者監視装置を患者に取り付ける。EKG電極及び他の患者監視装置は、外科用ハブ106、206とペアリングすることができる。外科用ハブ106、206が患者監視装置からデータの受信を開始すると、外科用ハブ106、206は患者が手術室にいることを確認する。
In a fifth step 5210, personnel attach electrocardiography (EKG) electrodes and other patient monitoring devices to the patient. EKG electrodes and other patient monitoring devices can be paired with the surgical hub 106,206. Once the
第6の工程5212では、医療関係者は患者に麻酔を誘発する。外科用ハブ106、206は、例えば、EKGデータ、血圧データ、ベンチレータデータ、又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式装置及び/又は患者監視装置からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推定することができる。第6の工程5212が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部分が開始する。
In a sixth step 5212, medical personnel induce anesthesia in the patient. The
第7の工程5214では、操作されている患者の肺が虚脱される(換気が対側肺に切り替えられる間に)。外科用ハブ106、206は、例えば、患者の肺が虚脱されたことをベンチレータデータから推定することができる。外科用ハブ106、206は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程(事前にアクセス又は読み出すことができる)と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第1の手術工程であると判定することができる。
In a seventh step 5214, the lung of the patient being manipulated is collapsed (while ventilation is switched to the contralateral lung). The
第8の工程5216では、医療用撮像装置(例えば、スコープ)が挿入され、医療用撮像装置からのビデオ映像が開始される。外科用ハブ106、206は、医療用撮像装置への接続を通じて医療用撮像装置データ(すなわち、ビデオ又は画像データ)を受信する。医療用撮像装置データを受信すると、外科用ハブ106、206は、外科処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ106、206は、実施されている特定の処置が、肺葉切除とは対照的に区域切除術であると判定することができる(処置の第2の工程5204で受信したデータに基づいて、楔形処置は外科用ハブ106、206によって既に割り引かれていることに留意されたい)。医療用撮像装置124(図2)からのデータは、患者の解剖学的構造の可視化に関して配向されている医療用撮像装置の角度を判定することによる、用いられている(すなわち、起動されており、外科用ハブ106、206とペアリングされている)数又は医療用撮像装置を監視することによる、及び用いられている可視化装置の種類を監視することによる、ことを含む多くの異なる方法の中から実施されている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定するために用いられ得る。例えば、VATS肺葉切除術を実施するための1つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置し、一方、VATS区域切除術を実施するための1つの技術は、カメラを、区域裂に対して前肋間位置に配置する。例えば、パターン認識又は機械学習技術を使用して、状況認識システムは、患者の解剖学的構造の可視化に基づいて、医療用撮像装置の位置を認識するように訓練され得る。別の例として、VATS肺葉切除術を実施するための1つの技術は単一の医療用撮像装置を利用するが、VATS区域切除術を実施するための別の技術は複数のカメラを利用する。更に別の例として、VATS区域切除術を実施するための1つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源(可視化システムの一部として外科用ハブに通信可能に連結され得る)を使用し、これはVATS肺葉切除術では使用されない。医療用撮像装置からのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ106、206は、実行中の特定の種類の外科処置、及び/又は特定の種類の外科処置に使用されている技術を判定することができる。
In an
第9の工程5218で、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ106、206は、エネルギー器具が発射されていることを示すRF又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ106、206は、受信されたデータを外科処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点(すなわち、上述された処置の工程が完了した後)で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。特定の例では、エネルギー器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられたエネルギーツールであり得る。
At a ninth step 5218, the surgical team begins the incision step of the procedure. The
第10の工程5220で、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ106、206は、器具が発射されていることを示す外科用ステープル留め及び切断器具からのデータを受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前工程と同様に、外科用ハブ106、206は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。特定の例では、外科用器具は、ロボット外科システムのロボットアームに取り付けられた外科用ツールであり得る。
At a
第11の工程5222では、処置の区域切除部分が実施される。外科用ハブ106、206は、そのカートリッジからのデータを含む外科用ステープル留め及び切断器具からのデータに基づいて、外科医が実質組織を横切開していると推定することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されるステープルのサイズ又は種類に対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されているため、カートリッジのデータは、ステープル留め及び/又は横切開されている組織の種類を示すことができる。この場合、発射されるステープルの種類は実質組織(又は他の同様の組織種)に用いられ、これにより、外科用ハブ106、206は、処置の区域切除部分が実行されていると推定することができる。
In an
続いて第12の工程5224で、結節切開工程が実行される。外科用ハブ106、206は、RF又は超音波器具が発射されていることを示す発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を実施していると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に用いられるRF又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、この結節切開工程により外科用ハブ106、206がこの推定を行うことが可能となる。異なる器具が特定の作業に対してより良好に適合するため、外科医は、処置中の特定の工程に応じて、定期的に外科用ステープル留め/切断器具と外科用エネルギー(すなわち、RF又は超音波)器具との間で交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め/切断器具及び外科用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実施中であるかを示すことができる。更に、特定の例では、外科処置中の1つ又は2つ以上の工程にロボットツールを使用することができ、かつ/又は外科処置中の1つ又は2つ以上の工程にハンドヘルド外科用器具を使用することができる。外科医(複数可)は、例えば、ロボットツールとハンドヘルド外科用器具とを順に交代させることができ、かつ/又は、例えば、装置を同時に使用することができる。第12の工程5224が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。
Subsequently, in a
第13の工程5226では、患者の麻酔が逆転される。外科用ハブ106、206は、例えば、ベンチレータデータに基づいて(すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める)、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。
In a
最後に、第14の工程5228は、医療関係者が患者から様々な患者監視装置を除去することである。したがって、外科用ハブ106、206は、ハブがEKG、血圧、及び患者監視装置からの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推定することができる。この例示的な処置の説明から分かるように、外科用ハブ106、206と通信可能に連結された各種データソースから受信されたデータに基づいて、外科用ハブ106、206は、所与の外科処置の各工程が発生しているときを判定又は推定することができる。
Finally, a
状況認識については、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日出願の米国特許仮出願第62/611,341号に更に記載されている。特定の事例では、例えば本明細書で開示される様々なロボット外科システムを含むロボット外科システムの動作は、その状況認識、及び/若しくはその構成要素からのフィードバックに基づいて、並びに/又はクラウド104からの情報に基づいて、ハブ106、206によって制御され得る。
Situational awareness is further described in US Provisional Application No. 62/611,341, filed December 28, 2017, entitled "INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM," which is incorporated herein by reference in its entirety. In certain instances, operation of a robotic surgical system, including, for example, various robotic surgical systems disclosed herein, is based on its situational awareness and/or feedback from its components and/or from the
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-外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む。制御回路はセンサに連結されており、該制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて癌組織に対するセンサの近接度を評価するように構成されている。 Example 1 - A surgical instrument is disclosed. A surgical instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. wherein the staples are deformable by the anvil; and a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of tissue. A control circuit is coupled to the sensor, the control circuit configured to receive the sensor signal and assess the sensor's proximity to the cancerous tissue based on the sensor signal.
実施例2-制御回路は、癌組織に対するセンサの近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、警告を生成するように更に構成されている、実施例1に記載の外科用器具。 Example 2 - The surgical device of Example 1, wherein the control circuit is further configured to generate an alert if the proximity of the sensor to cancerous tissue reaches or exceeds a predetermined threshold. instrument.
実施例3-制御回路は、癌組織に対するセンサの近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、ステープルの配置を防止するように更に構成されている、実施例1及び2のいずれか1つに記載の外科用器具。 Example 3—The A surgical instrument according to any one of the preceding claims.
実施例4-ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、制御回路は、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、モータの起動を防止するように更に構成されている、実施例1~3のいずれか1つに記載の外科用器具。
実施例5-生理学的パラメータが組織血糖値である、実施例1~4のいずれか1つに記載の外科用器具。 Example 5 - The surgical instrument of any one of Examples 1-4, wherein the physiological parameter is tissue blood glucose level.
実施例6-生理学的パラメータが組織pHレベルである、実施例1~4のいずれか1つに記載の外科用器具。 Example 6 - The surgical instrument of any one of Examples 1-4, wherein the physiological parameter is tissue pH level.
実施例7-センサがクラーク型センサである、実施例1~6のいずれか1つに記載の外科用器具。 Example 7 - The surgical instrument of any one of Examples 1-6, wherein the sensor is a Clark-type sensor.
実施例8-制御回路が、エンドエフェクタを癌組織から離れる所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施例1~7のいずれか1つに記載の外科用器具。 [0040] Example 8 - The surgical instrument of any one of Examples 1-7, wherein the control circuitry is further configured to provide commands to move the end effector in a predetermined direction away from the cancerous tissue.
実施例9-外科用ステープル留め器具が開示される。外科用ステープル留め器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、センサであって、癌組織に対するセンサの近接度を示す生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む。制御回路はセンサに連結されており、該制御回路は、センサ信号を受信し、センサ信号に基づいて生理学的パラメータの値を決定し、生理学的パラメータの値を所定の閾値と比較するように構成されている。 Example 9 - A surgical stapling instrument is disclosed. A surgical stapling instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. wherein the staples are deformable by the anvil; and a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of proximity of the sensor to cancerous tissue. , a sensor, and the like. A control circuit is coupled to the sensor, the control circuit configured to receive the sensor signal, determine a value of the physiological parameter based on the sensor signal, and compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold. It is
実施例10-制御回路は、生理学的パラメータの値を所定の閾値と比較することに基づいて警告を生成するように更に構成されている、実施例9に記載の外科用ステープル留め器具。 [00100] Example 10 - The surgical stapling instrument of Example 9, wherein the control circuit is further configured to generate an alert based on comparing the value of the physiological parameter to a predetermined threshold.
実施例11-制御回路は、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、ステープルの配置を防止するように更に構成されている、実施例9及び10のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。
Example 11 - Any of Examples 9 and 10, wherein the control circuit is further configured to prevent deployment of the staples if the value of the physiological parameter reaches or exceeds the
実施例12-ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、制御回路が、生理学的パラメータの値が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、モータの起動を防止するように更に構成されている、実施例9~11のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。 Embodiment 12—Further comprising a motor configured to cause staple deployment, wherein the control circuit prevents activation of the motor if the value of the physiological parameter reaches or exceeds a predetermined threshold The surgical stapling instrument of any one of Examples 9-11, further configured to:
実施例13-生理学的パラメータが組織血糖値である、実施例9~12のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。 Example 13 - The surgical stapling instrument of any one of Examples 9-12, wherein the physiological parameter is tissue blood glucose level.
実施例14-生理学的パラメータが組織pHレベルである、実施例9~12のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。 Example 14 - The surgical stapling instrument of any one of Examples 9-12, wherein the physiological parameter is tissue pH level.
実施例15-センサがクラーク型センサである、実施例9~14のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。 Example 15 - The surgical stapling instrument of any one of Examples 9-14, wherein the sensor is a Clark-type sensor.
実施例16-制御回路が、エンドエフェクタを癌組織から離れる所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施例9~15のいずれか1つに記載の外科用ステープル留め器具。 Example 16 - The surgical stapling of any one of Examples 9-15, wherein the control circuit is further configured to provide commands to move the end effector in a predetermined direction away from cancerous tissue. instrument.
実施例17-外科用器具が開示される。外科用器具は、エンドエフェクタ及び制御回路を備える。エンドエフェクタは、第1のジョーと、第1のジョーとの間の組織を把持するために第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、アンビルと、組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、ステープルはアンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、癌組織に対するセンサの近接度を示す生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサ組立体と、を含む。センサ組立体は、ステープルカートリッジを通って延在する長手方向軸線の第1の側上の第1のセンサと、長手方向軸の第2の側上の第2のセンサと、を含む。制御回路はセンサ組立体に連結されており、該制御回路は、第1のセンサから第1のセンサ信号を受信し、第2のセンサから第2のセンサ信号を受信し、第1のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第1の値を決定し、第2のセンサ信号に基づいて生理学的パラメータの第2の値を決定し、第1の値及び第2の値を所定の閾値と比較するように構成されている。 Example 17 - A surgical instrument is disclosed. A surgical instrument includes an end effector and control circuitry. The end effector includes a first jaw, a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween, an anvil, and a staple positionable within the tissue. wherein the staples are deformable by the anvil; a sensor assembly configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of proximity of the sensor to cancerous tissue; including. The sensor assembly includes a first sensor on a first side of a longitudinal axis extending through the staple cartridge and a second sensor on a second side of the longitudinal axis. A control circuit is coupled to the sensor assembly, the control circuit receiving a first sensor signal from the first sensor, a second sensor signal from the second sensor, and a first sensor signal. determining a first value of the physiological parameter based on the second sensor signal; determining a second value of the physiological parameter based on the second sensor signal; comparing the first value and the second value to a predetermined threshold is configured to
実施例18-制御回路は、第1の値が所定の閾値に到達するか又は超えているが第2の値はそうでない場合に、エンドエフェクタを第1の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されており、第1の方向は、第1の側で長手方向軸から離れる方向に延在している、実施例17に記載の外科用器具。 Embodiment 18 - The control circuit may provide instructions to move the end effector in a first direction if the first value reaches or exceeds a predetermined threshold value but the second value does not. 18. The surgical instrument of example 17, wherein the first direction extends away from the longitudinal axis on the first side.
実施例19-制御回路は、第2の値が所定の閾値に到達するか又は超えているが第1の値はそうでない場合に、エンドエフェクタを第2の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されており、第2の方向は、第2の側で長手方向軸から離れる方向に延在している、実施例18に記載の外科用器具。 Example 19 - The control circuit may provide instructions to move the end effector in a second direction if the second value reaches or exceeds a predetermined threshold value but the first value does not. and the second direction extends away from the longitudinal axis on the second side.
実施例20-制御回路は、第1の値及び第2の値が所定の閾値を下回っている場合に、エンドエフェクタの位置を承認するように更に構成されている、実施例19に記載の外科用器具。 Example 20 - The surgical procedure of example 19, wherein the control circuit is further configured to approve the position of the end effector if the first value and the second value are below a predetermined threshold equipment.
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例が1つ若しくは2つ以上の機能及び/又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート、及び/又は実施例に含まれる各機能及び/又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、1台以上のコンピュータ上で稼働する1つ又は2つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、1つ又は2つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして(例えば、1つ又は2つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ又は2つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実現することができ、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。更に、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式で1つ又は2つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられる。 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 understood as one or more computer programs (e.g., 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., one or more as one or more programs running on a microprocessor), as firmware, or substantially any combination thereof, equivalently embodied on an integrated circuit; , and/or writing software and/or firmware code is 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).
本明細書の任意の態様で使用されるとき、用語「制御回路」は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路(例えば、1つ又は2つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブル論理機構(PLD)、プログラマブル論理アレイ(PLA)、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA))、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路(IC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、システムオンチップ(SoC)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用するとき、「制御回路」としては、少なくとも1つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)を形成する電気回路、及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光-電気設備)を形成する電気回路が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はこれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。 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 unit (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いずれ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 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「IEEE802.3 Standard」、及び/又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、X.25通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。X.25通信プロトコルは、International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector(ITU-T)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信装置は、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Consultative Committee for International Telegraph and Telephone(CCITT)及び/又はthe American National Standards Institute(ANSI)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード(ATM)通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ATM通信プロトコルは、ATM Forumによって「ATM-MPLS Network Interworking2.0」という題で2001年8月に公開されたATM規格及び/又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び/又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。 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 may conform to or be compatible with the ATM standard published in August 2001 by the ATM Forum under the title "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" and/or later versions of this standard. . 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 computer system registers and memory as physical quantities in computer system memory or registers or in any such information storage, transmission, or display device. It will be understood to refer to the actions and processes of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and transforms other data that may be similarly represented.
1つ又は2つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成される(configured to)」、「ように構成可能である(configurable to)」、「動作可能である/ように動作する(operable/operative to)」、「適合される/適合可能である(adapted/adaptable)」、「ことが可能である(able to)」、「準拠可能である/準拠する(conformable/conformed to)」などと言及され得る。当業者は、「ように構成される」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び/又は非アクティブ状態の構成要素及び/又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。 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 configurations, unless the context requires otherwise. It will be understood that it may contain elements.
「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。簡便かつ明瞭にするため、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語は、本明細書において図面に対して使用される場合があることが更に理解されるであろう。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. It is further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical," "horizontal," "above," and "below" are sometimes used herein with respect to the drawings. Will. However, surgical instruments are used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.
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、特定数の導入された請求項記載物が意図されている場合、かかる意図は請求項に明確に記載され、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, it will be understood by those of ordinary skill in the art that where any particular number of introduced claim statements is intended, such intent is expressly set forth in the claims, and that in the absence of such statement, such intent does not exist. will be understood. 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わすあらゆる選言的な語及び/又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの1つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「A又はB」という句は、典型的には、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されよう。 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 representing 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機構、構造、又は特性が少なくとも1つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」、及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ又は2つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。 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。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。 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、本明細書に記載され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) 外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
前記組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて、癌組織に対する前記センサの近接度を評価するように構成されている、制御回路と、を備える、外科用器具。
(2) 前記制御回路は、癌組織に対する前記センサの前記近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、警告を生成するように更に構成されている、実施態様1に記載の外科用器具。
(3) 前記制御回路は、癌組織に対する前記センサの前記近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記ステープルの配置を防止するように更に構成されている、実施態様1に記載の外科用器具。
(4) 前記ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記モータの起動を防止するように更に構成されている、実施態様1に記載の外科用器具。
(5) 前記生理学的パラメータが組織血糖値である、実施態様1に記載の外科用器具。
[Mode of implementation]
(1) A surgical instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of said tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
and a control circuit configured to assess the proximity of the sensor to cancerous tissue based on the sensor signal.
2. The method of
(4) further comprising a motor configured to cause deployment of the staples, wherein the control circuit activates the motor when the value of the physiological parameter reaches or exceeds a predetermined threshold; 2. The surgical instrument of
(5) The surgical instrument of
(6) 前記生理学的パラメータが組織pHレベルである、実施態様1に記載の外科用器具。
(7) 前記センサがクラーク型センサである、実施態様1に記載の外科用器具。
(8) 前記制御回路が、前記エンドエフェクタを前記癌組織から離れる、所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施態様1に記載の外科用器具。
(9) 外科用ステープル留め器具であって、
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
センサであって、癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し、
前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備える、外科用ステープル留め器具。
(10) 前記制御回路が、前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較することに基づいて警告を生成するように更に構成されている、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(6) The surgical instrument of
(7) The surgical instrument of
(9) A surgical stapling instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of the sensor's proximity to cancerous tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
and a control circuit configured to compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold.
(11) 前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が前記所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記ステープルの配置を防止するように更に構成されている、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(12) 前記ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が前記所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記モータの起動を防止するように更に構成されている、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(13) 前記生理学的パラメータが組織血糖値である、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(14) 前記生理学的パラメータが組織pHレベルである、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(15) 前記センサがクラーク型センサである、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
11.
(12) further comprising a motor configured to cause deployment of the staples, wherein the control circuit activates the motor when the value of the physiological parameter reaches or exceeds the predetermined threshold; 10. The surgical stapling instrument of
(13) The surgical stapling instrument of
(14) A surgical stapling instrument according to
(16) 前記制御回路が、前記エンドエフェクタを前記癌組織から離れる、所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、実施態様9に記載の外科用ステープル留め器具。
(17) 外科用器具であって、
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されているセンサ組立体であって、前記センサ組立体は、
前記ステープルカートリッジを通って延在する長手方向軸の第1の側の第1のセンサと、
前記長手方向軸の第2の側の第2のセンサと、を含む、センサ組立体と、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサ組立体に連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記第1のセンサから第1のセンサ信号を受信し、
前記第2のセンサから第2のセンサ信号を受信し、
前記第1のセンサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの第1の値を決定し、
前記第2のセンサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの第2の値を決定し、
前記第1の値及び前記第2の値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備える、外科用器具。
(18) 前記制御回路は、前記第1の値が前記所定の閾値に到達するか又は超えているが、前記第2の値はそうでない場合に、前記エンドエフェクタを第1の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されており、前記第1の方向は、前記第1の側で前記長手方向軸から離れる方向に延在している、実施態様17に記載の外科用器具。
(19) 前記制御回路は、前記第2の値が前記所定の閾値に到達するか又は超えているが、前記第1の値はそうでない場合に、前記エンドエフェクタを第2の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されており、前記第2の方向は、前記第2の側で前記長手方向軸から離れる方向に延在している、実施態様18に記載の外科用器具。
(20) 前記制御回路は、前記第1の値及び前記第2の値が前記所定の閾値を下回っている場合に、前記エンドエフェクタの位置を承認するように更に構成されている、実施態様19に記載の外科用器具。
(17) A surgical instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
A sensor assembly configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of proximity of the sensor to cancerous tissue, the sensor assembly comprising:
a first sensor on a first side of a longitudinal axis extending through the staple cartridge;
an end effector including a sensor assembly including a second sensor on a second side of the longitudinal axis;
A control circuit coupled to the sensor assembly, the control circuit comprising:
receiving a first sensor signal from the first sensor;
receiving a second sensor signal from the second sensor;
determining a first value of the physiological parameter based on the first sensor signal;
determining a second value of the physiological parameter based on the second sensor signal;
and a control circuit configured to compare the first value and the second value to a predetermined threshold.
(18) said control circuit moves said end effector in a first direction when said first value reaches or exceeds said predetermined threshold but said second value does not; 18. The surgical instrument of embodiment 17, further configured to provide commands, wherein the first direction extends away from the longitudinal axis on the first side.
(19) the control circuit moves the end effector in a second direction if the second value reaches or exceeds the predetermined threshold but the first value does not; 19. The surgical instrument of
20. Embodiment 19, wherein the control circuit is further configured to approve the position of the end effector if the first value and the second value are below the predetermined threshold. The surgical instrument according to .
Claims (17)
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
前記組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて、癌組織に対する前記センサの近接度を評価するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路は、癌組織に対する前記センサの前記近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、警告を生成するように更に構成されている、外科用器具。 A surgical instrument,
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of said tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
a control circuit configured to assess the proximity of the sensor to cancerous tissue based on the sensor signal ;
A surgical instrument, wherein the control circuit is further configured to generate an alert if the proximity of the sensor to cancerous tissue reaches or exceeds a predetermined threshold.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
前記組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて、癌組織に対する前記センサの近接度を評価するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路は、癌組織に対する前記センサの前記近接度が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記ステープルの配置を防止するように更に構成されている、外科用器具。 A surgical instrument,
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of said tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
a control circuit configured to assess the proximity of the sensor to cancerous tissue based on the sensor signal;
The surgical instrument, wherein the control circuit is further configured to prevent deployment of the staples when the proximity of the sensor to cancerous tissue reaches or exceeds a predetermined threshold.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
前記組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し
前記生理学的パラメータの前記値と所定の閾値との比較に基づいて、癌組織に対する前記センサの近接度を評価するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記外科用器具は前記ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記モータの起動を防止するように更に構成されている、外科用器具。 A surgical instrument,
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of said tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
a control circuit configured to assess the proximity of the sensor to cancerous tissue based on a comparison of the value of the physiological parameter to a predetermined threshold;
The surgical instrument further comprises a motor configured to cause deployment of the staples, and the control circuit controls the motor if the value of the physiological parameter reaches or exceeds a predetermined threshold. surgical instrument further configured to prevent activation of the
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
前記組織の生理学的パラメータに従ってセンサ信号を提供するように構成されているセンサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて、癌組織に対する前記センサの近接度を評価するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路が、前記エンドエフェクタを前記癌組織から離れる、所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、外科用器具。 A surgical instrument,
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter of said tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
a control circuit configured to assess the proximity of the sensor to cancerous tissue based on the sensor signal;
A surgical instrument, wherein the control circuit is further configured to provide commands to move the end effector in a predetermined direction away from the cancerous tissue.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
センサであって、癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し、
前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路が、前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較することに基づいて警告を生成するように更に構成されている、外科用ステープル留め器具。 A surgical stapling instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of the sensor's proximity to cancerous tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
a control circuit configured to compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold ;
A surgical stapling instrument, wherein the control circuit is further configured to generate an alert based on comparing the value of the physiological parameter to a predetermined threshold.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
センサであって、癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し、
前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が前記所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記ステープルの配置を防止するように更に構成されている、外科用ステープル留め器具。 A surgical stapling instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of the sensor's proximity to cancerous tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
a control circuit configured to compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold;
The surgical stapling instrument, wherein the control circuit is further configured to prevent deployment of the staples when the value of the physiological parameter reaches or exceeds the predetermined threshold.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
センサであって、癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し、
前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記外科用ステープル留め器具は前記ステープルの配置を引き起こすように構成されたモータを更に備え、前記制御回路は、前記生理学的パラメータの前記値が前記所定の閾値に到達するか又は超えている場合に、前記モータの起動を防止するように更に構成されている、外科用ステープル留め器具。 A surgical stapling instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of the sensor's proximity to cancerous tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
a control circuit configured to compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold;
The surgical stapling instrument further comprises a motor configured to cause deployment of the staples, and the control circuit controls the , a surgical stapling instrument further configured to prevent activation of said motor.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
センサであって、癌組織に対する前記センサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されている、センサと、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサに連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記センサ信号を受信し、
前記センサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの値を決定し、
前記生理学的パラメータの前記値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備えており、
前記制御回路が、前記エンドエフェクタを前記癌組織から離れる、所定の方向に移動させる命令を提供するように更に構成されている、外科用ステープル留め器具。 A surgical stapling instrument comprising:
an end effector,
a first jaw;
a second jaw movable relative to the first jaw to grasp tissue therebetween;
anvil and
a staple cartridge including staples positionable within the tissue, the staples being deformable by the anvil;
an end effector comprising a sensor configured to provide a sensor signal according to a physiological parameter indicative of the sensor's proximity to cancerous tissue;
A control circuit coupled to the sensor, the control circuit comprising:
receiving the sensor signal;
determining a value of the physiological parameter based on the sensor signal;
a control circuit configured to compare the value of the physiological parameter to a predetermined threshold;
A surgical stapling instrument, wherein the control circuit is further configured to provide commands to move the end effector in a predetermined direction away from the cancerous tissue.
エンドエフェクタであって、
第1のジョーと、
前記第1のジョーとの間の組織を把持するために前記第1のジョーに対して移動可能な第2のジョーと、
アンビルと、
前記組織内に配置可能なステープルを含むステープルカートリッジであって、前記ステープルは、前記アンビルによって変形可能である、ステープルカートリッジと、
癌組織に対するセンサの近接度を示す生理学的パラメータに従って、センサ信号を提供するように構成されているセンサ組立体であって、前記センサ組立体は、
前記ステープルカートリッジを通って延在する長手方向軸の第1の側の第1のセンサと、
前記長手方向軸の第2の側の第2のセンサと、を含む、センサ組立体と、を含む、エンドエフェクタと、
前記センサ組立体に連結された制御回路であって、前記制御回路は、
前記第1のセンサから第1のセンサ信号を受信し、
前記第2のセンサから第2のセンサ信号を受信し、
前記第1のセンサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの第1の値を決定し、
前記第2のセンサ信号に基づいて前記生理学的パラメータの第2の値を決定し、
前記第1の値及び前記第2の値を所定の閾値と比較するように構成されている、制御回路と、を備える、外科用器具。 A surgical instrument,
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a first jaw;
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a first sensor on a first side of a longitudinal axis extending through the staple cartridge;
an end effector including a sensor assembly including a second sensor on a second side of the longitudinal axis;
A control circuit coupled to the sensor assembly, the control circuit comprising:
receiving a first sensor signal from the first sensor;
receiving a second sensor signal from the second sensor;
determining a first value of the physiological parameter based on the first sensor signal;
determining a second value of the physiological parameter based on the second sensor signal;
and a control circuit configured to compare the first value and the second value to a predetermined threshold.
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